【正文】 求軸上的載荷 按彎扭合成應力校核軸的強度 根據 上表中的數(shù)據及軸的單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力，取 ?? ，軸的計算應力 2 2 2 223( ) 1 2 8 . 2 (0 . 6 3 3 . 8 2 ) 2 0 . 2 80 . 1 4 0ca MT M P aW ?? ? ? ?? ? ?? 前 已選 定軸 的材 料為 45 鋼（ 調質 ）， 由《 機械 設計 （第 八版 ）》 表 151 查得? ? ? ?116 0 , caM P a? ? ?????，故安全。選取軸的材料為 45 鋼（調質），根據《機械設計（第八版）》表 153，取 0 112A? ，得 30 3 .4m i n 1 7 .0 7960d A m m??，輸入軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑 12d ，為了使所選的軸直徑 12d 與聯(lián)軸器的孔徑相適應，故需同時選取聯(lián)軸器型號。 選定齒輪精度等級、材料及齒數(shù) 1） 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用 7 級精度 (GB1009588) 2） 材料選擇 由《機械設計（第八版）》表 101 選擇小齒輪材料為 40rC (調質 )，硬度為 280HBS，大齒輪 材料為 45 鋼（調質），硬度為 240HBS。 帶拉力 F（ N） 帶速度 V（ m/s） 滾筒直徑 D（ mm） 4700 280 主要參考文獻 [1]所學相關課程的教材 [2]陸 玉主編 ,《機械設計課程設計》 ,北京 ,機械工業(yè)出版社 , 2020。 成績 指導教師評語 指導教師簽名： 年 月 日 目錄 1 設計任 務書 …………………………………………………………………………… 1 2 傳動方案擬定 ………………………………………………………………………… 2 3 選擇電動機 …………………………………………………………………………… 3 4 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) …………………………………………………… 5 5 傳動件的設計計算 …………………………………………………………………… 7 6 軸的設計計算 ………………………………………………………………………… 17 7 滾動軸承的選擇及計算 …………………………………… ………………………… 39 8 鍵聯(lián)接的選擇及校核計算 …………………………………………………………… 43 9 設計小結 ……………………………………………………………………………… 44 1 設計任務書 題 目 帶式運輸機傳動裝置的二級減速器設計 課程設計的目的 機械設計課程設計是課程教學的一重要內容 ,也是一重要環(huán)節(jié) ,目的有三 : 1)使學生運用所學 ,進行一次較為全面綜合的設計訓練 ,培養(yǎng)學生的機械設計技能 ,加深所學知識的理解 。 能力 水平 35% 04 綜合運用知識的能力 10 能運用所學知識和技能去發(fā)現(xiàn)與解決實際問題，能正確處理實驗數(shù)據，能對課題進行理論分 析，得出有價值的結論。 05 應用文獻的能力 5 能獨立查閱相關文獻和從事其他調研；能提出并較好地論述課題的實施方案；有收集、加工各種信息及獲取新知識的能力。 2)通過該環(huán)節(jié) ,使學生掌握一般傳動裝置的設計方法 ,設計步驟 ,為 后續(xù)課程及畢業(yè)設計打好基礎 ,做好準備 。 [3]濮良貴主編 ,《機械設計》 ,北京 ,高等教育出版社 , 1989. [4]吳宗澤主編 ,《機械設計課程設計手冊》 ,北京 ,高等教育出版社 ,1992. [5]徐 灝主編 ,《機械設計手冊》 ,北京 ,機械工業(yè)出版社 , 1989. 課程設計工作進度計劃 1)、準備階段（ 1天 ） 2）、設計計算階段（ ） 3）、減速器的裝配圖繪制（ 3天） 4）、繪零件圖（ ） 5）、編寫設計說明書（ 3天） 6）、答辯或考察階段。 3） 選小齒輪齒數(shù) 1 25z? ，大齒輪齒數(shù) 2 25 ? ? ? ，取整 2 88z? 。 聯(lián)軸器的計算轉矩 2ca AT KT? ，查《機械設計（第八版）》表 141，由于轉矩變化很小，故取? ，則 2 1 . 3 3 3 8 2 0 4 3 9 6 6c a AT K T N m m? ? ? ? ? 查《機械設計（機械設計基礎）課程設計》表 174，選 HL1 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉矩為 160 ~ 160000Nm?，半聯(lián)軸器的孔徑 1 30d mm? ，故取 12 30d mm? ? ，半聯(lián)軸器長度82L mm? ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為 60mm。 精確校核軸的疲勞強度 （ 1） 判斷危險截面 截面 5 右側受應力最大 （ 2）截面 5 右側抗彎截面系數(shù) 3 3 30 . 1 0 . 1 4 0 6 4 0 0W d m m? ? ? ? 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 1 ?? 1 ?? 2 ? 2 ? 彎矩 M 1 2 4 2 0 1 .4HM N mm?? 1 31671VM N mm? ? ? 2 5 0 7 6 2 .8 5VM N m m? ? ? 總彎矩 221 2 4 . 2 3 1 . 6 7 1 2 8 . 1 7 6M N m? ? ? ? 扭矩 T 2 N m?? MPa? ? ? ?1ca???? 36400W mm? 攀枝花學院本科課程設計 22 設計計算及說明 結果 抗扭截面系數(shù) 3 3 30 . 2 ^ 0 . 2 4 0 1 2 8 0 0TW d m m? ? ? ? 截面 5 右側彎矩 M 為 128176M N mm?? 截面 5 上的扭矩 2T 為 2 33820T N mm?? 截面上的彎曲應力 128176 2 0 . 0 36400b M M P aW? ? ? ? 截面上的扭轉切應力 2 33820 2 .6 412800TTT M P aW? ? ? ? 軸的材料為 45 鋼，調質處理。 這對軸承均采用套筒進行軸向定位，由《機械設計（機械設計基礎）課程設計》表 157 查得 30206 型軸承的定位軸肩高度 mm? ，因此取套筒直徑 37mm 。 截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按《機械設計（第八版）》附表 32 查取。 2）初步選擇滾動軸承。 精確校核軸的疲勞強度 （ 1）判斷危險截面 截面 7 右側受應力最大 （ 2）截面 7 右側 抗彎截面系數(shù) 3 3 30 . 1 0 . 1 5 0 1 2 5 0 0W d m m? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) 3 3 30 . 2 0 . 2 5 0 2 5 0 0 0TW d m m? ? ? ? 截面 7 右側彎矩 M 為 N mm?? 截面 7 上的扭矩 2T 為 4 728510T N mm?? 截面上的彎曲應力 7 6 7 3 8 . 3 6 . 1 412500b M M P aW? ? ? ? 截面上的扭轉切應力 2 728510 2 9 .125000TTT M P aW? ? ? ? 軸的材料為 45 鋼 ， 調 質 處 理 。 截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按《機械設計（第八版）》附表 32 ? ?1ca???? 312500W m? 325000TW mm? N mm?? 4 728510T N mm?? MPa? ? MPa? ? 攀枝花學院本科課程設計 37 設計計算及說明 結果 查取。 3）左端軸承采用軸肩進行軸向定位，由《機械設計（機械設計基礎）課程》表 157 查得 32910 型軸承的定位軸肩高度 5h mm? ，因此取 45 60d mm? ? ；齒輪右端和 右軸承之間采用套筒定位，已知齒輪輪轂的寬度為 51mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應略短于輪轂寬度，故取 67 47l mm? ? 。 軸按磨削加工，由《機械設計（第八版）》附圖 34 得表面質量系數(shù)為 ?????? 軸未經表面強化處理，即 1q?? ，則綜合系數(shù)為 1 1 .7 4 11 1 2 .5 40 .7 1 0 .9 21 1 .4 0 11 1 1 .7 00 .8 7 0 .9 2kKkK????????????? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 又取合金鋼的特性系數(shù) , ?????? 計算安全系數(shù) caS 值 112 2 2 23555 .22 .5 4 2 6 .7 5 0 .1 02001 0 .62 1 2 11 .7 4 0 .0 5225 .2 1 0 .64 .6 7 1 .55 .2 1 0 .6amamcaSKSKSSSSSS???????????? ? ??? ? ???? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ??? ? ? ? ??? 故可知安全。 3） 已知圓柱直齒輪齒寬 1 56B mm? ，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸 段應略短于輪轂長，故取 4552l mm? ? 。 截 面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按《機械設計（第八版）》附表 32 查取。因軸承 同時受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據 23 37d mm? ? ，由《機械設計（機械設計基礎）課程設計》表 157 中初步選取 0 基 本 游 隙 組 ， 標 準 精 度 級 的 單 列 圓 錐 滾 子 軸 承 32908 ， 其 尺 寸 為4 0 6 2 1 5d D T m m m m m m? ? ? ? ?， 3 4 5 6 40d d mm????，而 3415l mm? ? 。 圓柱斜齒輪設計 已知輸入功率 3 kw? ，小齒輪轉速 ，齒數(shù)比 u=，由電動機驅動，工作壽命 8 年（設每年工作 300 天），兩班制，帶式輸送機工作經常滿載，空載起動，工作平穩(wěn)，不反轉。它為臥式封閉結構。 課程設計的內容和要求（包括原始數(shù)據、技術要求、工作要求等） 設計一用于帶式運輸機上的傳動及減速裝置。 07 計算及計算機應用能力 5 具有較強的數(shù)據運算與處理能力；能運用計算機進行資料搜集、加工、處理和輔助設計等。 02 科學實踐、調研 7 通過實驗、試驗、查閱文獻、深入生產實踐等渠道獲取與課程設計有關的材料。 10 設計說明書（論文）質量 30 綜述簡練完整，有見解；立論正確，論述充分，結論嚴謹合理；實驗正確，分析處理科學。要求裝配圖（ 0 或 1 號）（ 1： 1）一張，低速級齒輪與軸，箱體或箱蓋（共 3 張零件圖），設計說明書（ 60008000 字， word） 一份。 kw?? ?? kw? 攀枝花學院本科課程設計 4 設計計算及說明 結果 3）電動機的轉速 推算電動機轉速可選范圍，由《機械設計課程設計指導書》表 1 查得圓錐 — 圓柱齒輪減速器 10~25i? ，則 電動機轉速可選范圍為： 39。初選螺旋角 14??? 按齒面接觸強度設計 由設計計算公式進行試算，即 ? ?3 21 3 21 ()t H Et dHK T u Z Zd u?? ? ???? (1) 確定公式內的各計算數(shù)值 1） 試選載荷系數(shù) ? 2） 計算小齒輪的轉矩 ? ?2 F MPa? ??? 1 20z? , 2 134z ? ? 攀枝花學院本科課程設計 12 設計計算及說明 結果 5533395 .5 10 95 .5 10 6 11350027 N m mn? ? ?? ? ? ? 3） 選齒寬系數(shù) 1d?? 4） 由《機械設計（第八版）》圖 1030 選取區(qū)域系數(shù) ? 5） 由《機械設計（第八版）》圖 1026查得 1 ?? ? ， 2 ?? ? ，則 12 ? ? ?? ? ?? ? ? 6） 由《機械設計（第八版）》表 106 查得材料的彈性影響系數(shù) MPa? 7） 計算應力循環(huán)次數(shù) 8138 726 0 6 0 2 7 4 . 3 1 ( 2 8 3 0 0