【正文】 齒輪 5，帶動(dòng)車輪 6 工作。2dn =150 wn =60 =4911r/min 可見同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min ， 1500r/min ， 3000r/min 的電動(dòng)機(jī)都符合，這里初選同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min ， 1500r/min ， 3000r/min的三種電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較，如下表： 由參考文獻(xiàn) [1]中表 161查得： 方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 （ KW） 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n/(r/min) 額定轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量/kg 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 1 Y112M2 4 3000 2890 2 Y112M4 4 1500 1440 3 Y132M16 4 1000 960 4 Y160M18 4 750 720 由表中數(shù)據(jù)，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量，價(jià)格以及總傳動(dòng)比，即選定方案 3 39。查機(jī)械設(shè)計(jì)教材圖表（ P75 表 62），選 擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 280 HBS，大齒輪材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240 HBS，二者的硬度差為 40 HBS。查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限3FE? =600 MPa ，大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限 4FE? =500 MPa ，雙向傳動(dòng)乘以 由公式 ? ?XNFFF YYS limlim?? ? 得 ??3? = 600/ MPa=300MPa ??4? = 400/ MPa=200MPa 2K 。查機(jī)械設(shè)計(jì)教材圖表（ P75 表 62），選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 280 HBS，大齒輪材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240 HBS，二者的硬度差為 40 HBS。先按式 30 PdAn? 初步估算軸的最小直徑。選取聯(lián)軸器的型號(hào)。聯(lián)軸器靠軸肩定位并考慮 O 型密封圈標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑，取 32?d =35mm 。 4） 由機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)查箱體內(nèi)壁到軸承座孔端面的距離 1 1 2 ( 5 10 )L C C?? ? ? ?mm ，取 1L =65mm，采用凸緣式軸承蓋，取軸承蓋的總寬度為 50mm，到聯(lián)軸器的距離為15mm，則 32?l =68mm. 5） 34段裝配軸承，取軸徑長(zhǎng)度小于軸承寬度 3mm，故43?l =153=12mm， 同理1011 段裝配軸承，并需倒角，故 1110?l =18mm， 52376 ???? cBl =80+205=95mm 21?d =32mm 21?l =80mm 32?d =35mm 深溝球軸承 6008 111043 ?? ?dd =40mm 10854 ?? ?dd =44mm 54?l =23mm 32?l =68mm 43?l ==12mm 1110?l =18mm mml 9576 ?? 計(jì) 算 及 說(shuō) 明 結(jié) 果 6） 56和 78 段為齒輪，長(zhǎng)度 mmll 448765 ?? ?? ，直徑8765 ?? ?dd =54mm （ 3）軸上零件的周向定位 半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用普通 C型平鍵連接，按 21?d =32 mm，21?l =80mm 查機(jī)械設(shè)計(jì)課 程上機(jī)與設(shè)計(jì)圖表（ 111）選用鍵b h l??=10mm 8mm 72mm 。2 之間采 用 minIIId =30mm 21?d = 87?d =30mm 計(jì) 算 及 說(shuō) 明 結(jié) 果 軸肩定位，取 32?d = 76?d =35mm，齒輪 2， 39。選取軸的材料為 45 鋼調(diào)質(zhì)處理。選取軸孔直徑 d=40mm，其軸孔長(zhǎng)度 L=84mm，則軸的最小直徑 minIVd =40mm 3．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1）擬定軸上零件的裝配方案。 核 1.） 軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖所示，由機(jī)械設(shè)計(jì)圖知，深溝球軸承6210， a=10mm, 從軸的結(jié)構(gòu)圖及彎矩圖和扭矩圖（見下圖）可以看出 Ft 作用處 是危險(xiǎn)截面， L=249mm，將該截面的所受彎矩和扭矩列于下表 其中彎矩合成公式 22HVM M M?? 當(dāng)量彎矩公式 22caM M T??? 計(jì)算應(yīng)力公式 caca MW? ? 表 4 危險(xiǎn)截面所受彎矩和扭矩 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 56NH NHFF? = 56NV NVFF? = 彎矩 HM =? VM =? 總彎矩 M M =277360 扭矩 T T=? 22 /ca N mm? ? 故軸安全 計(jì) 算 及 說(shuō) 明 結(jié) 果 2） . 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)上表對(duì)危險(xiǎn)截面進(jìn)行校核，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為對(duì)稱 循環(huán)變應(yīng)力，取α =1，軸的計(jì)算應(yīng)力 2 2 2 23( ) 2 6 0 6 3 3 ( 1 3 4 5 . 9 2 )0 . 1 1 7 5ca MTW ?? ? ? ??? ? = 前已選定軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處 理，查圖表（ P 表 151）得? ?1?? =60MPa，因此 ca? ＜ ? ?1?? ，故軸安全。hL =10000h 故所選用軸承滿足壽命要求。確定使用圓錐滾子軸承 30306 3．輸出 軸上的軸承選擇與計(jì)算 由軸 IV的設(shè)計(jì)知，初步選用深溝球軸承 6210，由于受力對(duì)稱，只 需 要 計(jì) 算 一 個(gè) ， 其 受 力rF = 2256NH NHFF? =3 222 0 9 3 .4 4 7 6 1 .9 5? =， aF =0，ε=3 ，轉(zhuǎn)速 n=1）查滾動(dòng)軸承樣本（ GB/T2791994）知深溝球軸承 6210 的基本額定動(dòng)載荷 C=35000N，基本額定靜載荷 0C =23200N 2）求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 P 因?yàn)?aF =0，徑向載荷系數(shù) X=1，軸向載荷系數(shù) Y=0，因工作情況平穩(wěn)，按課本（ P160 表 ），取 pf =，則 P= pf （ X rF +Y aF ） =（ 1 +0） N = 3）驗(yàn)算軸承壽命 3661 0 1 0 3 5 0 0 06 0 6 0 8 9 . 2 0 2 6 7 3 . 4h CL nP?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ?h = 39。 鍵 的 工 作 長(zhǎng) 度l =Lb=28mm10mm=18mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 k== 8mm=4mm。 鍵 的 工 作 長(zhǎng) 度l =Lb=78mm12mm=66mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 k== 11mm=。 鍵 的 工 作 長(zhǎng) 度l =Lb=68mm18mm=50mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 k== 11mm=。 鍵 的 工 作 長(zhǎng) 度l =Lb/2=72mm5mm=68mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 k== 8mm=4mm。其受力 rF = 2234NH NHFF? = ? = aF =0，ε =10/3， n=1）查滾動(dòng)軸承樣本（ GB/T2761994）知圓錐滾子軸承 30306 的基本額定動(dòng)載荷 C=52500N，基本額定靜載荷 0C =60500N 2）求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 P 因?yàn)?aF =0，徑向載荷系數(shù) X=1，軸向載荷系數(shù) Y=0，因工作情況平穩(wěn)，按課本（ P60 表 ），取 P= pf （ XrF +Y aF ） =（ 1 深溝球軸承 6008 rF = N aF =0 ε =3 n=960r/min C=17000N 0C =11800N pf = P= hL = 確定使用深溝球軸承 6008 圓錐滾子軸承30306 rF = aF =0, ε =10/3 ，n= C=52500N 0C =60500N 計(jì) 算 及 說(shuō) 明 結(jié) 果 +0） N = 3）驗(yàn)算軸承壽命 1 0 / 3661 0 1 0 5 2 5 0 06 0 6 0 2 5 0 . 6 5 1 1 4 3 . 5h CL nP?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ?h =23042246h 39。hL =10000h ca? = 故軸安全 39。取 67d? = ， 67l? =（ S=2mm） 78l? = ，56l? =8mm 6）根據(jù)軸 II，軸 III 的設(shè)計(jì)，取滾動(dòng)軸承與內(nèi)壁之間的距離 3S =8mm，則 45l? =14++20+10+= 7)根據(jù)箱體內(nèi)壁至軸承座孔端面的距離 1L =60mm，及 3S =8mm， B=20mm，取軸承蓋的總寬度為 45mm，軸承蓋與聯(lián)軸器之間的距離 為 S?蓋 聯(lián) =20mm則 2 3 11 12ll??? =65mm (3）軸上零件的周向定位 齒輪，半聯(lián)軸器與軸的周向定位都采用普通平鍵連接，根據(jù)131221 ?? ?dd =40mm, 1 2 12 13ll??? =84mm 查圖表（ P 表 111）得 12 和 1213段： b h L=12mm 8mm 78mm 78 段： b h L=18mm 11mm 68mm 滾動(dòng)軸承與軸的周向定位靠過(guò)渡配合來(lái)保證，選用直徑尺寸公差為 m6 （ 4）確定軸上圓角和倒角尺寸 查圖表（ P 表 1512），取軸端倒角尺寸為 45? ,軸上圓角 R2. （四） ．軸的校核 1 求高速軸的校核 3 4 10 11ll??? =28mm 5 6 7 8dd??? =60mm 89d? =63mm 89l?? 10mm 67d? = 67l? = 78l? = 56l? =8mm 45l? =910l? = 2 3 11 12ll??? =65mm 鍵 b h L=12mm 8mm 78mm b h L=18mm11mm 68mm 計(jì) 算 及 說(shuō) 明 結(jié) 果 1.） 軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖所示，由機(jī)械設(shè)計(jì)圖知，深溝球軸承6008， a=, 從軸的結(jié)構(gòu)圖及彎矩圖和扭矩圖（見下圖）可以看出 Ft 作用處 是危險(xiǎn)截面， L=248mm，將該截面的所受彎矩和扭矩列于下表 其中彎矩合成公式 22HVM M M?? 當(dāng)量彎矩公式 22caM M T??? 計(jì)算應(yīng)力公式 caca MW? ? 表 4 危險(xiǎn)截面所受彎矩和扭矩 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 12NH NHFF? = 12NV NVFF? = 彎矩 HM =? 1VM =? 2VM =? 總彎矩 M 1M =? 2M =? 扭矩 T T=11352Nmm? 計(jì) 算 及 說(shuō) 明 結(jié) 果 2.） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)上表對(duì)危險(xiǎn)截面進(jìn)行校核，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，取α =1，軸的計(jì)算應(yīng)力 22 2211 3() 6 9 4 9 1 . 1 6 2 ( 1 1 1 3 5 2 )0 . 1 5 0ca