【正文】 （10）軸上鍵校核輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核及輸入軸軸承和鍵的校核（1）輸入軸上的功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩（2）求作用在齒輪上的力（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）由前面算得軸的最小直徑2）擬定軸上零件的裝配方案3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度4）軸上零件的周向定位5）確定軸上圓角和倒角尺寸（4）求軸上的載荷（5）計(jì)算支承反力（6）畫彎矩圖(7)畫轉(zhuǎn)矩圖(8) 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度(9) 校核軸承壽命1) 計(jì)算軸承的軸向力2) 計(jì)算當(dāng)量動載荷3) 校核軸承壽命（10）軸上鍵校核（八）箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)（九）潤滑方式、潤滑油牌號的選擇及密封（十）減速器附件的選擇選擇檢查孔及檢查孔蓋選擇通氣器選擇放油孔及放油螺塞選擇油面指示器選擇吊耳和吊鉤選擇定位銷選擇起蓋螺釘四、設(shè)計(jì)總結(jié)一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書（一）設(shè)計(jì)目的提高零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算能力；熟悉查閱資料和設(shè)計(jì)手冊；綜合運(yùn)用前期課程的理論，進(jìn)行一次理論聯(lián)系實(shí)際的全面鍛煉。（二）設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)簡圖如圖1所示。5%。V帶傳動設(shè)計(jì)計(jì)算。聯(lián)軸器的選擇。（三）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份，按課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書要求的格式書寫，并要求書寫清晰工整。查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》P327表8184選取電動機(jī)額定功率確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速卷筒軸作為工作軸，其轉(zhuǎn)速為：查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》P11表21,V帶傳動的傳動比范圍為，由P13表23，兩級展開式圓柱齒輪減速器傳動比，則總傳動比合理范圍為，電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》P327表8184，符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 r/min、1000 r/min、1500 r/min和3000 r/min四種。（四）計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)各軸轉(zhuǎn)速高速軸為I軸，中間軸為II軸，低速軸為III軸，各軸轉(zhuǎn)速為： 各軸輸入功率按電動機(jī)所需的工作功率計(jì)算各軸輸入功率： 各軸轉(zhuǎn)矩電動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩為：將以上計(jì)算得到的運(yùn)動和動力參數(shù)列表如下： 軸名參數(shù)電機(jī)軸I軸II軸III軸工作軸轉(zhuǎn)速（r/min）1430功率（kw）轉(zhuǎn)矩（N?m）傳動比i31效率 （五）V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算確定計(jì)算功率由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P156表87，查的工作情況系數(shù)。(3）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P157表88，圓整為,傳動比誤差為,符合條件。計(jì)算單根v帶的額定功率由，,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P152表84a得。3）材料選擇。初選螺旋角（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P218公式1021試算，即1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值①選載荷系數(shù)。⑤由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P205表107取齒寬系數(shù)。取失效概率為1％，安全系數(shù)S=1，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P205式1012得：2）設(shè)計(jì)計(jì)算①試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得：②計(jì)算圓周速度③計(jì)算齒寬b及模數(shù)④計(jì)算縱向重合度⑤計(jì)算載荷系數(shù)查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P193表102得載荷系數(shù)。故載荷系數(shù)。但為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪齒頂圓直徑16Omm且滿足齒根圓到鍵槽底部的距離e2,故小齒輪為齒輪軸結(jié)構(gòu)。減速器低速級齒輪的設(shè)計(jì)（1）選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)1）按圖1所示的傳動方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動。4）選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)取。③由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P215圖1026，查得,，則。⑦由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P209圖1021d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。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P196表104查得：，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P198圖1013查得。③計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)④查取齒形系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P200表105查得⑤查取應(yīng)力校正系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P200表 105查得⑥由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P208圖1020C查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限⑦由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P206圖1018查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，⑧計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取彎曲疲勞安全系數(shù)S=，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P205式1012得：⑨計(jì)算小、大齒輪的加以比較大齒輪的數(shù)值較大。2）按圓整后的中心距修正螺旋角因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。因此，大小齒輪齒根圓直徑為大小齒輪齒頂圓直徑為四個齒輪的參數(shù)列表如下表 齒輪參數(shù)高速級小齒輪高速級大齒輪低速級小齒輪低速級大齒輪旋向右左左右齒寬B輪轂L材質(zhì)40Cr45鋼40Cr45鋼熱處理調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)形式實(shí)體式腹板式實(shí)體式腹板式硬度280HBS240HBS280HBS240HBS表1齒輪參數(shù)高速級小齒輪高速級大齒輪低速級小齒輪低速級大齒輪模數(shù)22齒數(shù)Z3517637144壓力角螺旋角分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑表2驗(yàn)證兩個大齒輪潤滑的合理性兩個大齒輪直徑分別為：，浸油深度不能過深也不能過淺，通常一般的推薦值為滿足浸油潤滑的條件為油的深度大于10mm，小于三個全齒高。根據(jù)資料1表153，取，于是得三根軸的最小直徑確定:考慮到鍵對軸強(qiáng)度的削弱、軸承壽命的要求及聯(lián)軸器對軸徑的要求，將直徑增大5%，則中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核及中間軸軸承和鍵的校核（1）中間軸上的功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩,由前面算得：（2）求作用在齒輪上的力已知第（II）軸上高速級大齒輪分度圓直徑式中：——齒輪所受的圓周力，——齒輪所受的徑向力，——齒輪所受的軸向力；已知第（II）軸上低速級小齒輪分度圓直徑式中：——齒輪所受的圓周力，——齒輪所受的徑向力，——齒輪所受的軸向力；（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）由前面算得軸的最小直徑為即為安裝軸承處軸的最小直徑。已知大齒輪輪轂的跨度為55mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸端應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。已知大齒輪輪轂的跨度為85mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸端應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。因此，作為簡支梁的軸的支撐跨距（5）計(jì)算支承反力在水平面上在垂直平面上軸承3的總支承反力：軸承4的總支承反力：（6）畫彎矩圖在水平面上，aa剖面右側(cè)：aa剖面左側(cè)：bb剖面右側(cè)：bb剖面左側(cè)：在垂直平面上，彎矩為合成彎矩，aa剖面右側(cè)：合成彎矩，aa剖面左側(cè)：合成彎矩，bb剖面右側(cè)：合成彎矩，bb剖面左側(cè)：(7)畫轉(zhuǎn)矩圖。載荷水平面垂直面支反力彎矩總彎矩扭矩(8) 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時，通常只校核該軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度，由合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖知，a處右側(cè)承受最大彎矩和扭矩，并且有較多的應(yīng)力集中，故a截面為危險截面。截面II，III，IV，V處應(yīng)力集中的影響接近，但截面III處軸徑也比II，V處軸徑大。2）V面的精確校核①截面V左側(cè)抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面左側(cè)的彎矩為截面上的扭矩為截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P362表151查得。32得碳的特性系數(shù)，取，取 于是，計(jì)算安全系數(shù) 值，按《機(jī)械設(shè)計(jì)》P374式（156）~（158）則得故可知其安全。31及167。截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P40附表32查取。②截面IV右側(cè)抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面左側(cè)的彎矩為截面上的扭矩為截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P362表151查得， 。32得碳的特性系數(shù)，取，取 于是，計(jì)算安全系數(shù) 值，按《機(jī)械設(shè)計(jì)》P374式（156）~（158）則得 故該軸在截面IV右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。（11）軸上鍵校核計(jì)算時計(jì)算軸上所需鍵最短長度，其鍵長大于所需最短工作長度即可。為了使所選的軸直徑 與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時選取聯(lián)軸器型號。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。③取安裝齒輪處的軸端的直徑；齒輪的右端與右軸承之間采用封油環(huán)定位。④軸承端蓋的總寬度為(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定)。按由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P106表61查得大齒輪平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為，同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配額為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為，半聯(lián)軸器與軸的配合為。（4）求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖，在確定軸承的支點(diǎn)位置時，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》P300表8159，對于7013AC型角接觸球軸承。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P373式155及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈沖循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力前面已經(jīng)選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P362表151查得，因此，故安全。連接為動連接，載荷平穩(wěn)，且鍵材料均選用45號鋼，查表可得：，取。2）擬定軸上零件的裝配方案（見下圖）3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度①為了滿足帶輪的尺寸關(guān)系，選，②取軸承端蓋的總寬度為(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定)。按照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的角接觸球軸承7007AC，其尺寸為，故；取。按由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P106表61查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為，同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配額為；滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。因此，作為簡支梁的軸的支撐跨距（5）計(jì)算支承反力在水平面上在垂直面上軸承1的總支承反力：軸承2的總支承反力：（6）畫彎矩圖在水平面上，aa剖面左側(cè)：aa剖面右側(cè)：在垂直平面上，彎矩為合成彎矩，aa剖面左側(cè)：合成彎矩，aa剖面右側(cè)： (7)畫轉(zhuǎn)矩圖 根據(jù)軸的計(jì)算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P373式155及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈沖循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力前面已經(jīng)選定軸的材料為40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P362表151查得，因此，故安全。連接為動連接，載荷平穩(wěn)，且鍵材料均選用45號鋼，查表可得：，取。機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性，鑄件壁厚為8mm，圓角半徑為R=5。潤滑油在油池中的深度保持在68—80mm之間。從密封性來講為了保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，凸緣應(yīng)有足夠的寬度，連接表面應(yīng)精刨，其表面粗糙度為Ra=。采用密封圈實(shí)現(xiàn)密封。蓋板尺寸選擇為長200mm，寬170mm。考慮到蓋板的鑄造加工工藝性，故選擇帶有凸臺的鑄鐵蓋板。放油孔及放油螺塞：為了能在換油時將油池中的污油排出，清理油池，應(yīng)在機(jī)座底部油池最低處開設(shè)放