【正文】 2 二、電動機的選擇 5%；二班制（每班工作 8h） ，要求減速器設計壽命為 8 年，大修為 2～ 3 年，大批生產(chǎn)；三相交流電源的電壓為 380/220 V。m 機械設計課程設計 5 / 33 參數(shù) 軸名 電動機軸 Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 工作機軸 轉(zhuǎn)速r/min 710 710 180 45 45 功率P/kW 轉(zhuǎn)矩/n*m 傳動比 1 4 1 1 效率 V= 160*1000D? nIII=誤差為 ? =5%,合適 四、傳動零件的設計計算 圓錐齒輪的設計計算 已知輸入功率 P1=PⅠ =,小齒輪的轉(zhuǎn)速為 710r/min，齒數(shù)比為 u=，由電動機驅(qū)動，工作壽命為 8 年（每年工作300 天），二 班制，輸送機連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時有輕微震動，空載啟動。 （ 2）選齒數(shù) Z1=24 Z2=μZ1 = 96 2．確定材料的許用接觸應力 （ 1）確定接觸疲勞極限應力σ Hlim 由圖 718（ a）查得 MQ 線得σ Hlim1=720 σ Hlim2=580 （ 2）確定壽命系數(shù) ZN 小齒輪循環(huán)次數(shù) N1=60n1jLh=60 180 1(2 8300 8)= 108 大齒輪循環(huán)次數(shù) N2=1084 =1108 由圖 719 查得 ZN1=1 ZN2=1 （ 3）確定尺寸系數(shù) Zx，由圖 720 查得 Zx=Zx=1 （ 4）確定安全系數(shù) SH，由表 78 取 SH= （ 5）計算許用接觸應力 [σ H] [σ H1]=ZNZxσ Hlim1SH =11 =686 [σ H2]= ZNZxσ Hlim2SH =11 =552 3．根據(jù)設計準則，按齒面接觸疲勞強度設計 齒面接觸疲勞強度公式為 d1≥ √2KT1φ^ μ:1μ ( ZE ZHZε[σ H] )23 Z1=24 Z2=96 σ Hlim1=720 Mpa σ Hlim2=580 Mpa N1= 108 N2=1108 ZN1=1 ZN2=1 Zx=Zx=1 SH= [σ H1] =686 Mpa [σ H2] =552 Mpa 機械設計課程設計 10 / 33 εα = ? ( 1Z1+ 1Z2) = 確定上式的各計算數(shù)值如下 （ 1）選取載荷系數(shù) Kt= （ 2）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1=106p1n1 = 106103180 = （ 3）確定齒寬系數(shù) φd，由表 76 選取齒寬系數(shù) φd= （ 4）確定材料的彈性影響系數(shù) ZE， ZE= （ 5）確定節(jié)點區(qū)域系數(shù) ZH，由圖 714 得 ZH= （ 6）確定重合度系數(shù) Zε，由式（ 79）計算重合度系數(shù)為 由式（ 78）計算重合度系數(shù) Zε=√(4。 由前面的軸的計算知： （ 1） ? 45 的軸段與聯(lián)軸器相連 對于 k6，根據(jù)查表 34 得：下偏差 ei=0 查表 3 2標準公差的數(shù)值查得： IT6=13m? 所以：下偏差 es=ei+IT=0+13=+13 m? =+ （ 2） 55? 的軸段與軸承相連選擇 m6 根據(jù)表 34得：下偏差 ei=+11 m? =+ 查表 3 2標準公差的數(shù)值查得： IT6=13m? 所以：下偏差 es=ei+IT=+11+13=+24 m? =+ （ 3） 60? 的軸段與 齒輪輪彀配合 同理可 得： 該處 的軸 的上 下偏 差為 ： +、+ （ 6） 確定軸上圓角和倒角尺寸。 mm 機械設計課程設計 19 / 33 截面 IV左側(cè)的扭矩 M為： T3=566630 N 軸的最小直徑 根據(jù)資料可初步估算軸的最小直徑， 3min 0? IIPdAn 式中： 0A — 最小直徑系數(shù)，由表 123按 45鋼查得 0 112?A 2P — 中間軸的功率（ KW），由表 36可知： P2= KW 機械設計課程設計 21 / 33 2n — 中間軸的轉(zhuǎn)速（ r/min），由表 36可知： n2=180 r/min 因此： dmin=A0√P2n23 =112 √ = mm 軸的結(jié)構(gòu)設計 擬定軸上零件的裝配方案 中間軸的裝配方案如下圖 所示： 中間軸的結(jié)構(gòu)與裝配 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 ①輸出軸的最小直徑顯然是安裝滾動軸承處軸的直徑 ?IId和 ?VVId 。 軸的結(jié)構(gòu)設計 擬定軸上零件的裝配方案 ①滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求。 由前面的軸的計算知： （ 1） ? 28 的軸段與聯(lián)軸器相連 對于 k6，根據(jù)文獻 4查表 34得：下偏差 ei=0 文獻 4查表 3 2 標準公差的數(shù)值查得： IT6=13 m? 所以：下偏差 es=ei+IT=0+13=+13 m? =+ （ 3） 32? 的軸段與軸承相連 同理可得該軸段的上下偏差分別為： 0和 + 確定軸上圓角和倒角尺寸 根據(jù)文獻 1 中表 122 查得，取軸端倒角為 2 45??，各軸肩處的圓角半徑見高速軸的結(jié)構(gòu)與裝配圖。 低速軸上鍵的校核 半聯(lián)軸器上的鍵： 561118 ????? Lhb 則： mmbLl 381856 ????? σp = 2T3103hl^ =2566630561138=[σp]=125MPa 機械設計課程設計 29 / 33 故 該鍵 是 安全。 機械設計是機械這門學科的基礎的基礎，是一門綜合性較強的技術(shù)課程，他融匯了多門學科中的許多知識，例如，《機械設計》，《材料力學》，《工程力學》，《機械設計課程設計 》等，我們對先前學的和一些未知的知識都有了新的認識。 中間軸上鍵的校核 圓柱齒輪與軸連接的平鍵：對于鍵 8 7 40??mm mm mm已知：T2= mmLL BCVIV 79342291172112 ?????????? 故取 mmL VIV 79?? 。其計算公式為： 0?ca AT KT 式中： caT — 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩（ ?Nmm ） AK — 工作情況系數(shù)，根據(jù)文獻 1 中表 111 按轉(zhuǎn)矩變化小查得， ?AK 0T — 高速軸的轉(zhuǎn)矩（ ?Nmm ），由表 36 可知：T0=39810 N 軸按車削加工，查得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? ?? ?? ；尺寸系數(shù)??? ；扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ??? 。截面VI和 VII 顯然更不必校核。應距箱體內(nèi)壁一段距離 s，取 s=8mm（參見圖 1221），已知深溝球軸承寬度 B=29mm,大錐齒輪輪彀長 L=30mm 則 LⅢ Ⅳ =B+S+a+(6157)=57 mm LⅥ Ⅶ =L+a+c+sLⅤ Ⅵ =67 mm 至此，已初步確定軸的各段直徑和長度。)2z12√μ2:1(YF[ Ys[[σ H] )3 = = 由于齒輪的模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強度，所以將計算出來的按表 79 圓整為 m=2。 m TI= 30 十、 設計小結(jié) m TII=在根據(jù)接觸疲勞強度計算出的分度圓直徑 d1=，協(xié)調(diào)相關(guān)參數(shù)與尺寸為 Z1=^1m= = 取 Z1=34 Z2=μ Z1=34 =135 錐齒輪分度圓直徑為 d1=m Z1=234=68 d2=2 135 = 270 這樣設計出來的齒輪能在保證滿足彎曲強度的前提下，取較多的齒數(shù)，做到結(jié)構(gòu)緊湊，減少浪費，且重合度增加，傳動平穩(wěn)。 （ 5） 軸上零件的周向定位。由于機械設計手冊可知，鍵槽的應力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而該軸只需校核截面 IV 左右兩側(cè)即可。 所以軸在截面 IV右側(cè)的安全系數(shù)為 故該軸在截面 IV右側(cè)的強度也是足夠的。 mm 機械設計課程設計 24 / 33 因此： Tca=KAT0= 39810=59715 N 至此，經(jīng)過步驟①②③④基本確定了軸的各段直徑和長度，各參數(shù)如下圖所示： 高速軸的參數(shù)值 參數(shù)名稱 參數(shù)符號 軸的截面（ mm） Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 軸段長度 l 28 37 15 79 15 47 軸段直徑 d 28 31 32 40 32 28 軸肩高度 h — 4 4 2 — 軸上零件的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用圓頭普通平鍵連接。 m h=7mm l=Lb=408=32mm d=23mm 于是 得 σp = 2T2103hl^ =214749073223 =[σp]=125MPa 故該鍵安全。也讓我們認識到，自己還有好多東西還不知道，以后更要加深自己的知識內(nèi)涵，同時，也非常感謝老師對我們悉心的指導，得已讓我們能更好的設計。 m h=7mm l=Lb=168=8mm d=23mm 于是 得 σp = 2T2103hl^ =21474907823 =[σp]=125MPa 故該鍵安全。 公差說明： k6 滾動軸承和聯(lián)軸器與軸的周向定位是由過度配合來實現(xiàn)。由 上 表 可 知 ， 選 取 半 聯(lián) 軸 器 孔 徑 mmd 281? ，故取mmd III 28?? ，半聯(lián)軸器的長度 mmL 44? ，與軸配合的轂孔長度 1 30?L mm 。 中間軸的設計 （ Ⅱ 軸） 軸端齒輪的分度圓直徑 由前面的中高速級齒輪設計可知： 小圓柱齒輪的分度圓直徑： d1=76 mm 大圓錐齒輪的大端分度圓直徑： d2=270 mm 軸的材料的選擇 取軸的材料為 45 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，調(diào)質(zhì)處