機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書題目：兩級錐齒輪—圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師：XXX2009年7月機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目6：設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置（兩級錐齒輪—圓柱齒輪減速器）總體布置簡圖工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時有輕微震動，小批量生產(chǎn)，單班制工作，運(yùn)輸帶速度允許誤差為±5%。原始數(shù)據(jù)：設(shè)計(jì)內(nèi)容：電動機(jī)選擇與運(yùn)動參數(shù)的計(jì)算；齒輪傳動設(shè)計(jì)計(jì)算；軸的設(shè)計(jì)；滾動軸承的選擇；鍵和聯(lián)軸器的選擇與校核；裝配圖、零件圖的繪制；設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的編寫；設(shè)計(jì)任務(wù)繪制裝配圖1張，1號圖紙。零件工作圖二張，中間軸上大齒輪及中間軸，要求按1∶1繪制。寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份裝袋。時間安排第一階段：計(jì)算3天；第二階段：裝配草圖2天；第三階段：總裝配圖5天；第四階段：零件圖及設(shè)計(jì)說明書3天班級XX大學(xué)機(jī)械原理及零件教研室錐齒輪—圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)任務(wù)書姓名指導(dǎo)老師目錄一、電動機(jī)的選擇——————————————————————1二、傳動系統(tǒng)的運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算——————————————1三、傳動零件的計(jì)算—————————————————————2四、軸的計(jì)算————————————————————————8五、軸承的計(jì)算———————————————————————18六、鍵連接的選擇及校核計(jì)算—————————————————20七、減速器附件的選擇————————————————————20八、潤滑與密封———————————————————————21九、設(shè)計(jì)小結(jié)————————————————————————21十、參考資料目錄——————————————————————21計(jì)算與說明主要結(jié)果一、電動機(jī)的選擇1、電動機(jī)轉(zhuǎn)速的確定工作機(jī)轉(zhuǎn)速錐齒輪圓柱齒輪減速器傳動比范圍一般為i=8～15電動機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)在范圍內(nèi)即848～1590所以選取電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速為1000r/min2、電動機(jī)功率的確定查[1]表12-8類別效率數(shù)量彈性柱銷聯(lián)軸器0.9952圓柱齒輪（8級，稀油潤滑）0.971圓錐齒輪（8級，稀油潤滑）0.971圓錐滾子軸承（一對）（稀油潤滑）0.983計(jì)算得傳動的裝置的總效率又有工作機(jī)效率為工作機(jī)效率所需電動機(jī)輸出功率為計(jì)算得查[1]表19-1，選則電動機(jī)額定功率為5.5kW最后確定電機(jī)Y系列三相異步電動機(jī)，型號為Y132M2-6，額定功率5.5kW，滿載轉(zhuǎn)速960r/min。二、傳動系統(tǒng)的運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算1、分配各級傳動比總傳動比查[2]表16-1-3，推薦，且，得，2、由傳動比分配結(jié)果計(jì)算軸速各軸輸入功率各軸輸入轉(zhuǎn)矩將計(jì)算結(jié)果列在下表軸號功率P/kW轉(zhuǎn)矩T/()轉(zhuǎn)速n/（r/min）電機(jī)軸4.6346.06960I軸4.6145.86960II軸4.3898.42425III軸4.17379.27105工作機(jī)軸4.07370.18105三、傳動零件的計(jì)算1、圓錐直齒齒輪傳動的計(jì)算選擇齒形制GB12369-90，齒形角設(shè)計(jì)基本參數(shù)與條件：齒數(shù)比u=2.26，傳遞功率，主動軸轉(zhuǎn)速，采用一班制工作，壽命20年（一年以300天計(jì)），小錐齒輪懸臂布置。（1）選擇齒輪材料和精度等級①材料均選取45號鋼調(diào)質(zhì)。小齒輪齒面硬度為250HBS，大齒輪齒面硬度為220HBS。②精度等級取8級。③試選小齒輪齒數(shù)取調(diào)整后（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)查[3](10-26)有齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式試選載荷系數(shù)：。計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩：取齒寬系數(shù)：確定彈性影響系數(shù)：由[3]表10-6，確定區(qū)域系數(shù)：查[3]圖10-30，標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動：根據(jù)循環(huán)次數(shù)公式[3]式10-13，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：查[3]圖10-19得接觸疲勞壽命系數(shù)：，查[3]圖10-21(d)得疲勞極限應(yīng)力：，由[3]式10-12計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取失效概率為1%，安全系數(shù)，，由接觸強(qiáng)度計(jì)算出小齒輪分度圓直徑：，則齒輪的圓周速度計(jì)算載荷系數(shù)：a：齒輪使用系數(shù)，查[3]表10-2得b：動載系數(shù)，查[3]圖10-8得c：齒間分配系數(shù)，查[3]表10-3得d：齒向載荷分布系數(shù)查[3]表10-9得，所以e：接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)eq\o\ac(○,13)按載荷系數(shù)校正分度圓直徑取標(biāo)準(zhǔn)值，模數(shù)圓整為eq\o\ac(○,14)計(jì)算齒輪的相關(guān)參數(shù)，，eq\o\ac(○,15)確定齒寬：圓整取(3)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度eq\o\ac(○,1)載荷系數(shù)eq\o\ac(○,2)當(dāng)量齒數(shù)，eq\o\ac(○,3)查[3]表10-5得，，，eq\o\ac(○,4)取安全系數(shù)由[3]圖10-18得彎曲疲勞壽命系數(shù)，查[3]圖10-20(c)得彎曲疲勞極限為：，許用應(yīng)力eq\o\ac(○,5)校核強(qiáng)度，由[3]式10-23計(jì)算得可知彎曲強(qiáng)度滿足，參數(shù)合理。2、圓柱斜齒齒輪傳動的計(jì)算設(shè)計(jì)基本參數(shù)與條件：齒數(shù)比u=4.03，傳遞功率，主動軸轉(zhuǎn)速，采用一班制工作，壽命20年（一年以300天計(jì)）。（1）選擇齒輪材料、精度等級和齒數(shù)①小齒輪材料選取40Cr鋼調(diào)質(zhì)，大齒輪選取45鋼調(diào)質(zhì)，小齒輪齒面硬度為280HBS，大齒輪齒面硬度為240HBS。②精度等級取8級。③試選小齒輪齒數(shù)取調(diào)整后eq\o\ac(○,4)初選螺旋角（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)查[3](10-21)有齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式eq\o\ac(○,1)試選載荷系數(shù)：eq\o\ac(○,2)計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩：eq\o\ac(○,3)取齒寬系數(shù)：eq\o\ac(○,4)確定彈性影響系數(shù)：由[3]表10-6，eq\o\ac(○,5)確定區(qū)域系數(shù)：查[3]圖10-30，標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動：eq\o\ac(○,6)根據(jù)循環(huán)次數(shù)公式[3]式10-13，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：查[3]圖10-19得接觸疲勞壽命系數(shù)：，查[3]圖10-21(d)得疲勞極限應(yīng)力：，由[3]式10-12計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取失效概率為1%，安全系數(shù)，，eq\o\ac(○,7)由[3]圖10-26查得eq\o\ac(○,8)代入數(shù)值計(jì)算小齒輪直徑eq\o\ac(○,9)圓周速度eq\o\ac(○,10)齒寬b及模數(shù)，eq\o\ac(○,11)計(jì)算縱向重合度eq\o\ac(○,12)計(jì)算載荷系數(shù)：a：齒輪使用系數(shù)，查[3]表10-2得b：動載系數(shù)，查[3]圖10-8得c：齒間分配系數(shù)，查[3]表10-3得d：查[3]表10-4得齒向載荷分布系數(shù)查[3]圖10-13得e：接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)eq\o\ac(○,13)按載荷系數(shù)校正分度圓直徑eq\o\ac(○,14)計(jì)算模數(shù)(3)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由[3]式10-17eq\o\ac(○,1)計(jì)算載荷系數(shù)eq\o\ac(○,2)由縱向重合度，從[2]圖10-28得eq\o\ac(○,3)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)eq\o\ac(○,4)由[3]圖10-20得彎曲疲勞強(qiáng)度極限，eq\o\ac(○,5)由[3]圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)，eq\o\ac(○,6)取彎曲疲勞安全系數(shù)由[3]式10-12得eq\o\ac(○,7)由[3]表10-5得齒形系數(shù)，得應(yīng)力校正系數(shù)，eq\o\ac(○,8)計(jì)算大、小齒輪的并加以比較。，大齒輪的數(shù)值大。eq\o\ac(○,9)計(jì)算得，去eq\o\ac(○,10)校正齒數(shù)，eq\o\ac(○,11)圓整中心距圓整為eq\o\ac(○,12)修正螺旋角變化不大，不必修正前面計(jì)算數(shù)值。eq\o\ac(○,13)計(jì)算幾何尺寸，，取齒寬為，四、軸的計(jì)算1、I軸的計(jì)算(1)軸上的功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩，(2)求作用在齒輪上的力圓周力，軸向力，徑向力(3)初估軸的最小直徑先按[3]式15-2初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)[3]表15-3，取，于是得由于輸入軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處軸徑。為了使所選軸徑與聯(lián)軸器孔徑相適應(yīng)，故需同時選擇聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查[3]表14-1查[1]表17-2，由于電動機(jī)直徑為38mm，所以選取型號為HL3，孔徑選為30mm。聯(lián)軸器與軸配合的輪轂長度為60mm。(4)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定軸上零件的裝配方案，如下圖eq\o\ac(○,1)軸段1-2，由聯(lián)軸器型號直徑為30mm，右端應(yīng)有軸肩定位，軸向長度應(yīng)該略小于60mm，取58mm。eq\o\ac(○,2)軸段4-5，先初選軸承型號，由受力情況選擇圓錐滾子軸承，型號取30207，內(nèi)徑為35mm。所以軸段直徑為35mm，長度應(yīng)略小于軸承內(nèi)圈寬度17mm，取為15mm。eq\o\ac(○,3)軸段2-3，由軸承內(nèi)圈直徑得軸段直徑為35mm。左端聯(lián)軸器又端面距離短蓋取30mm，加上軸承寬度和端蓋寬度，軸段長度定為65.25mm。eq\o\ac(○,4)軸段5-6，小錐齒輪輪轂長度為38mm，齒輪左端面距離套杯距離約為8mm，再加上套杯厚度，確定軸段長度為54mm，直徑為32mm。eq\o\ac(○,5)軸段3-4，由于小齒輪懸臂布置，軸承支點(diǎn)跨距應(yīng)取懸臂長度的大約兩倍，由此計(jì)算出軸段長度為93mm。又有軸肩定位的需要，軸肩高度取3.5mm，所以軸段直徑取42mm。eq\o\ac(○,6)零件的周向定位查[1]表14-24得左端半聯(lián)軸器定位用平鍵，寬度為8mm，長度略小于軸段，取50mm，選取鍵，右端小齒輪定位用平鍵，寬度為10mm，長度略小于軸段，取30mm，選取鍵。eq\o\ac(○,7)軸上圓角和倒角尺寸參考[1]表12-13，取軸端倒角為2mm，圓角取1.6mm(5)求軸上的載荷根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖和受力情況得出軸所受彎矩扭矩如圖所示(6)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由上圖可知，應(yīng)力最大的位置，只需校核此處即可，根據(jù)[3]式15-5及以上數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力查[3]表15-1得，因此，軸安全。2、II軸的計(jì)算(1)軸上的功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩，(2)求作用在齒輪上的力大圓錐齒輪：圓周力，軸向力，徑向力圓柱齒輪：圓周力，軸向力，徑向力。(3)初估軸的最小直徑先按[3]式15-2初步估算軸的最小直徑。由于此軸為齒輪軸，選取軸的材料應(yīng)同圓柱齒輪一樣，為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)[3]表15-3，取，于是得(4)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)eq\o\ac(○,1)軸段4-5，由設(shè)計(jì)結(jié)果，小齒輪分度圓直徑為59.59mm，齒寬為65mm，取此軸段為65mm。eq\o\ac(○,2)軸段2-3，齒輪輪轂長度為40mm，軸段長度定為38mm，直徑為齒輪孔徑40mm。eq\o\ac(○,3)軸段1-2，選用軸承型號為30207，軸段直徑為35mm，齒輪端面距離箱體內(nèi)壁取7mm，軸承距內(nèi)壁2mm，所以軸段長度取30mm。eq\o\ac(○,4)軸段6-7，用于裝軸承，長度取19mm，直徑取35mm。eq\o\ac(○,5)軸段5-6，軸承應(yīng)該距離箱體內(nèi)壁2mm左右，且小齒輪端面距離箱體內(nèi)壁8mm左右，長度取10mm，又根據(jù)軸肩定位需要，軸徑取41mm。eq\o\ac(○,6)軸段3-4，由于箱體內(nèi)壁應(yīng)該相對于輸入軸的中心線對稱，通過計(jì)算此段長度為20mm，又有定位需要，軸徑取47mm。eq\o\ac(○,7)零件的周向定位查[1]表14-24得齒輪定位用平鍵，寬度為12mm，長度略小于軸段，取32mm，選取鍵12X32。eq\o\ac(○,8)軸上圓角和倒角尺寸參考[1]表12-13，取軸端倒角為2mm，圓角取1.6mm(5)求軸上的載荷根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖和受力情況得出軸所受力和彎矩扭矩如表所示載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M總彎矩扭矩T彎矩和扭矩圖如下：(6)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由上圖可知，應(yīng)力最大的位置，校核此處即可，根據(jù)[3]式15-5及以上數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力查[3]表15-1得，因此。另外小齒輪的兩個端面處較危險，右端按照軸頸35mm，若彎扭組合按照最大處計(jì)算，有，所以最終可以確定彎扭校核結(jié)果為安全。(7)精確校核軸的疲勞強(qiáng)度eq\o\ac(○,1)判斷危險截面由上述計(jì)算已知小齒輪中點(diǎn)處應(yīng)力最大，但是此處軸頸較兩側(cè)高出許多，所以應(yīng)選4的左側(cè)和5的右側(cè)進(jìn)行精確校核計(jì)算。eq\o\ac(○,2)截面4的左側(cè)抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面4左側(cè)的彎矩為截面4上的扭矩為截面上的彎曲應(yīng)力截面上扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。由[3]表15-1查得。綜合系數(shù)的計(jì)算查[3]附表3-2，由，經(jīng)直線插入，得因軸肩而形成的理論應(yīng)力集中為，，由[3]附圖3-1得軸的材料敏感系數(shù)為，，則有效應(yīng)力集中系數(shù)為，按[3]式（附表3-4）由[3]附圖3-2，3-3查得尺寸系數(shù)為，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為，查[3]附圖3-4，軸采用精車加工，表面質(zhì)量系數(shù)為，軸表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)值為碳鋼系數(shù)的確定碳鋼的特性系數(shù)取為，安全系數(shù)的計(jì)算軸的疲勞安全系數(shù)為故此處安全。eq\o\ac(○,3)截面5的右側(cè)抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面5右側(cè)的彎矩為截面5上的扭矩為截面上的彎曲應(yīng)力截面上扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。由[3]表15-1查得。綜合系數(shù)的計(jì)算查[3]附表3-2，由，經(jīng)直線插入，得因軸肩而形成的理論應(yīng)力集中為，，由[3]附圖3-1得軸的材料敏感系數(shù)為，，則有效應(yīng)力集中系數(shù)為，按[3]式（附表3-4）由[3]附圖3-2，3-3查得尺寸系數(shù)為，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為，查[3]附圖3-4，軸采用精車加工，表面質(zhì)量系數(shù)為，軸表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)值為碳鋼系數(shù)的確定碳鋼的特性系數(shù)取為，安全系數(shù)的計(jì)算軸的疲勞安全系數(shù)為故此處安全。綜上得出，此軸疲勞強(qiáng)度達(dá)到要求。3、III軸的計(jì)算(1)軸上的功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩，(2)求作用在齒輪上的力圓周力，軸向力，徑向力(3)初估軸的最小直徑先按[3]式15-2初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)[3]表15-3，取，于是得，此處有一個平鍵，直徑增加5%，得出直徑最小為34.74mm。由于輸入軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處軸徑。為了使所選軸徑與聯(lián)軸器孔徑相適應(yīng)，故需同時選擇聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查[3]表14-1選取型號為HL3，孔徑選為35m。聯(lián)軸器與軸配合的輪轂長度為60mm。(4)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定軸上零件的裝配方案，如下圖eq\o\ac(○,1)軸段1-2，由聯(lián)軸器型號得直徑為35mm，右端應(yīng)有軸肩定位，軸向長度應(yīng)該略小于60mm，取56.5mm。eq\o\ac(○,2)軸段5-6，此處與大齒輪配合，取直徑為齒輪孔徑45mm，長度略小于輪轂長度取為58mm。eq\o\ac(○,3)軸段6-7，選取軸承型號為30208，由軸承內(nèi)圈直徑得軸段直徑為40mm。又考慮大齒輪與小齒輪的配合，大齒輪與內(nèi)壁距離為10.5mm。軸承距離內(nèi)壁取2mm左右，最后確定軸段長度為35mm。eq\o\ac(○,4)軸段4-5，此段用于大齒輪定位，軸肩高度為4mm，所以直徑取53mm，長度取10mm。eq\o\ac(○,5)軸段3-4，左端用于軸承定位，軸肩高度取3.5mm，直徑為47mm，又有軸承距離內(nèi)壁2mm左右，軸段長度得出為61.5mm。eq\o\ac(○,6)軸段2-3，根據(jù)軸承和端蓋寬度，再是軸稍微伸出一段，確定軸段長度為56.5mm，直徑取軸承內(nèi)圈大小為40mm。eq\o\ac(○,7)零件的周向定位查[1]表14-24得左端半聯(lián)軸器定位用C型平鍵，寬度為10mm，長度略小于軸段，取50mm，選取鍵C，右端大齒輪定位用平鍵，寬度為12mm，長度略小于軸段，取50mm，選取鍵。eq\o\ac(○,7)軸上圓角和倒角尺寸參考[1]表12-13，取軸端倒角為2mm，圓角取1.6mm(5)求軸上的載荷根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖和受力情況得出軸所受彎矩扭矩如圖所示(6)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由上圖可知，應(yīng)力最大的位置，只需校核此處即可，根據(jù)[3]式15-5及以上數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力查[3]表15-1得，因此，軸安全。五、軸承的計(jì)算1、I軸的軸承校核軸承30207的校核求兩軸承受到的徑向載荷徑向力，查[1]表15-1，得Y=1.6，e=0.37，派生力，軸向力，左側(cè)軸承壓緊由于，所以軸向力為，當(dāng)量載荷由于，，所以，，，。由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為，故當(dāng)量載荷為，軸承壽命的校核2、II軸的軸承校核軸承30207的校核求兩軸承受到的徑向載荷徑向力，查[1]表15-1，得Y=1.6，e=0.37，派生力，軸向力，右側(cè)軸承壓緊由于，所以軸向力為，當(dāng)量載荷由于，，所以，，，。由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為，故當(dāng)量載荷為，軸承壽命的校核3、III軸的軸承校核軸承30208的校核求兩軸承受到的徑向載荷徑向力，查[1]表15-1，得Y=1.6，e=0.37，派生力，軸向力，左側(cè)軸承壓緊由于，所以軸向力為，當(dāng)量載荷由于，，所以，，，。由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為，故當(dāng)量載荷為，軸承壽命的校核六、鍵連接的選擇及校核計(jì)算將各個連接的參數(shù)列于下表鍵直徑mm工作長度mm工作高度mm轉(zhuǎn)矩Nm極限應(yīng)力Mpa30423.545.8620.803220445.8635.834020498.4261.5145444379.2795.7735514379.27106.25查[3]表6-1得，所以以上各鍵強(qiáng)度合格。七、減速器附件的選擇1、通氣器由于在室內(nèi)使用，選簡易式通氣器，采用M12×1.252、油面指示器，油面變動范圍大約為17mm，取A20型號的圓形游標(biāo)3、起吊裝置采用箱蓋吊換螺釘，按重量取M12，箱座采用吊耳4，放油螺塞選用外六角油塞及墊片M16×1.5八、潤滑與密封1、齒輪的潤滑采用浸油潤滑，浸油高度為半個齒寬到一個齒寬，取為35mm。2、滾動軸承的潤滑由于軸承周向速度為3.4m/s，所以開設(shè)油溝、飛濺潤滑。潤滑油的選擇齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于閉式齒輪設(shè)備，選用中負(fù)荷工業(yè)齒輪油220。密封方法的選取選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用氈圈密封，結(jié)構(gòu)簡單。軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。九、設(shè)計(jì)小結(jié)由于時間緊迫，所以這次的設(shè)計(jì)存在許多缺點(diǎn)，比如某些尺寸沒有考慮圓整，齒輪的計(jì)算不夠精確等。通過這次的實(shí)踐，能使我在以后的設(shè)計(jì)中避免很多不必要的工作，有能力設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)更緊湊，傳動更穩(wěn)定精確的設(shè)備。另外認(rèn)識到機(jī)械設(shè)計(jì)是一個系統(tǒng)性很強(qiáng)的工作，是需要明晰的條理與充分的耐心才可以圓滿完成的。十、參考資料目錄[1]《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》，機(jī)械工業(yè)出版社，陸玉主編，2006年12月第一版；[2]《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.第3卷》，化學(xué)工業(yè)出版社，成大先主編，1992年第三版；[3]《機(jī)械設(shè)計(jì)》，高等教育出版社，濮良貴，紀(jì)明剛主編，2005年12月第八版；[4]《機(jī)械原理》，高等教育出版社，孫桓主編，2005年12月第七版；同步轉(zhuǎn)速為1000r/min確定電機(jī)Y系列三相異步電動機(jī)，型號為Y132M2-6，額定功率5.5kW，滿載轉(zhuǎn)速960r/min，45號鋼調(diào)質(zhì)。小齒輪齒面硬度為250HBS，大齒輪齒面硬度為220HBS，，，，目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書……………………3題目分析﹑傳動方案的擬定…………………3電動機(jī)選擇，傳動系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)計(jì)算………………4傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算…………12軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核…………16軸承的選擇和計(jì)算……………16鍵聯(lián)接的選擇和校核…………21聯(lián)軸器的選擇和校核…………22箱體的設(shè)計(jì)……………………22潤滑和密封的選擇，潤滑劑的牌號及裝油量計(jì)算…………25設(shè)計(jì)小結(jié)………28參考資料………28設(shè)計(jì)任務(wù)書原始條件和數(shù)據(jù)：膠帶輸送機(jī)兩班制連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載啟動，室內(nèi)工作，有粉塵；使用期限10年，大修期3年。該機(jī)動力來源為三相交流電，在中等規(guī)模機(jī)械廠小批生產(chǎn)。輸送帶速度允許誤差為±5%。輸送帶工作拉力：2200N，輸送帶速度：0.9m/s卷筒直徑：300mm.方案4.傳動方案的擬定和說明由題目所知傳動機(jī)構(gòu)類型為：圓錐—圓柱兩級齒輪減速器。故只要對本傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析論證。本傳動機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是：共三根軸，每根軸直徑依次增大，利用圓錐圓柱齒輪進(jìn)行傳動，寬度尺寸較小，但錐齒輪加工比圓柱齒輪困難，一般置于高速級，以減小其直徑和模數(shù)。設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說明結(jié)果1.電動機(jī)的選擇2.確定電動機(jī)功率3.電動機(jī)輸出功率4.確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速選用Y系列一般用途的三相異步電動機(jī)因載荷平穩(wěn)，電動機(jī)額定功率按表2-1各傳動機(jī)構(gòu)傳動比范圍，圓錐齒輪轉(zhuǎn)動比，圓柱齒輪傳動比所以總傳動比范圍是一般傳動比為總體傳動比的可見電動機(jī)可選范圍設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說明結(jié)果5.總轉(zhuǎn)動比6.分配傳動比7.計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)8.各軸輸入功率選用的Y系列電動機(jī)YB2M-8,其滿載轉(zhuǎn)速令I(lǐng)軸：II軸：III軸：工作軸I軸：II軸：設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說明結(jié)果9.各軸輸入轉(zhuǎn)矩III軸：工作軸：I軸：II軸：III軸：工作軸：電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩：設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)及說明結(jié)果1.直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)3.齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)4.確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值二，傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算選定直齒圓柱齒輪，8級精度，小齒輪材料為40Gr(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為240HBS，二者材料硬度相差40HBS。選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)1）選載荷系數(shù)2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩3）由表10-7取得齒寬系數(shù)4）有表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說明結(jié)果2.計(jì)算1）試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值5）有圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限6）由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，7）由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)8)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%安全系數(shù)S=1.由式10-12得設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說明結(jié)果2）計(jì)算圓周速度3）計(jì)算齒寬b4)計(jì)算齒寬與齒高之比5）計(jì)算載荷系數(shù)模數(shù)齒高根據(jù)，8級精度，由圖10-8查得動載系數(shù)直齒輪由表10-2查得使用系數(shù)；由表10-4用插值法查得8級精度，小齒輪相對支承非對稱布置時，由，査圖10-13得故載荷系數(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)及說明結(jié)果6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校所算得的分度圓直徑，由式10-10a得7）計(jì)算模數(shù)m3.按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算的設(shè)計(jì)公式為4.確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值5.計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力1）由圖10-20c大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限2）由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)取彎曲疲勞安全系數(shù)，由式10-12得；計(jì)算載荷系數(shù)查取齒形系數(shù)由表10-5查得設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)及說明結(jié)果6.設(shè)計(jì)計(jì)算7.幾何尺寸計(jì)算查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5查得計(jì)算大小齒輪的并加以比較大齒輪的數(shù)值大對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)主要取決于彎曲疲勞所決定的承載能力，而齒面接觸強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，即模數(shù)和齒數(shù)的乘積，可由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.09并就近元稹為標(biāo)準(zhǔn)值m=2.5mm,按接觸強(qiáng)度計(jì)算的分度圓直徑。算出小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)取這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。1）計(jì)算分度圓直徑2）計(jì)算中心距設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)及說明結(jié)果8.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)3）計(jì)算齒輪寬度取選第一級傳動的直齒，錐齒輪的設(shè)計(jì)1.選軸夾角為90度的直齒圓錐齒輪，為8級精度，由表10-1選擇小齒輪材料為40（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差40HBS。2.選小齒輪的齒數(shù)大齒輪齒數(shù)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式試選載荷系數(shù)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩3）最常用的值，齒寬系數(shù)4)由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)5）由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的齒面的接觸疲勞強(qiáng)度極限為6）由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)及說明結(jié)果9.計(jì)算7）由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)8)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為，安全系數(shù)，由式（10-12）得試驗(yàn)算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值。計(jì)算齒寬計(jì)算齒寬與齒高之比模數(shù)齒高計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)，8級精度，由圖10-8查得動載荷系數(shù)，直齒錐齒輪使用系數(shù)由表10-2查得齒間載荷分配系數(shù)可按下試計(jì)算由表10-9中查得取軸承系數(shù)故載荷系數(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)及說明結(jié)果10.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（10-10a）得計(jì)算模數(shù)彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限2）由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)由式（10-12）得4）計(jì)算載荷系數(shù)k5)查取齒形系數(shù)由表10-5查得：6）查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5查取設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)及說明結(jié)果11.幾何計(jì)算7)計(jì)算大，小齒輪的,并加以比較大齒輪的數(shù)值大設(shè)計(jì)計(jì)算對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)大計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，反于齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.26并就圓整為標(biāo)準(zhǔn)值按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑算出小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。計(jì)算分度圓直徑計(jì)算中心距設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)及說明結(jié)果1.初步確定軸的最小直徑2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.Ⅰ軸的校核。計(jì)算齒輪齒寬取軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核選取軸的材料為40，取擬定軸上零件的裝配方案1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，Ⅰ-Ⅱ軸段右端需制出一軸肩，故取Ⅱ-Ⅲ段的直徑=24mm;半聯(lián)軸器與軸配合的孔長度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故Ⅰ-Ⅱ段的長度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取。2）初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)=24mm,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承30208，其尺寸為，故；而。右端軸徑僅是為了裝配方便，并不承受軸向力亦不對軸上零件起定位和固定作用時，則相鄰直徑的變化差可以較小，一般可取直徑差1~3mm，因此取。3）取安裝齒輪處的軸段；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪縠的寬度為，為了是套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短與輪縠寬度，故取。2.軸承Ⅰ的校核3.Ⅱ軸的校核。4.Ⅲ軸的校核1.已知軸的彎矩和扭矩，可針對某些危險截面（即彎矩和扭矩）而軸徑可能不足的截面，做彎矩合成強(qiáng)度校核計(jì)算，按第三強(qiáng)度理論，計(jì)算應(yīng)力。2.通常由彎矩所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力是對稱循環(huán)環(huán)變應(yīng)力而由扭矩所產(chǎn)生的，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，則常常不是對稱循環(huán)應(yīng)力，為了考慮兩者循環(huán)應(yīng)力特性不同的影響，引入折合系數(shù)，則計(jì)算應(yīng)力為。當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時，??；若扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力亦為對稱循環(huán)變應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力時，??；若扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力亦為對稱循環(huán)變應(yīng)力時，取。對于直徑為d的圓軸，彎曲應(yīng)力為，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力,J將和代入式，則軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為選用安全。如圖附頁C所示：2.求兩軸的計(jì)算軸向力和對于30205型軸承，由表8-145，軸承派生軸向力假設(shè)因?yàn)樗暂S承1被放松，軸承2被壓緊所以4.求軸承當(dāng)量載荷和對軸承1，對軸承2，因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，按表13-6，取4.驗(yàn)算軸承壽命因,所以按軸承1的受力大小來驗(yàn)算彎矩，扭矩圖如圖附頁A所示：選用45如圖附頁B所示：合格計(jì)算與說明主要結(jié)果一、電動機(jī)的選擇1、電動機(jī)轉(zhuǎn)速的確定工作機(jī)轉(zhuǎn)速錐齒輪圓柱齒輪減速器傳動比范圍一般為i=8～15電動機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)在范圍內(nèi)即848～1590所以選取電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速為1000r/min2、電動機(jī)功率的確定查[1]表12-8類別效率數(shù)量彈性柱銷聯(lián)軸器0.9952圓柱齒輪（8級，稀油潤滑）0.971圓錐齒輪（8級，稀油潤滑）0.971圓錐滾子軸承（一對）（稀油潤滑）0.983計(jì)算得傳動的裝置的總效率又有工作機(jī)效率為工作機(jī)效率所需電動機(jī)輸出功率為計(jì)算得查[1]表19-1，選則電動機(jī)額定功率為5.5kW最后確定電機(jī)Y系列三相異步電動機(jī)，型號為Y132M2-6，額定功率5.5kW，滿載轉(zhuǎn)速960r/min。二、傳動系統(tǒng)的運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算1、分配各級傳動比總傳動比查[2]表16-1-3，推薦，且，得，2、由傳動比分配結(jié)果計(jì)算軸速各軸輸入功率各軸輸入轉(zhuǎn)矩將計(jì)算結(jié)果列在下表軸號功率P/kW轉(zhuǎn)矩T/()轉(zhuǎn)速n/（r/min）電機(jī)軸4.6346.06960I軸4.6145.86960II軸4.3898.42425III軸4.17379.27105工作機(jī)軸4.07370.18105三、傳動零件的計(jì)算1、圓錐直齒齒輪傳動的計(jì)算選擇齒形制GB12369-90，齒形角設(shè)計(jì)基本參數(shù)與條件：齒數(shù)比u=2.26，傳遞功率，主動軸轉(zhuǎn)速，采用一班制工作，壽命20年（一年以300天計(jì)），小錐齒輪懸臂布置。（1）選擇齒輪材料和精度等級①材料均選取45號鋼調(diào)質(zhì)。小齒輪齒面硬度為250HBS，大齒輪齒面硬度為220HBS。②精度等級取8級。③試選小齒輪齒數(shù)取調(diào)整后（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)查[3](10-26)有齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式試選載荷系數(shù)：。計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩：取齒寬系數(shù)：確定彈性影響系數(shù)：由[3]表10-6，確定區(qū)域系數(shù)：查[3]圖10-30，標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動：根據(jù)循環(huán)次數(shù)公式[3]式10-13，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：查[3]圖10-19得接觸疲勞壽命系數(shù)：，查[3]圖10-21(d)得疲勞極限應(yīng)力：，由[3]式10-12計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取失效概率為1%，安全系數(shù)，，由接觸強(qiáng)度計(jì)算出小齒輪分度圓直徑：，則齒輪的圓周速度計(jì)算載荷系數(shù)：a：齒輪使用系數(shù)，查[3]表10-2得b：動載系數(shù)，查[3]圖10-8得c：齒間分配系數(shù)，查[3]表10-3得d：齒向載荷分布系數(shù)查[3]表10-9得，所以e：接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)eq\o\ac(○,13)按載荷系數(shù)校正分度圓直徑取標(biāo)準(zhǔn)值，模數(shù)圓整為eq\o\ac(○,14)計(jì)算齒輪的相關(guān)參數(shù)，，eq\o\ac(○,15)確定齒寬：圓整取(3)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度eq\o\ac(○,1)載荷系數(shù)eq\o\ac(○,2)當(dāng)量齒數(shù)，eq\o\ac(○,3)查[3]表10-5得，，，eq\o\ac(○,4)取安全系數(shù)由[3]圖10-18得彎曲疲勞壽命系數(shù)，查[3]圖10-20(c)得彎曲疲勞極限為：，許用應(yīng)力eq\o\ac(○,5)校核強(qiáng)度，由[3]式10-23計(jì)算得可知彎曲強(qiáng)度滿足，參數(shù)合理。2、圓柱斜齒齒輪傳動的計(jì)算設(shè)計(jì)基本參數(shù)與條件：齒數(shù)比u=4.03，傳遞功率，主動軸轉(zhuǎn)速，采用一班制工作，壽命20年（一年以300天計(jì)）。（1）選擇齒輪材料、精度等級和齒數(shù)①小齒輪材料選取40Cr鋼調(diào)質(zhì)，大齒輪選取45鋼調(diào)質(zhì)，小齒輪齒面硬度為280HBS，大齒輪齒面硬度為240HBS。②精度等級取8級。③試選小齒輪齒數(shù)取調(diào)整后eq\o\ac(○,4)初選螺旋角（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)查[3](10-21)有齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式eq\o\ac(○,1)試選載荷系數(shù)：eq\o\ac(○,2)計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩：eq\o\ac(○,3)取齒寬系數(shù)：eq\o\ac(○,4)確定彈性影響系數(shù)：由[3]表10-6，eq\o\ac(○,5)確定區(qū)域系數(shù)：查[3]圖10-30，標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動：eq\o\ac(○,6)根據(jù)循環(huán)次數(shù)公式[3]式10-13，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：查[3]圖10-19得接觸疲勞壽命系數(shù)：，查[3]圖10-21(d)得疲勞極限應(yīng)力：，由[3]式10-12計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取失效概率為1%，安全系數(shù)，，eq\o\ac(○,7)由[3]圖10-26查得eq\o\ac(○,8)代入數(shù)值計(jì)算小齒輪直徑eq\o\ac(○,9)圓周速度eq\o\ac(○,10)齒寬b及模數(shù)，eq\o\ac(○,11)計(jì)算縱向重合度eq\o\ac(○,12)計(jì)算載荷系數(shù)：a：齒輪使用系數(shù)，查[3]表10-2得b：動載系數(shù)，查[3]圖10-8得c：齒間分配系數(shù)，查[3]表10-3得d：查[3]表10-4得齒向載荷分布系數(shù)查[3]圖10-13得e：接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)eq\o\ac(○,13)按載荷系數(shù)校正分度圓直徑eq\o\ac(○,14)計(jì)算模數(shù)(3)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由[3]式10-17eq\o\ac(○,1)計(jì)算載荷系數(shù)eq\o\ac(○,2)由縱向重合度，從[2]圖10-28得eq\o\ac(○,3)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)eq\o\ac(○,4)由[3]圖10-20得彎曲疲勞強(qiáng)度極限，eq\o\ac(○,5)由[3]圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)，eq\o\ac(○,6)取彎曲疲勞安全系數(shù)由[3]式10-12得eq\o\ac(○,7)由[3]表10-5得齒形系數(shù)，得應(yīng)力校正系數(shù)，eq\o\ac(○,8)計(jì)算大、小齒輪的并加以比較。，大齒輪的數(shù)值大。eq\o\ac(○,9)計(jì)算得，去eq\o\ac(○,10)校正齒數(shù)，eq\o\ac(○,11)圓整中心距圓整為eq\o\ac(○,12)修正螺旋角變化不大，不必修正前面計(jì)算數(shù)值。eq\o\ac(○,13)計(jì)算幾何尺寸，，取齒寬為，四、軸的計(jì)算1、I軸的計(jì)算(1)軸上的功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩，(2)求作用在齒輪上的力圓周力，軸向力，徑向力(3)初估軸的最小直徑先按[3]式15-2初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)[3]表15-3，取，于是得由于輸入軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處軸徑。為了使所選軸徑與聯(lián)軸器孔徑相適應(yīng)，故需同時選擇聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查[3]表14-1查[1]表17-2，由于電動機(jī)直徑為38mm，所以選取型號為HL3，孔徑選為30mm。聯(lián)軸器與軸配合的輪轂長度為60mm。(4)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定軸上零件的裝配方案，如下圖eq\o\ac(○,1)軸段1-2，由聯(lián)軸器型號直徑為30mm，右端應(yīng)有軸肩定位，軸向長度應(yīng)該略小于60mm，取58mm。eq\o\ac(○,2)軸段4-5，先初選軸承型號，由受力情況選擇圓錐滾子軸承，型號取30207，內(nèi)徑為35mm。所以軸段直徑為35mm，長度應(yīng)略小于軸承內(nèi)圈寬度17mm，取為15mm。eq\o\ac(○,3)軸段2-3，由軸承內(nèi)圈直徑得軸段直徑為35mm。左端聯(lián)軸器又端面距離短蓋取30mm，加上軸承寬度和端蓋寬度，軸段長度定為65.25mm。eq\o\ac(○,4)軸段5-6，小錐齒輪輪轂長度為38mm，齒輪左端面距離套杯距離約為8mm，再加上套杯厚度，確定軸段長度為54mm，直徑為32mm。eq\o\ac(○,5)軸段3-4，由于小齒輪懸臂布置，軸承支點(diǎn)跨距應(yīng)取懸臂長度的大約兩倍，由此計(jì)算出軸段長度為93mm。又有軸肩定位的需要，軸肩高度取3.5mm，所以軸段直徑取42mm。eq\o\ac(○,6)零件的周向定位查[1]表14-24得左端半聯(lián)軸器定位用平鍵，寬度為8mm，長度略小于軸段，取50mm，選取鍵，右端小齒輪定位用平鍵，寬度為10mm，長度略小于軸段，取30mm，選取鍵。eq\o\ac(○,7)軸上圓角和倒角尺寸參考[1]表12-13，取軸端倒角為2mm，圓角取1.6mm(5)求軸上的載荷根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖和受力情況得出軸所受彎矩扭矩如圖所示(6)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由上圖可知，應(yīng)力最大的位置，只需校核此處即可，根據(jù)[3]式15-5及以上數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力查[3]表15-1得，因此，軸安全。2、II軸的計(jì)算(1)軸上的功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩，(2)求作用在齒輪上的力大圓錐齒輪：圓周力，軸向力，徑向力圓柱齒輪：圓周力，軸向力，徑向力。(3)初估軸的最小直徑先按[3]式15-2初步估算軸的最小直徑。由于此軸為齒輪軸，選取軸的材料應(yīng)同圓柱齒輪一樣，為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)[3]表15-3，取，于是得(4)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)eq\o\ac(○,1)軸段4-5，由設(shè)計(jì)結(jié)果，小齒輪分度圓直徑為59.59mm，齒寬為65mm，取此軸段為65mm。eq\o\ac(○,2)軸段2-3，齒輪輪轂長度為40mm，軸段長度定為38mm，直徑為齒輪孔徑40mm。eq\o\ac(○,3)軸段1-2，選用軸承型號為30207，軸段直徑為35mm，齒輪端面距離箱體內(nèi)壁取7mm，軸承距內(nèi)壁2mm，所以軸段長度取30mm。eq\o\ac(○,4)軸段6-7，用于裝軸承，長度取19mm，直徑取35mm。eq\o\ac(○,5)軸段5-6，軸承應(yīng)該距離箱體內(nèi)壁2mm左右，且小齒輪端面距離箱體內(nèi)壁8mm左右，長度取10mm，又根據(jù)軸肩定位需要，軸徑取41mm。eq\o\ac(○,6)軸段3-4，由于箱體內(nèi)壁應(yīng)該相對于輸入軸的中心線對稱，通過計(jì)算此段長度為20mm，又有定位需要，軸徑取47mm。eq\o\ac(○,7)零件的周向定位查[1]表14-24得齒輪定位用平鍵，寬度為12mm，長度略小于軸段，取32mm，選取鍵12X32。eq\o\ac(○,8)軸上圓角和倒角尺寸參考[1]表12-13，取軸端倒角為2mm，圓角取1.6mm(5)求軸上的載荷根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖和受力情況得出軸所受力和彎矩扭矩如表所示載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M總彎矩扭矩T彎矩和扭矩圖如下：(6)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由上圖可知，應(yīng)力最大的位置，校核此處即可，根據(jù)[3]式15-5及以上數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力查[3]表15-1得，因此。另外小齒輪的兩個端面處較危險，右端按照軸頸35mm，若彎扭組合按照最大處計(jì)算，有，所以最終可以確定彎扭校核結(jié)果為安全。(7)精確校核軸的疲勞強(qiáng)度eq\o\ac(○,1)判斷危險截面由上述計(jì)算已知小齒輪中點(diǎn)處應(yīng)力最大，但是此處軸頸較兩側(cè)高出許多，所以應(yīng)選4的左側(cè)和5的右側(cè)進(jìn)行精確校核計(jì)算。eq\o\ac(○,2)截面4的左側(cè)抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面4左側(cè)的彎矩為截面4上的扭矩為截面上的彎曲應(yīng)力截面上扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。由[3]表15-1查得。綜合系數(shù)的計(jì)算查[3]附表3-2，由，經(jīng)直線插入，得因軸肩而形成的理論應(yīng)力集中為，，由[3]附圖3-1得軸的材料敏感系數(shù)為，，則有效應(yīng)力集中系數(shù)為，按[3]式（附表3-4）由[3]附圖3-2，3-3查得尺寸系數(shù)為，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為，查[3]附圖3-4，軸采用精車加工，表面質(zhì)量系數(shù)為，軸表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)值為碳鋼系數(shù)的確定碳鋼的特性系數(shù)取為，安全系數(shù)的計(jì)算軸的疲勞安全系數(shù)為故此處安全。eq\o\ac(○,3)截面5的右側(cè)抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面5右側(cè)的彎矩為截面5上的扭矩為截面上的彎曲應(yīng)力截面上扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。由[3]表15-1查得。綜合系數(shù)的計(jì)算查[3]附表3-2，由，經(jīng)直線插入，得因軸肩而形成的理論應(yīng)力集中為，，由[3]附圖3-1得軸的材料敏感系數(shù)為，，則有效應(yīng)力集中系數(shù)為，按[3]式（附表3-4）由[3]附圖3-2，3-3查得尺寸系數(shù)為，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為，查[3]附圖3-4，軸采用精車加工，表面質(zhì)量系數(shù)為，軸表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)值為碳鋼系數(shù)的確定碳鋼的特性系數(shù)取為，安全系數(shù)的計(jì)算軸的疲勞安全系數(shù)為故此處安全。綜上得出，此軸疲勞強(qiáng)度達(dá)到要求。3、III軸的計(jì)算(1)軸上的功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩，(2)求作用在齒輪上的力圓周力，軸向力，徑向力(3)初估軸的最小直徑先按[3]式15-2初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)[3]表15-3，取，于是得，此處有一個平鍵，直徑增加5%，得出直徑最小為34.74mm。由于輸入軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處軸徑。為了使所選軸徑與聯(lián)軸器孔徑相適應(yīng)，故需同時選擇聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查[3]表14-1選取型號為HL3，孔徑選為35m。聯(lián)軸器與軸配合的輪轂長度為60mm。(4)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定軸上零件的裝配方案，如下圖eq\o\ac(○,1)軸段1-2，由聯(lián)軸器型號得直徑為35mm，右端應(yīng)有軸肩定位，軸向長度應(yīng)該略小于60mm，取56.5mm。eq\o\ac(○