【正文】 套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長，故取 2335l mm? ? ，齒輪的右端采用軸肩定位，軸 肩高度 ? ，故取 4h mm? ，則軸環(huán)處的直徑為 34 43d mm? ? 。 中間軸設(shè)計(jì) 求 中間 軸上的功率 3P 、轉(zhuǎn)速 3n 和轉(zhuǎn)矩 3T 3 kw? 3 310 / minnr? 3 N m?? ???? , ?????? 4. 4627 .9 54. 40 1. 5caSSSS????? ?? ? 機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造 ） 22 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 求作用在齒輪上的力 已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑 11 23 m z mm? ? ? ? ? 而 11111312 2 2738t a n t a n 202738 1027c os c os 13 59 39。39。39。 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(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表 101 選擇大小齒輪材料均為 45 鋼（調(diào) 質(zhì)），小齒輪齒面硬度為 250HBS，大齒輪齒面硬度為 220HBS。 42 39。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表 24 查得： V 帶傳動(dòng) 1? =；滾動(dòng)軸承 2? =；圓柱齒輪傳動(dòng) 3? =；圓錐齒輪傳動(dòng) 4? =；彈性聯(lián)軸器 5? =；卷筒軸滑動(dòng)軸承 6? =；則 0. 96 0. 98 8 ^ 3 0. 97 0. 96 0. 99 0. 99 0. 96 0. 81? ? ? ? ? ? ? ? ? 故 2 .7 3 3 .3 60 .8 1d PP kw??? ? ? (3)電動(dòng)機(jī)額定功率 edP 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè) 計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表 201 選取電動(dòng)機(jī)額定功率 kw? 。 3~6i ? ，圓錐齒輪傳動(dòng)比范圍 339。18 39。 5 6 39。39。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 2ca AT KT? ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表 141，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取 ? ，則 2 32 73 0 42 54 9c a AT K T N mm? ? ? ? ? 查 《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表 174，選 HL1 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 160000N mm? ，半聯(lián)軸器的孔徑 1 20d mm? ，故取 12 20d mm? ? ，半聯(lián)軸器長度 52L mm? ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為 38mm。t a n 2738 t a n 13 59 39。 （ 3）軸上的周向定位 圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按 23d? 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表 61查得平鍵截面 1 0 8b h mm mm? ? ?，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 22mm，同時(shí)為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合為 76Hm ；圓柱齒輪的周向定位采用平鍵連接，按 45d? 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表 61查得平鍵截面 1 0 8b h mm mm? ? ?，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 56mm，同時(shí)為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合為 76Hm ；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為 m6。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 2ca AT KT? ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表 141，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取 ? ，則 2 1. 3 37 16 60 48 31 58c a AT K T N mm? ? ? ? ? 查 《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī) 械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表 174，選 HL3 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 630000 N mm? ，半聯(lián)軸器的孔徑 1 40d mm? ，故取12 40d mm? ? ，半聯(lián)軸器長度 112L mm? ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為84mm。 35 39。 35 39。 中間 軸滾動(dòng)軸承計(jì)算 初步選擇滾動(dòng)軸承，由 《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表 157 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 30306，其尺寸為30 72 D T mm mm mm? ? ? ? ?， 338aFN? ， t a n t a n 11 51 39。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附表 32 查取。 56 39。 這對軸承均采用套筒進(jìn)行軸向定位，由 《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表 157 查得 30306 型 軸承的定位軸肩高度 mm? ，因此取套筒直徑37mm 。 軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》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 1q?? ，則綜合系數(shù)為 1 1 .7 6 11 1 2 .5 70 .7 1 0 .9 21 1 .4 7 11 1 1 .7 80 .8 7 0 .9 2kKkK????????????? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 又取碳鋼的特性系數(shù) , ?????? 計(jì)算安全系數(shù) caS 值 11275 0155 22 ^ 2 ^ 2 ^ 2 ^ 2amamcaSKSKSSSSSS???????????? ? ??? ? ???? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ??? ? ? ?? ??? 故可知安全。 42 39。 5 6 39。 圓柱 斜齒輪設(shè)計(jì) 已知輸入功率 3 kw? ，小齒輪轉(zhuǎn)速 310r/min，齒數(shù)比 u=4，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命 10 年（設(shè)每年工作 300 天），一班制，帶式輸送機(jī)工作經(jīng)常滿載，空載起動(dòng)，工作有輕震，不反轉(zhuǎn)。^ 2 1 2 ^ 2 190 72 13 39。 / minwnr? 機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造 ） 3 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 2）電動(dòng)機(jī)容量 (1)卷筒的 輸出功率 P? 2 1 0 0 1 . 3 2 . 7 31 0 0 0 1 0 0 0FvP k w? ?? ? ? (2)電動(dòng)機(jī)輸出功率 dP d PP ??? 傳動(dòng)裝置的總效率 1 2 ^ 3 3 4 5 ^ 2 6? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? 式中 1? 、 2? … 為從電動(dòng)機(jī)至卷筒軸的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率。 2~3i ? ，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為： kw?? ?? kw? 機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造 ） 4 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 1 2 339。39。39。) ^ 3vvzzzz??? ? ??? ? ?? 4）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表 105 查得齒形系數(shù) 1 ? 2 ? 應(yīng)力校正系數(shù) 1 ? 2 ? 5） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖 2020c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限1 440FE MPa? ? ，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 2 425FE MPa? ? 6） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖 1018 取彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 ? 12 mmd mm?? 1 76B mm? 2 71B mm? ? 12vzz ?? 機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造 ） 15 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 2 ? 7） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) ? ，得 ? ?? ?1112220 .8 8 4 4 0 2 7 6 .5 71 .40 .9 2 4 2 5 2 7 9 .2 91 .4F N F EFF N F EFK M P aSK M P aS?????? ? ??? ? ? 8） 校核彎曲強(qiáng)度 根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式 ? ?2 ( c o s ) ^ 2^ 2 ^ 3 F a S aFFdnK T Y Y Yzm?????????進(jìn)行校核 ? ?111112 ( c o s ) ^ 2^ 2 ^ 32 2 .3 9 9 7 3 4 8 0 .8 8 ( c o s 1 3 5 9 39。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1） 擬定軸上零件的裝配方案（見圖三） 圖三 min 16 .89d mm? 42549caT N mm?? 12 20d mm? ? 機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造 ） 18 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 （ 2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1） 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位， 12 軸段右端需 制出一軸肩，故取 23 段的直徑23 27d mm? ? 2） 初步選 擇滾動(dòng)軸承。 56 39。 （ 4）確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 2 45?? 求軸上的載荷 2335l mm? ? 34 43d mm? ? 4572l mm? ? 1234 mml mm???? 56 mm? ? 機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造 ） 26 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取?? ，軸的計(jì)算應(yīng) 力 2^ 2 ( ) ^ 2 1 6 6 . 4 5 ^ 2 ( 0 . 6 9 7 . 3 5 ) ^ 2 4 1 . 1 40 . 1 0 . 0 3 5 ^ 3ca MT M P aW ?? ? ? ?? ? ?? 前已選定軸的材料為 40rC （調(diào)質(zhì)），由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表 151 查得? ? ? ?1170 , caM P a? ? ?????，故安全。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1） 擬定軸上零件的裝配方案（見圖六） min mm? 12 40d mm? ? 機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造 ） 33 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 圖六 （ 2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1） 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位， 12 軸段右端需制出一軸肩，故取 23段的 直徑 23 47d mm? ? ，左端用軸端擋圈定位，按軸端擋圈直徑 48D mm? ， 半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 1 84L mm? ，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián) 軸器上而不壓在軸的端面上，故 12 段的長度應(yīng)比 1L 略短些，現(xiàn)取 1282l mm? ? 。39。39。 4 9 9 . 4 4 1 1 6 0 . 7 5F r F a N???? ? ? ? ? ? ? 22P r 1 5 6 9 .6 7rFN?? 則 1 0 ^ 6 1 0 ^ 6 5 5 8 0 0 1 0^ ^ 2 . 5 6 1 0 ^ 6 1 0 ^ 66 0 6 0 9 6 0 1 5 6 9 . 6 7 3rhrCL h hnP ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ? 故 合格。 由 表 151 查得1164 0 , 27 5 , 15 5B M Pa M Pa M Pa? ? ???? ? ?。t a n t a n 13 59 39。因軸承同時(shí)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(jù) 1 2 5 6 25 .59d d mm???? ，由 《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表 157 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 30306，其尺寸為 30 72 D T mm mm mm? ? ? ? ?，1 2 5 6 30d d mm????。因 ?? ， 37 ?? ，經(jīng)插值后查得 , ?????? 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖 32 可得軸的材料敏感系數(shù)為 , ???? 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 2700 ^ 3W mm? 54 00 ^ 3TW mm? 64840M N mm?? 2 32730T N mm?? MPa? ? MPa? ?