【正文】 材料選為 HT150。由表 151 查得 MPaB 640?? MPa2751 ??? MPa1551 ??? 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按課本附表 32查取。在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊中查取 a值。因 2 30rd ??， 35 30Dd ??，經(jīng)插值后查得 ?? = ?? = 又由課本附圖 31 可得軸的材料敏感系數(shù)為 ? ? ?rq 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為? ?11 ??? ??? ?qk = ? ?1 0. 82 1. 88 1 1. 72 2? ? ? ? ? ?11 ??? ??? ?qk = ? ?1 0. 85 1. 42 1 1. 35 7? ? ? ? 由課本附圖 32查得尺寸系數(shù) ??? ，附圖 33查得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ??? 。因此， , mmACL ?? , mmCDL 692 ?? , mmDBL ?? 根據(jù)軸的計(jì)算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖 受力簡圖 水平面： 垂直面： 合成彎矩 : 扭矩： mmdd 30? ? ?? ⅥⅤⅡⅠmmLL35? ? ?? ⅥⅤⅡⅠ 圓錐滾子軸承30206 mmd 35??ⅢⅡmmL 32??ⅢⅡmmd 40??ⅣⅢmmL 20??ⅣⅢmmd 35??ⅤⅣmmL 66??ⅤⅣ 22 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面 D 是軸的危險(xiǎn)截面。 （二） 中速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 求輸入軸上的功率 P轉(zhuǎn)速 n2 和轉(zhuǎn)矩 T2 kWP ? , min/3202 rn ? , mNT ?? 求作用在齒輪上的力 大錐齒輪 小斜齒輪 NdTF t 3 5 5/2 ,2, ?? NdTF t 5 5 2/2 ,2, ?? NFtFr os20t a n,? ???? NFtFr os 20tan, ???? NFtFa in20t a n39。因此 ][ 1ca ?? ?? ，故非常安全。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1）擬訂軸上零件的裝配方案 選 用 如 下 圖 所 示 裝 配 方 案 小圓錐齒輪采用懸臂結(jié)構(gòu)，軸裝于套杯內(nèi)，一對圓錐滾子軸承支撐（正裝）。 2）設(shè)計(jì)計(jì)算 mmmmm n 14c o 2 23???? ?????? 對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) nm 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取 ?nm 已可滿足彎曲強(qiáng)度。 計(jì)算工作壽命： hht ????? ht ?? v 3 二 、 傳動方案的擬定及說明 如任務(wù)說明書上布置簡圖所示，傳動方案采用圓錐圓柱齒輪減速箱： 圓錐齒輪置于高速極，以免使圓錐齒輪尺寸過大加工困難 ；鏈傳動的制造與安裝精度要求較低適合遠(yuǎn)距離傳動，但只適用在平行軸間低速重載傳動，故用在低速級。 三、 電動機(jī)的選擇 工作機(jī)輸出功率 WP kWkWFvP W 31000 ???? 輸送鏈 小鏈輪轉(zhuǎn)速 n 輸送鏈 鏈輪節(jié)圓 周長 c=π d=㎜ ?轉(zhuǎn)速 ??? r/min= r/min 傳動效率 ? ：查《設(shè)計(jì)手冊》 P:5表 17 ⑴錐齒輪傳動： 8級精度的一般齒輪傳動 (油潤滑 ) 1?? ⑵斜齒輪傳動： 8級精度的一般齒輪傳動 (油潤滑 ) 2?? ⑶鏈傳動：滾子鏈 3?? ⑷ 聯(lián)軸器：彈性聯(lián)軸器 4?? ⑸ 滾動軸承：滾子軸承（稀油潤滑） 5??（一對） 總 傳動效率 ? =?1 ?2 ?3 ?4 ?35= 電動機(jī) 輸入 功率 dP KWKWPP wd 3 ??? ? 由《設(shè)計(jì)手冊》 P:167表 121 選 Y132M16型號電動機(jī)， 主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下： 型號 額定功率 （ kW） 滿載轉(zhuǎn)速（ r/min） 額定轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 Y132M16 ４ 960 額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量（ kg） D E G 73 42 80 37 kWPw 3? n = ?? ?? ?? ?? ?? ? = dP = Y132M16 型號 ： 額定功率 4kw 滿載轉(zhuǎn)速960r/min 4 四 、 傳動裝置的總傳動比及其分配 系統(tǒng)總傳動比 i i =960/= 參考《設(shè)計(jì)手冊》 P:5表 18： 對于鏈傳動，傳動比范圍為 25，所以取為鏈傳動比 ?i ， 對于圓錐－圓柱齒輪減速器，為使大圓錐齒輪直徑不致過大，傳動比應(yīng)取小值，但考慮到使用浸油潤滑，大錐齒輪和大圓柱齒輪直徑相差不易太大，參考設(shè)計(jì)手冊取圓錐齒輪傳動比 31?i 。但為同時(shí)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 mmd ? 來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù) 于是由 14c os11 ????? nmdz ? ，取 301?z ， ?nm 13 則 120212 ?? ziz 計(jì)算幾何尺寸 1）計(jì)算中心距 mmmzza n os2 2)12030(c os2 )( 21 ??? ????? ? 將中心距圓整為 155mm。 （２）根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度 選取原則： 定位軸肩的高度 h=(~)d ,非定位軸肩高度一般取 1~2mm １） mmd 22??ⅡⅠ mmL 40??ⅡⅠ 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 mmd 25??ⅢⅡ mmL 25??ⅢⅡ Ⅲ ~Ⅳ處與 滾動軸承 配合，考慮到滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，內(nèi)徑為 5的倍數(shù)，故 mmd 20min ? LX2 聯(lián)軸器 mmd 22??ⅡⅠ mmL 40??ⅡⅠ mmd 25??ⅢⅡ 16 取 mmd 30??ⅣⅢ ▲ 所以同時(shí)選取相應(yīng)的軸承， 因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。 判斷危險(xiǎn)截面：軸承右邊截面 VI 右側(cè)受應(yīng)力最大 1）截面 VI 右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3 3 25 1562. 5W d m m? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) 3 3 25 31 25tW d m m? ? ? ? 截面 VI右側(cè)彎矩 4 9 .3 1 3 .87 3 0 4 0 5 2 5 9 4 .74 9 .3M N m m?? ? ? ? 截面 VI上的扭矩 T =39。先計(jì)算出截面 D 的 數(shù)值列于下表。軸按磨削加工，由課本附圖 34 得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? = ?? = 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 1?q? ，則綜合系數(shù)為 ??K ?k / ?? +1/ ?? 1? =+1/ 1? = ??K ?k /?? +1/ ?? 1? =+1/ 1? = 計(jì)算安全系數(shù) caS 值 ??? ? mbKS ??? ? ??? 1 275 3 .8 02 .1 1 3 3 4 .2 5 0 .1 0 ?? ? ? ??? ? maKS ??? ? ??? 1 155 9 . 4 31 . 5 6 2 2 0 . 3 9 / 2 0 . 0 5 2 0 . 3 9 / 2 ?? ? ? ??? 22???? SS SSS ca 223 .8 0 9 .4 3 3 .5 13 .8 0 9 .4 3? ?? S= 故可知安全。對于 30309型圓錐滾子軸承，由手冊中查得 a=。因 2 ?? ， 50 ?? ，經(jīng)插值后查得 ?? = ?? = 又由課本附圖 31 可得軸的材料敏感系數(shù)為 ??q ?rq 故有效應(yīng)力集中系 ? ?11 ??? ??? ?qk = ? ?1 0. 82 2. 45 1 2. 18 9? ? ? ? ? ?11 ??? ??? ?qk = ? ?1 0. 85 1. 74 1 1. 62 9? ? ? ? 由課本附圖 32查得尺寸系數(shù) ??? ，附圖 33查得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ??? 。 箱體設(shè)計(jì)主要是在滿足強(qiáng)度，鋼度的前提下，同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便，重量輕及使用等方面要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。 與鏈輪連接的鍵 材料為鋼 主要參數(shù)及強(qiáng)度校核 b*h=12*8 L=56mm 由于單鍵強(qiáng)度不夠，故采用雙鍵，沿周向相隔 90 度分布 2ppTkld????????= p??????=110MPa 所以滿足強(qiáng)度條件 十一 、 箱體設(shè)計(jì)及附屬部件設(shè)計(jì) 箱體的設(shè)計(jì) 箱體采用水平刨分式，刨分面與軸線平面重合，將箱體分為箱蓋和箱座兩部分。 mm 截面上的彎曲應(yīng)力 384340 3 0 . 7 412500b M M P aW? ? ? ? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 3 419010 1 6 . 7 625000T TT M P aW? ? ? ? 軸的材料為 45，調(diào)質(zhì)處理。 因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承，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 30209 型號 mmd 50??ⅤⅣ mmL 55??ⅤⅣ mmd 56??ⅥⅤ mmL 10??ⅥⅤ mmd 50??ⅦⅥ mmL 60??ⅦⅥ mmd 45??ⅧⅦ mmL 40??ⅧⅦ 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖。由表 151 查得 MPaB 640?? MPa2751 ??? MPa1551 ??? ?? 23 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按課本附表 32查取。對于 30305型圓錐滾子軸承，由手冊中查得 a=13mm。 m 截面上的彎曲應(yīng)力 5 2 5 9 4 . 7 1 9 . 4 82700b M M P aW? ? ? ? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 38600 7 .1 55400T TT M P aW? ? ? ? 由課本附表 38用插值法求得 (其中為 H7/r6) ?k / ?? =，則 ?k /?? =? = 軸按磨削加工，有附圖 34 查得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? = ?? = 故得綜合系數(shù)為 ??K ?k / ?? +1/ ?? 1? =+1/ 1? = ??K ?k /?? +1/ ?? 1? =+1/ 1? = 又取碳鋼的特性系數(shù) , 5?????? 所以軸的截面 VI左 側(cè)的安全系數(shù)為 ??? ? maKS ??? ? ??? 1 275 4 .8 02 .9 4 1 9 , 4 8 0 .1 0 ?? ? ? 20 ??? ? maKS ??? ? ??? 1 155 1 7 . 9 22 .3 7 7 . 1 5 / 2 0 . 0 5 7 . 1 5 / 2 ?? ? ? ??? 22???? SS SSS ca 224 .8 0 1 7 .9 2 4 .6 34 .8 0 1 7 .