機械課程設(shè)計(一級圓柱齒輪減速器)教材

1、South China University of Technology機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計計算說明書題目：一級圓柱齒輪減速器設(shè)計目錄一、設(shè)計任務(wù)書 1.1 機械課程設(shè)計的目的 1.2設(shè)計題目1.3設(shè)計要求1.4原始數(shù)據(jù)1.5設(shè)計內(nèi)容二、傳動裝置的總體設(shè)計 2.1傳動方案2.2電動機選擇類型、功率與轉(zhuǎn)速 2.3確定傳動裝置總傳動比及其分配 2.4計算傳動裝置各級傳動功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩三、傳動零件的設(shè)計計算 3.1 V帶傳動設(shè)計 3.1.1計算功率3.1.2帶型選擇3.1.3帶輪設(shè)計3.1.4驗算帶速3.1.5確定 V帶的傳動中心距和基準長度 3.1.6包角及其驗算3.1.7帶根數(shù)3.1.8預(yù)緊力

2、計算3.1.9壓軸力計算 3.1.10帶輪的結(jié)構(gòu)3.2齒輪傳動設(shè)計3.2.1選擇齒輪類型、材料、精度及參數(shù) 3.2.2按齒面接觸疲勞強度或齒根彎曲疲勞強度設(shè)計 3.2.3按齒根彎曲疲勞強度或齒面接觸疲勞強度校核 3.2.4齒輪傳動的幾何尺寸計算 四、鑄造減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸 五、軸的設(shè)計5.1高速軸設(shè)計5.1.1選擇軸的材料5.1.2初步估算軸的最小直徑 5.1.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，初定軸徑及軸向尺寸 5.2低速軸設(shè)計5.2.1選擇軸的材料5.2.2初步估算軸的最小直徑 5.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，初定軸徑及軸向尺寸 5.3校核軸的強度5.3.1按彎扭合成校核高速軸的強度 5.3.2按彎扭合成校核

3、低速軸的強度 六、滾動軸承的選擇和計算 6.1高速軸上的滾動軸承設(shè)計-6.1.1 軸上徑向、軸向載荷分析 6.1.2軸承選型與校核 6.2 低速軸上的滾動軸承設(shè)計 6.2.1 軸上徑向、軸向載荷分析6.2.2 軸承選型與校核 七、聯(lián)軸器的選擇和計算7.1 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 7.2 許用轉(zhuǎn)速 7.3 配合軸徑 7.4 配合長度 八、鍵連接的選擇和強度校核8.1 高速軸 V 帶輪用鍵連接 8.1.1 選用鍵類型 8.1.2鍵的強度校核 8.2 低速軸與齒輪用鍵連接 8.2.1 選用鍵類型 8.2.2 鍵的強度校核 8.3 低速軸與聯(lián)軸器用鍵連接 8.3.1 選用鍵類型 8.3.2 鍵的強度校核 九

4、、減速器的潤滑9.1 齒輪傳動的圓周速度 9.2 齒輪的潤滑方式與潤滑油選擇9.3 軸承的潤滑方式與潤滑劑選擇 十、繪制裝配圖及零件工作圖 十一、設(shè)計小結(jié) 十二、參考文獻 設(shè)計任務(wù)書1.1機械課程設(shè)計的目的課程設(shè)計是機械設(shè)計基礎(chǔ)課程中的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)，也是第一次對學(xué)生進行較全面的 機械設(shè)計訓(xùn)練。其目的是：1. 通過課程設(shè)計，綜合運用機械設(shè)計基礎(chǔ)課程和其他先修課程的理論和實際知識，來解決工程實際中的具體設(shè)計問題。通過設(shè)計實踐，掌握機械設(shè)計的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析和解 決實際問題的能力。2. 培養(yǎng)機械設(shè)計的能力，通過傳動方案的擬定，設(shè)計計算，結(jié)構(gòu)設(shè)計，查閱有關(guān)標準和規(guī)范及編寫設(shè)計計算說明書等各個環(huán)節(jié)

5、，要求學(xué)生掌握一般機械傳動裝置的設(shè)計內(nèi)容、步驟和方法，并在設(shè)計構(gòu)思設(shè)計技能等方面得到相應(yīng)的鍛煉。1.2設(shè)計題目設(shè)計運送原料的帶式運輸機用的一級圓柱齒輪減速器。1.3設(shè)計要求根據(jù)給定的工況參數(shù)，選擇適當?shù)碾妱訖C、選取聯(lián)軸器、設(shè)計v帶傳動、設(shè)計一級齒輪減速器（所有的軸、齒輪、軸承、減速箱體、箱蓋以及其他附件）和與輸送帶連接的聯(lián)軸 器。滾筒及輸送帶效率（含滾動軸承）=0.96。工作時，載荷有輕微沖擊，產(chǎn)品生產(chǎn)批量為成批生產(chǎn)，允許總傳動比誤差 4%，要求齒輪使用壽命為 10年，二班工作制，軸承使用壽 命不小于15000小時。1.4原始數(shù)據(jù)表1原始數(shù)據(jù)輸送帶拉力F （N）輸送帶速度v （m/s）輸送帶滾

6、筒直徑D （m）37501.250.3151.5設(shè)計內(nèi)容1.5.1 繪制傳動裝置中一級圓柱齒輪減速器裝配圖一張（ A1 ）。1.5.2 繪制低速軸、大齒輪零件圖二張（建議 A3 ）。1.5.3 編寫設(shè)計計算說明書一份。傳動裝置設(shè)計2.1傳動方案根據(jù)本課程設(shè)計要求，采用一般的單級圓柱齒輪（斜齒）傳動方案，其傳動簡圖如下:圖1傳動裝置簡圖2.2電動機選擇類型、功率與轉(zhuǎn)速（1 ）功率計算運輸機主軸上所需要的功率：Fv10003750 1.251000= 4.6875kW（2）選擇電動機選擇電動機類型按工作條件和要求，選用Y系列三相異步電動機選擇電動機功率：Pd二巴傳動裝置的總效率:n1, V帶傳動的

7、效率1=0.95n 2, 閉式圓柱斜齒輪的效率,n 2= 0.97n 3,深溝球軸承的效率（精度等級8）,3= i-.8n4, 十字滑塊聯(lián)軸器的效率,v.i-0.98n w, 工作機效率,所以-，“ ，：,：&】 0.98 0.96=0.8326電動機所需功率： R二衛(wèi)=5.630kwd n查附表K.1，選取電動機額定功率 Fe 7.5 kw選擇電動機轉(zhuǎn)速根據(jù)輸送機主軸轉(zhuǎn)速，查附表K.1，現(xiàn)選用同步轉(zhuǎn)速 1500r/min，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min的電動機，查附表 K.2，得其型號和主要數(shù)據(jù)如下：表2 電動機主要參數(shù)型號額定功率同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額 定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/額 定轉(zhuǎn)矩Y132

8、M-27.5kw1500 r/mini440r/min2.22.2表3電動機安裝及有關(guān)尺寸主要參數(shù)中心高外形尺寸L( AC/2+AD) 乂HD底腳安裝尺寸A汨地腳螺栓直徑K軸伸尺寸D漢E鍵公稱尺寸FS132515mm x 345mm x315mm216mm x278mm12mm38mm x80mm10mm x8mm2.3確定傳動裝置總傳動比及其分配取電動機轉(zhuǎn)速為1440r/min,按表5.2，V可知，普通V帶傳動的傳動比24，單 級圓柱齒輪減速器的傳動比為 36因此，可計算得到電動機轉(zhuǎn)速的總傳動比為：v 漢6010001.25漢 60 心000.nw75.59 r/min兀D3.14 漢315

9、電動機轉(zhuǎn)速范圍：n d 二 nwi)2 =75.59 (24) (3 6) = 433051814.16r/mi n選擇電動機同步轉(zhuǎn)速為1440r/min合適。傳動裝置得總傳動比：匚=匹二！440 19.05nw 75.59取單級圓柱齒輪減速器傳動比：i2 =5i 19 05則V帶傳動比：h二丄二竺5 =3.81i252.4計算傳動裝置各級傳動功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩各軸輸入功率：電動機軸輸出功率：Pd =5.630kw軸I (減速器高速軸)輸入功率：R =只=0.95漢5.630= 5.35kw軸II （減速器低速軸）輸入功率：P2 = 2 3P1 =0.97 0.98 5.35 =5.09kw各軸

10、轉(zhuǎn)速：電動機軸轉(zhuǎn)速：nm =144 0/mi n軸 I 轉(zhuǎn)速：山 4 =1440 =377.95 r/minii 3.81軸 II 轉(zhuǎn)速：= 377J5 = 75.59 r/mini25各軸轉(zhuǎn)矩：電動機軸轉(zhuǎn)矩：Td =9550旦=9550 竺3 =37.34 N mnm1440軸 I 轉(zhuǎn)矩：Ti=9550 -=9550 135.18N mni377.95軸 II 轉(zhuǎn)矩：T2=9550 p=9550 643.07N mn275.59表4各級傳動功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩參數(shù)輸入功率（kW）轉(zhuǎn)速n （rpm）輸入轉(zhuǎn)矩T（ N m）傳動比i效率H電動機軸P 5.630144037.343.810.95軸15.

11、35377.95135.18軸II5.0975.59643.0750.96三、傳動零件的設(shè)計計算3.1 V帶傳動設(shè)計3.1.1 計算功率Pc根據(jù)V帶傳動工作條件，查表8.3,可得工作情況系數(shù) Ka =1.2，所以:巳=KAPd =1.2 5.630 =6.756kw3.1.2 帶型選擇根據(jù)Pc及n1，由圖8.11,選用B型V帶3.1.3 帶輪設(shè)計dd1、dd2由表8.4選dd1 =140 mm，根據(jù)式（8.10），從動輪的基準直徑為：dd2 = dcM = 3.81 1 4 0 5 3 31mm3.1.4 驗算帶速v二ddi nm60 10003.14 140 144060 1000=10.5

12、 5 0 4n/s初選傳動中心距范圍為：0.5(dd1 dd2)- a _ 2(dd 1dd2)在5m/s25m/s之間。故帶的速度合適。3.1.5 確定V帶的傳動中心距a和基準長度Ld即 335 乞 a0 豈1340，初定 a0=500mmV帶的基準長度：兀(dd2ddj23.143902Lq =2a(dd1 dd2) 咚 巴 2 500(140 530)2127.95mm24ao24 500選取帶的基準直徑長度。Ld = 2240mm按式（12-20）計算實際中心距：L0 - Lda = a0556.025mm23.1.6 包角及其驗算M由式(8.4)得：0 dd? dd10 530140

13、000=180 咚 史 57.3 =18057.3 =139.811 20a556.025故主動輪上的包角合適。3.1.7 帶根數(shù)Z由 nm =1440r/min，dd1 =140mm，查表(8.2)得 KL =1.00,查表(8.5)，得 PQ =1.00kw，查表（8.6）得 ：P0=0.17kw，查表（8.7）得 K ：. =0.89，所以由式（8.21）得:PC6.756z6.49(PoPQ)K -Kl(1.00 0.17) 0.89 1.00取z=7根。3.1.8 預(yù)緊力計算Fq查表8.1得q=0.19kg/m，所以由式（8.22）得:500Pc.5-1) qvaFoFK500 6.

14、7561)0.19 10.5504 103.89 N7 10.5504 0.893.1.9 壓軸力計算Fq由式（8.23）得：ct1139.81Fq =2zF0Si 2 =2 7 103.89Sin1365.92N2 23.1.10帶輪的結(jié)構(gòu)表5帶輪結(jié)構(gòu)尺寸(mm)小帶輪 外徑da1大帶輪外徑da2基準 寬度bd基準線槽深 hamin基準線下 槽深hamax槽間距e槽邊 距 fmin最小輪 緣厚酩in帶輪寬B槽 型147537143.510.81911.57.5137BV帶輪采用HT200制造，允許最大圓周速度為25m/s。圖2V帶大帶輪結(jié)構(gòu)簡圖3.2齒輪傳動設(shè)計3.2.1 選擇齒輪類型、材料

15、、精度及參數(shù)選用斜齒圓柱齒輪傳動(外嚙合)選擇齒輪材料(考慮到齒輪使用壽命較長)小齒輪材料取為45號鋼，調(diào)質(zhì)，HBS1=250 ( GB699-1988)大齒輪材料取為45號鋼，正火，HBS2=200 (GB699-1988) 選取齒輪為8級的精度 (GB10095-1998) 初選螺旋角1=14 選小齒輪齒數(shù)z1 =24；大齒輪的齒數(shù)z2 = 24 5=1203.2.2 按齒面接觸疲勞強度或齒根彎曲疲勞強度設(shè)計I 中心距a(u 1)3(30狀V &H普aU式中：-雹m:t H l=540MPa由表7.4,選用K=1.1許用接觸應(yīng)力：由圖7.26查得：小齒輪：！齊J=580MPa 大齒輪： X

16、 2=540MPa 選用K,載荷系數(shù)，因載荷比較平穩(wěn)，齒輪相對軸承對稱布置, 弓a，齒寬系數(shù)，輕型減速器宇a =0.3U,齒數(shù)比，U=5大齒輪齒寬（大齒輪）b2=70mma _ (5 1)3(345)21.1 135.18 10000.3 域 5=192.59 mm 計算模數(shù)mn2aCos：2 192.59Cos142.60 Z z224 120取標準值mn=3.0mm,按-=14估算中心距mn(Z1 Z2)2Cos :3 (24 120)=222.16 mm圓整中心距，取a = 225mm 修正螺旋角R口(乙匕2)3x(24+120)-=arcCos - - arcCos16.2602a2漢

17、195 驗算模數(shù)2aCosPmn3.00Z1 Z2又因為2 -16.260在820之間，合適。 計算兩齒輪分度圓直徑mnz3 24小齒輪 d1:75mmCosP Cos16.260m-Z23 120大齒輪 d?3 7 mmCosE Cos16.2 6 0 計算齒寬b - a =0.3 225=67.5mm小齒輪齒寬（齒輪軸）b|=75mm323 按齒根彎曲疲勞強度或齒面接觸疲勞強度校核-1.6KTYfCosB二Fbmn Z| t J其中L f型Sf當量齒數(shù):ZiCos3 :324 =27.13Cos316.260Zv2Z2120Cos _Cos316.26= 135.63安全系數(shù)由表7.5取S

18、f -1.3 ,齒形系數(shù)：查圖 7.23 得Yfi=2.65，Yf2=2.21彎曲疲勞強度極限:cFlim1 =200MPa,匚Fiim2 =180MPa則:-Fl1.6KT1Cos-Zbm；Yfi-=6 135180Cos16.2602.65MPa 二.37.365 MPa75 32 24；F2=6.68MPa 4F21Yfs均滿足彎曲疲勞強度要求。3.2.4 齒輪傳動的幾何尺寸計算表6齒輪幾何尺寸名稱代號計算公式與結(jié)果法向模數(shù)mn設(shè)計和校核得出。3端面模數(shù)mtg = mn / CosP3.12螺旋角一般為8 2016.260法向壓力角叫標準值20 端面壓力角tat =arcta n(ta

19、na*/cos P) =20.73分度圓直徑di、d2d = m, Z75.00mm375.00mm齒頂咼haha = mn3mm齒根高hfhf =1.25mn3.75mm全齒高hh = ha +hf6.75mm頂隙c0.75mm齒頂圓直徑dal、da2da =d +2mn81mm 381mm齒根圓直徑dfl、df2df =d 2.5mn67.5mm367.5mm中心距aa =(乙 +Z2)m“/2Cos0225mm傳動比i = z2lz =5壓力角Otn標準值20=齒數(shù)z1、z225125齒寬m、b275mm 70mm螺旋方向左旋 右旋325齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計齒頂圓直徑與軸徑接近，把小齒輪做成齒輪

20、軸。齒頂圓直徑da三500mm,用鍛造齒輪。小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用腹板式大齒輪。大齒輪尺寸:代號計算公式結(jié)果ds65D31.6 ds104D2（0.250.35）（ Do- D3）60Di（D0 + D3）12222da380df318.75d375b70Doda- （ioi4） mn340c0.20.3b14四、鑄造減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸表7鑄造減速器箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計算結(jié)果名稱代號尺寸（mm）底座壁厚68箱蓋壁厚&8座上部凸緣厚度ho12底座下部凸緣厚度h120軸承座連接螺栓凸緣厚度h212底座加強肋厚度e8箱底加強肋厚度e17地腳螺栓直徑d16地腳螺栓數(shù)目n6軸承座連接螺栓直

21、徑d212底座與箱蓋連接螺栓直徑d38軸承蓋固定螺釘直徑d48視孔蓋固定螺釘直徑d56軸承蓋螺釘分布直徑D1110 150軸承座凸緣端面直徑D2130170螺栓孔凸緣的配置尺寸、C2、D 0222030地腳螺栓孔凸緣的配置尺寸c1、c2、D 0282445箱體內(nèi)壁與齒頂圓的距離12箱體內(nèi)壁與齒輪端面的距離A112底座深度H195底座咼度H1215木目高度H2185外箱壁至軸承座端面距離I13224箱底內(nèi)壁橫向?qū)挾萀1468其他圓角R0、r1、r 2163 12五、軸的設(shè)計5.1高速軸設(shè)計5.1.1 選擇軸的材料選取45號鋼，調(diào)質(zhì)，HBS=2305.1.2 初步估算軸的最小直徑根據(jù)表（10.2）

22、，取C=110,得：d _C3 Pl =1103 5.35 = 26.61mmY 口 377.955.1.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，初定軸徑及軸向尺寸因為與V帶聯(lián)接處有一鍵槽，所以直徑應(yīng)增大 5%,考慮帶輪的機構(gòu)要求和 軸的剛度，取裝帶輪出軸徑dmin =30mm,根據(jù)密封件的尺寸，選取裝軸承處的軸 徑為 d=40mm。1) 兩軸承致電見的距離：= B 2 計 2：2 B，式中：耳,小齒輪齒寬，B1 =75mm冷，箱體內(nèi)壁與小齒輪端面的間隙， M=12mm厶2，箱體內(nèi)壁與軸承端面的距離，2=10mmB，軸承寬度，選取 6308深溝球軸承，B=23mm由此，解得，L1=75+24+20+23=142mm

23、2) 帶輪對稱線到軸承支點的距離：L2l2 l3 k 邑2 2式中：l2，軸承蓋高度 12 =、 C c 5 t - 2 - B =8+22+20+5+10-10-23=32mm t，軸承蓋凸緣厚度，t=1.2d4=9.6mm，取10mmI3，螺栓頭端面至帶輪端面的距離，b=15mmk，軸承蓋M8螺栓頭的高度，查表可得k=5.3B3，帶輪寬度 B3=2f (n- 1)e = 80mmBB3 2380解得，L2l2 l3 k 332 15 5.3103.8mm2222取 L2=104mm.5.2低速軸設(shè)計5.2.1 選擇軸的材料選擇45號鋼，正火，HBS=2305.2.2 初步估算軸的最小直徑根

24、據(jù)教材公式，取C=110,得：d J止=110卯 5.09 = 44.75mm丫門2V 68.57523軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，初定軸徑及軸向尺寸初定軸徑及軸向尺寸：考慮聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)要求及軸的剛度，所以直徑應(yīng)增大 5%，取裝聯(lián)軸器處軸 dmin =50mm。聯(lián)軸器LX4處軸徑取50mm。安裝長度L=112mm。按軸的結(jié)構(gòu)和 強度要求選取軸承處的軸徑d=60mm,初選軸承型號為6312深溝球軸承。D=130,B=31.考慮到要求箱體內(nèi)壁平整，根據(jù)高速軸尺寸計算低速軸尺寸為：L4 =70 14.5 2 10 2 3 150mm聯(lián)軸器配合對稱線至軸承支點的距離L3 = B l2 l3 k L2 2式中：12，

25、軸承蓋的凸緣厚度，12 二 c2 5 t - 2 - B=8 22 205 10 -10 -31 =24mmI3，螺栓頭端面至帶輪端面的距離，15mmk，軸承蓋M8螺栓頭的高度，查表可得k=5.3L,聯(lián)軸器配合長度，L=112mmBL 31112L3l2 l3 k24 15 5.3115.8mm2222取 L3 = 116mm圖3兩軸在減速箱中的裝配簡圖5.3校核軸的強度531 按彎扭合成校核高速軸的強度 小齒輪受力分析圓周力：2T12 燈 35180Tt113 6 0.&Nd175徑向力：Ft1 ta nr 3604.8ta n20F r11366.70 NCosCo 16.260軸向力：F

26、a1=Ft1tan ： =3604.8 tan16.260 “051.39N(1 )水平平面支反力Rah =Rbh 工甩=1802.4N2(2 )垂直平面支反力ZMb =0Rav 142-Fr1 71-Fa1 4,2-0(104 142) =0得：Rav =3327.32NQ,傳送帶作用在軸上的壓力，Q=1365.92NZF =0Rbv 二 Rav 一 Q 一 Fr1 = 594.70N(3) 水平平面彎矩Mch 二-Rbh 142/2 =-127970.4(N mm)(4) 垂直平面彎矩Mav104 = -142055.68(N mm)MCV1 = -Q(104 142/2) Rav 142

27、/2=2796.28(N mm)McV2 - -Rbv 142/2 - -4 2 2 27?N mm)(5 )合成彎矩M A = M AV = T42055.68(N mm)M C1 = . M CH M CV1=127970.42 2796.282 =128000.95(N mm)22M C2 =. M CH M CV2h127970.42 42223.72 =134756.31(N mm)(6)扭矩扭轉(zhuǎn)矩=135180 N mm(7 )計算彎矩當扭轉(zhuǎn)剪力為脈動循環(huán)應(yīng)變力時，取系數(shù) :=0.6，貝U：M eDmD (： T1)2=.02(0.6 135180)2 =81108(N mm)Me

28、A=142055.682 (0.6 135180)2 =163579.72(N mm)M eC1=151534.65(N mm)M eC27C2 +(5)2= 134756.31(N mm)(8 )繪制彎矩、扭矩圖軸的材料是45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，其拉伸強度極限 匚b=650MPa，對稱循環(huán)應(yīng)變力時的許 用應(yīng)力 L 4 b=60MPa。由彎矩圖可以知道，A剖面的計算彎矩最大，該處的計算應(yīng)力為:-caA皿；，.二 163579.72 : 25.56MPa 二 60MPa (安全)W0.1dA0.1 403二 caDM caD M caD 81108st =D剖面的軸徑最小，該處的計算應(yīng)力為:33 狂

29、 30.04MPa &斗=60MPa (安全)W0.1dD 0.1 30lllllllllilllHIIIIIIIIIIIUI圖4高速軸的受力、彎矩、合成彎矩、轉(zhuǎn)矩、計算彎矩圖532按彎扭合成校核低速軸的強度圓周力:Ft2d2375徑向力:Fr2Ft2 tan： nCos：3429.71 tan20Cos16.260=130Q32N軸向力：Fa2 二Ft2tan =3429.7 tan16.260 = 1000.32N(1 )水平平面支反力Rah 二 Rbh 二壓=3429.71 =1714.86N2 2(2 )垂直平面支反力1MB =0Rav 150-Fr2 150/2-Fa2 d2/2=o

30、得：RAv 二-883.57NiF =0Rbv = Rav - Fr2 - -2183.89N(3 )水平平面彎矩。Mch 二-Rbh 150/2 =-128614.5(N mm)(4)垂直平面彎矩M AV =0M CV1 = Rav 1 4 02-66267 .75( N mm)McV2 - -Rbv 150/2 =163791.75(N mm)(5 )合成彎矩M A = M AV =0M C1 = . M CH M CV1二 128614.52 66267.752 =144682.77(N mm)CH M CV2=12861452 163791.752 =208253.28(N mm)(6

31、)扭矩扭轉(zhuǎn)矩 T2 = 643070N mm(7 )計算彎矩M eD = JM； +(口)2=.02(0.6 643070)2 = 385842 ( N mm)=.02 (0.6 643070 )2 =385842 (N mm)Med = JMC1 +(呵1)2=412076.63(N mm)MeC2 二 JmC?CT2=208253.28(N mm)(8 )繪制彎矩、扭矩圖軸的材料是45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，其拉伸強度極限；b =650MPa，對稱循環(huán)應(yīng)變力時的許用應(yīng)力-b =60MPa。由彎矩圖可以知道，C剖面的計算彎矩最大，該處的計算應(yīng)力為:M c a C ftWM c a C0.1dC412

32、076.630.1 703：12.01M P a：二 60M P a (安全)D剖面的軸徑最小，該處的計算應(yīng)力為:(Qi f WWWM c a D0.1dD38584230.1 7011.25M P a：二 b =60M Pa仗)蚤百唱的蔻力和直矩!3圖5低速軸的受力、彎矩、合成彎矩、轉(zhuǎn)矩、計算彎矩圖六、滾動軸承的選擇和計算6.1高速軸上的滾動軸承設(shè)計6.1.1 軸上徑向、軸向載荷分析軸承A的徑向載荷：Ra =J（Rah ）2 （Rav）2 1802.423327.322 =3784.1N軸承B的徑向載荷：Rb 二（Rbh ）2 （Rbv）2 二 1802.42 594.72 =1897.98

33、N6.1.2 軸承選型與校核（1）軸承選型與安裝方式初步選取的軸承：6308深溝球軸承（高速軸上安裝一對）查附表 H.2 得 Cr=40.8kN,Co=24.0kN安裝方式：加熱配合；通過加熱軸承或軸承座，利用熱膨脹將緊配合轉(zhuǎn)變?yōu)樗膳浜系陌惭b方法。是一種常用和省力的安裝方法。此法適于過盈量較大的軸承的安裝，熱裝前把軸承或可分離型軸承的圈套放入油箱中均勻加熱80-100 C ，然后從油中取出盡快裝到軸上，為防止冷卻后內(nèi)圈斷面和軸肩貼合不緊，軸承冷卻后可以再進行軸向緊固。軸承外圈與輕金屬制的軸承座配合時，采用加熱軸承座的熱裝方法，可以避免配合面收到擦傷。用油箱加熱軸承時，在距箱底一定距離處應(yīng)有一網(wǎng)

34、柵，或者用鉤子吊著軸承，軸承不能放到箱底上，以防止雜質(zhì)進入軸承內(nèi)或不均勻的加熱，油箱中必須有溫度計，嚴格控制油溫不得超過100C，以防止發(fā)生回火效應(yīng)，使套圈的硬度降低（2）軸承內(nèi)部軸向力與軸承載荷計算由5.1.4知軸向力大小為：Fa -1051.39N而且該力指向軸承 A方向，所以軸承A的實際軸向載荷 A= Fa =1051.39N，軸承B的 軸向力為0.（3）軸承當量載荷對于軸承 A，A/Co =0.0438,查表 12.11 得 e=0.26且 A/Ra= 0.262 e,所以 x=0.56，Y=1.71Pa 二 XRa YA = 0.56 3784.14 1.71 1051.39 = 3

35、917.00NPb -Rb -1897.98N（4）軸承壽命校核因兩端選擇同樣尺寸的軸承，選軸承A的徑向當量動載荷 F （ F =PA ）為計算依據(jù)。工作溫度正常，查表12.8得fr -1，按中等沖擊載荷，查表12.9得fF =1.2，按設(shè)計要求,軸承的壽命為Lh = 15000hhr106 (fTCr)360n(_fFF)106(40800 )360 377.95(1.2 3917.00)=28839hLhr - Lh選取的軸承合適。6.2低速軸上的滾動軸承設(shè)計6.2.1 軸上徑向、軸向載荷分析軸承A的徑向載荷：Ra = ,（Rah ）2 （Rav）2 二.1714.862 883.572

36、=1929.10N軸承B的徑向載荷：Rb （撿）2 （Rbv）2 二 1714.862 2183.892 =2776.71N6.2.2 軸承選型與校核（1）軸承選型與安裝方式初步選取的軸承：6312深溝球軸承（低速軸上安裝一對）查附表 H.2 得 Cr=81.8kN，Co=51.8kN安裝方式：加熱配合；通過加熱軸承或軸承座，利用熱膨脹將緊配合轉(zhuǎn)變?yōu)樗膳浜系陌惭b方法。是一種常用和省力的安裝方法。此法適于過盈量較大的軸承的安裝，熱裝前把軸承或可分離型軸承的圈套放入油箱中均勻加熱80-100 C ，然后從油中取出盡快裝到軸上，為防止冷卻后內(nèi)圈斷面和軸肩貼合不緊，軸承冷卻后可以再進行軸向緊固。軸承外

37、圈與輕金屬制的軸承座配合時，采用加熱軸承座的熱裝方法，可以避免配合面收到擦傷。用油箱加熱軸承時，在距箱底一定距離處應(yīng)有一網(wǎng)柵，或者用鉤子吊著軸承，軸承不能放到箱底上，以防止雜質(zhì)進入軸承內(nèi)或不均勻的加熱，油箱中必須有溫度計，嚴格控制油溫不得超過100C，以防止發(fā)生回火效應(yīng)，使套圈的硬度降低。（2）軸承內(nèi)部軸向力與軸承載荷計算由5.2.4知軸向力大小為：Fa2 N000.32N而且該力指向軸承B方向，所以軸承 B的實際軸向載荷A二Fa2 -1000.32N，軸承A的軸向力為0.（3）軸承當量載荷對于軸承 B，A/Co =0.019，查表 12.11 得 e=0.19A/ RB =0.36 e ,所

38、以 X=0.56，Y=203PA =Ra =1929.10NPb =XRb YA = 0.56 2776.71 2.30 1000.32 = 3855.69N(4) 軸承壽命校核因兩端選擇同樣尺寸的軸承，選軸承A的徑向當量動載荷 F ( F = Pb )為計算依據(jù)。工作溫度正常，查表12.8得仃，按中等沖擊載荷，查表12.9得1.2，按設(shè)計 要求，軸承的壽命為 Lh =15000hLhr106(2)360n ( fF F )106(81800 )1218412.23h60 75.59 1.2 3855.69Lhr - Lh選取的軸承合適。表8滾動軸承參數(shù)參數(shù)軸承型號基本額定動載荷(N )高速軸

39、軸承630840800低速軸軸承631281800七、聯(lián)軸器的選擇和計算7.1聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩查表16.1取工作情況系數(shù)Kca =1.5，因前面計算得到的低速軸轉(zhuǎn)速在計算 電動機功率時考慮功率備用系數(shù)K=1.2，故計算轉(zhuǎn)矩為：Tea 二 KcaT2/K 5 643.07/1.2 =803.84(N m)7.2許用轉(zhuǎn)速根據(jù)工作條件，選用彈性柱銷聯(lián)軸器LX4，查表J.3,得十字滑塊聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩T2500N m，許用轉(zhuǎn)速3870r/min。7.3配合軸徑配合軸徑d=50mm7.4配合長度配合長度 L=112mm表9聯(lián)軸器參數(shù)聯(lián)軸器型號許用轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)速配合軸徑配合長度LX42500387050112八、鍵連接的選擇和強度校核8.1高速軸V帶輪用鍵連接8.1.1 選用鍵類型選用圓頭普通平鍵(A型鍵)，軸徑 d=5mm,輪觳長 B=45mm,查表 14.1 選鍵 A8 70 (GB/T1096-2003)8.1.2 鍵的強度校核鍵的材料選為45號鋼。因v25m/s； V帶輪材料為鑄鐵HT150。載荷輕微 沖擊，鍵聯(lián)接的許用應(yīng)力b L =5060MPa。鍵的工乍長度占一：86mm，擠壓應(yīng)力cb二滿足強度要求。4T, 1000hld4 138.80 10007 66 30=40.06 MPa ： L_- b8.2低速軸齒輪用鍵連接8.2.1 選用鍵類型選用圓頭普通