【文章內(nèi)容簡介】 方案如下：216。 方案1：平鍵 平鍵連接中鍵的側(cè)面是工作面，靠鍵與鍵槽的互相擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩，普通平鍵中，圓頭鍵牢固地臥于指狀銑刀銑出的鍵槽中；方頭鍵常用螺釘緊固；一端圓頭一端方頭鍵用于軸伸處。平鍵中還有導(dǎo)鍵和滑鍵，他們都用于動聯(lián)接。 平鍵制造容易，對中性好，拆裝方便，在一般情況下不影響被聯(lián)接件的定心，可用于承受高速、承受沖擊和變載荷的軸，應(yīng)用廣泛。216。 方案2：半圓鍵 半圓鍵用于靜聯(lián)接，鍵的側(cè)面為工作面。它的優(yōu)點(diǎn)是工藝性好，同平鍵一樣具有制造容易，裝卸方便，不影響定心等。 它的缺點(diǎn)是軸上的鍵槽較深，對軸的削弱較大，所以主要用于載荷較小的聯(lián)接，也常用作錐形軸聯(lián)接的輔助裝置。216。 方案3：斜鍵 楔鍵和切向鍵等都屬于斜鍵，它靠鍵、軸、轂之間的摩擦力或工作面之間的擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩，還可以傳遞單向的軸向力。楔鍵相對于平鍵的優(yōu)點(diǎn)是可以傳遞單向的軸向力。 斜鍵的主要缺點(diǎn)引起軸上零件與軸的配合偏心，在沖擊、振動或變載下容易松動，因此不宜用于要求準(zhǔn)確定心、高速和沖擊、振動或變載的聯(lián)接。它的應(yīng)用范圍在逐漸縮小。綜上，由于使用的要求要能承受中等沖擊、在輸入軸端速度較高，應(yīng)選平鍵或半圓鍵，半圓鍵對軸的削弱大，要想保證剛度，就要使軸徑變大，最后會影響整體重量和成本，所以，選擇普通平鍵。普通平鍵的配合分為松聯(lián)接、正常聯(lián)接和緊密聯(lián)接三種形式。松聯(lián)接時，鍵在軸上及輪轂中均能滑動；正常聯(lián)接時，鍵在軸上及輪轂上均固定，用于載荷不大的場合；緊密聯(lián)接比上一種配合更緊，主要用于載荷較大，載荷具有沖擊性，以及雙向傳遞轉(zhuǎn)矩的場合。鍵的主要尺寸是鍵寬b和鍵高h(yuǎn)，其中鍵寬b為基本尺寸，b的大小根據(jù)軸徑而定，h的大小隨即確定，鍵長根據(jù)軸和轂的長度定。 鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計算 本次設(shè)計共有五個鍵聯(lián)接，鍵的選取及其強(qiáng)度計算如下：（1） 高速軸與聯(lián)軸器之間的鍵①鍵的確定： 軸徑=18mm，軸長=42mm，一般鍵距離裝入端1~3mm，距離另一端3~5mm，由《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊》表1730查得鍵的尺寸如下：圓頭普通平鍵（A型），b=6mm，h=6mm，L=36mm；鍵 636 GB1096②強(qiáng)度校核： 由《機(jī)械設(shè)計》靜聯(lián)接強(qiáng)度計算公式進(jìn)行校核，l’=Lb,由《機(jī)械設(shè)計》表31查得，由于是中等沖擊取，則T== =，滿足要求。（2） 中間軸與第一級大齒輪之間的鍵 ① 鍵的確定： 軸徑=32mm，軸長=44mm，一般鍵距離裝入端1~3mm，距離另一端3~5mm，由《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊》表1730查得鍵的尺寸如下：圓頭普通平鍵（A型），b=10mm，h=8mm，L=36mm；鍵 1036 GB1096② 強(qiáng)度校核： 由《機(jī)械設(shè)計》動聯(lián)接強(qiáng)度計算公式行校核，l’=Lb,由《機(jī)械設(shè)計》表31查得，由于是中等沖擊取則T== =，滿足要求。（3）中間軸與第二級小齒輪之間的鍵 ① 鍵的確定： 軸徑=32mm，軸長=74mm，一般鍵距離裝入端1~3mm，距離另一端3~5mm，由《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊》表1730查得鍵的尺寸如下：圓頭普通平鍵（A型），b=10mm，h=8mm，L=70mm；鍵 1070 GB1096 ② 強(qiáng)度校核： 由《機(jī)械設(shè)計》靜聯(lián)接強(qiáng)度計算公式進(jìn)行校核，l’=Lb,由《機(jī)械設(shè)計》表31查得，由于是中等沖擊取，則T==384 =，滿足要求。 （4）低速軸與第二級大齒輪之間的鍵① 鍵的確定： 軸徑=52mm，軸長=69mm，一般鍵距離裝入端1~3mm，距離另一端3~5mm，由《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊》表1730查得鍵的尺寸如下：圓頭普通平鍵（A型），b=16mm，h=10mm，L=63mm；鍵 1663 GB1096② 強(qiáng)度校核： 由《機(jī)械設(shè)計》靜聯(lián)接強(qiáng)度計算公式進(jìn)行校核，l’=Lb,由《機(jī)械設(shè)計》表31查得，由于是中等沖擊取，則T== =，滿足要求。 （5）低速軸與聯(lián)軸器之間的鍵① 鍵的確定： 軸徑=38mm，軸長=82mm，一般鍵距離裝入端1~3mm，距離另一端3~5mm，由《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊》表1730查得鍵的尺寸如下：圓頭普通平鍵（A型），b=10mm，h=8mm，L=70mm；鍵 1070 GB1096② 強(qiáng)度校核：由《機(jī)械設(shè)計》靜聯(lián)接強(qiáng)度計算公式進(jìn)行校核，l’=Lb,由《機(jī)械設(shè)計》表31查得，由于是中等沖擊取，則T== =，滿足要求。五個鍵的選取和強(qiáng)度計算完畢。 滾動軸承選擇方案典型的滾動軸承由內(nèi)圈、外圈、滾動體、保持架組成，保持架多用低碳鋼沖壓制成，其余采用強(qiáng)度高、耐磨性好的軸承合金鋼制造。軸承的選用，包括類型、尺寸、精度、游隙、配合以及支撐型式的選擇與壽命計算（此處只進(jìn)行軸承的選擇與對比，），本次設(shè)計的是二級展開式圓柱齒輪減速器，其中軸承轉(zhuǎn)速相對較高，載荷不大，旋轉(zhuǎn)精度相對較高，故應(yīng)該選擇球軸承。滾子軸承一般適用于轉(zhuǎn)速低，載荷較大或有沖擊載荷時，此處不予具體分析。下面對幾種可選擇的球軸承方案進(jìn)行對比分析：216。 方案1：深溝球軸承 它主要承受徑向載荷和一定的雙向軸向載荷，極限轉(zhuǎn)速高，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，性價比高。216。 方案2：調(diào)心球軸承 主要承受徑向載荷和軸向力不大的雙向軸向載荷。另外，相比與深溝球軸承，它可以自動調(diào)心，內(nèi)外圈軸線允許有小于3度的相對偏轉(zhuǎn)角，以適應(yīng)軸的變形和安裝誤差。主要適用于彎曲剛度小的軸、兩軸承孔同心度較低及多支點(diǎn)的支承中。216。 方案3：角接觸球軸承 能同時承受較大的徑向載荷和單向軸向載荷，接觸角越大承受軸向載荷的能力越大。這類軸承宜成對使用，適用于旋轉(zhuǎn)精度高的支承。216。 方案4：推力球軸承 兩套圈的內(nèi)孔徑不同，孔徑小的與軸配合稱為緊圈，孔徑大的與軸有間隙稱為松圈。它只能承受單向軸向載荷，應(yīng)用于軸向載荷大，轉(zhuǎn)速不很高的支承中。綜上由于展開式加速器軸承中主要承受徑向載荷，所以，不應(yīng)選擇推力球軸承；又由于其軸的長度不是很長，撓度變化不大，軸的剛度較大，故不宜選擇調(diào)心球軸承。角接觸球軸承一般用于徑向載荷和軸向載荷都比較大的情況下，相對于深溝球軸承，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工相對困難。深溝球軸承已經(jīng)能滿足減速器的要求，從經(jīng)濟(jì)性的角度考慮，同精度的軸承中深溝球軸承最便宜。故選擇深溝球軸承。五、 傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計與總成、執(zhí)行機(jī)械設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范主視圖俯視圖側(cè)視圖 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計與方案分析 高速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計與方案分析 結(jié)構(gòu)圖如下：（1）齒輪結(jié)構(gòu)形式及固定 齒輪的結(jié)構(gòu)形式一般分為兩種，齒輪軸式和裝配式結(jié)構(gòu)，其各有優(yōu)點(diǎn)和局限性，下面對兩種方案進(jìn)行對比分析：216。 方案1：齒輪軸式當(dāng)齒輪的結(jié)構(gòu)較小時，做成齒輪軸。當(dāng)齒根圓直徑大于軸徑d，并且（x為齒輪的齒根到輪轂鍵槽上頂面的距離，即齒輪的最小厚度，為模數(shù)）時，并且當(dāng)（d為軸徑）時，輪齒必須用滾齒法或銑齒法加工。 優(yōu)點(diǎn)：I 軸與齒輪做成整體件，制造成本相對降低，組織生產(chǎn)較容易II無需軸向固定和周向固定，結(jié)構(gòu)相對簡單承載力增大，轉(zhuǎn)動比范圍大； III做成整體式，載荷分布相對均勻，無其他固定裝置，運(yùn)行效率高。其缺點(diǎn)是，只有直徑較小的齒輪才采用齒輪軸式，并且一旦齒輪部分或軸部分一處有損壞，則需換掉整根軸，經(jīng)濟(jì)成本會增加。216。 方案2：裝配式 ，齒輪與軸分開制造，當(dāng)處于臨界時，一般也選擇分開制造，適用于直徑較大的齒輪。大齒輪一般采用腹板結(jié)構(gòu)，并在腹板上加工孔。優(yōu)點(diǎn)是可以分開加工，加工工藝更細(xì)化，成品率高，并且當(dāng)齒輪或軸損壞時，可不必全部更換，降低成本。缺點(diǎn)是其需要軸向固定和周向固定，傳動效率會相對降低，傳動的載荷相對降低。綜上，并經(jīng)計算=，所以齒輪結(jié)構(gòu)應(yīng)做成齒輪軸結(jié)構(gòu)。將和成一段，強(qiáng)度足夠，考慮經(jīng)濟(jì)性使其直徑=36mm。（2）軸承支承及固定：軸承的固定支承方式有三種，兩端固定支承、固定游離支承和兩端游離支承。下面將三種方案進(jìn)行對比：216。 方案1：兩端固定支承兩個軸承各限制一個方向的軸向位移。在純徑向載荷或軸向力較小的聯(lián)合載荷作用下的軸，一般采用向心型軸承組成兩端固定支承，并在其中一個支承端留有適當(dāng)空隙（。適應(yīng)軸的受熱伸長受徑向載荷和軸向載荷聯(lián)合作用的軸，多采用角接觸型軸承組成兩端固定支承。其游隙可調(diào)，適用于旋轉(zhuǎn)精度高的機(jī)械。216。 方案2：固定游離支承 指在軸的一個支承端使軸承與軸及外殼孔的位置相對固定，以實(shí)現(xiàn)軸的軸向固定。另一端使軸承與軸或外殼孔間可以相對移動，以補(bǔ)償因熱變形及制造安裝誤差引起的長度變化。 這種支承中軸的軸向定位精度取決于固定端軸承軸向游隙的大小。游動端對軸的長度變化的補(bǔ)償，最簡單有效的方法是采用內(nèi)圈無擋邊或外圈無擋邊的圓柱滾子軸承。 固定游動軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)精度高，對各種工作條件的適應(yīng)性強(qiáng)。因此，在各種機(jī)床主軸、工作較高的蝸桿軸以及跨距較大的長軸支承中得到了廣泛的應(yīng)用。216。 方案3：兩端游動支承 兩個支承端的軸承，都不對軸作精確的定位。次類支承常用于軸的軸向位置已有其他零件限定的場合，如在人字齒傳動的支承中，一根軸進(jìn)行了雙向固定，另一根軸必須為雙支點(diǎn)游動。否則，由于人字齒兩側(cè)齒輪不完全對稱，會使輪齒受力不均勻，影響齒輪傳動正常工作。 幾乎所有不需要調(diào)整的軸承，均可作游動支承。兩端游動支承不需精確限定軸的軸向位置，安裝時不必調(diào)整游隙。工作即使處于不利的狀態(tài)，軸承也不會被卡死。綜上，二級展開式減速器主要以承受徑向力為主，軸的跨距不大，運(yùn)轉(zhuǎn)精度不是很高，所以選軸承的固定方式選擇兩端固定支承。根據(jù)以上分析，可采用向心型軸承進(jìn)行固定支承，進(jìn)一步驗證選擇深溝球軸承的可行性。軸承兩端分別通過擋油板和端蓋實(shí)現(xiàn)軸向固定，且端蓋與箱體之間有調(diào)整墊片，可以調(diào)整游隙。周向固定采用過盈配合實(shí)現(xiàn)。（3）軸上其他零件的固定 由于是油潤滑，軸上有擋油板，其一端通過定位軸肩，另一端通過軸承實(shí)現(xiàn)軸向固定，端蓋則是通過螺栓與箱體聯(lián)接實(shí)現(xiàn)固定。 中間軸結(jié)構(gòu)設(shè)計與方案分析 結(jié)構(gòu)圖如下：（1）齒輪的結(jié)構(gòu)形式與固定中間軸共有兩個齒輪，第一級大齒輪和第二級小齒輪，經(jīng)計算，x，應(yīng)采用裝配式結(jié)構(gòu)。其固定方式相同，一端通過定位軸肩，另一端通過套筒實(shí)現(xiàn)軸向固定。周向固定通過平鍵聯(lián)接實(shí)現(xiàn)。（2）軸承的支承及固定中間軸也是主要承受徑向力和很小的軸向力，且軸的跨距不是很大，故選擇兩端固定支承。兩軸承的軸向固定同過擋油板和端蓋來實(shí)現(xiàn)，周向固定通過過盈配合實(shí)現(xiàn)。（3）軸上其他零件的固定 由于是油潤滑，軸上有擋油板，其一端通過套筒，另一端通過軸承實(shí)現(xiàn)軸向固定，端蓋則是通過螺栓與箱體聯(lián)接實(shí)現(xiàn)固定。 低速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計與方案分析 結(jié)構(gòu)圖如下： （1）齒輪的結(jié)構(gòu)形式與固定低速軸有一個齒輪，第二級大齒輪，經(jīng)計算應(yīng)采用裝配式結(jié)構(gòu)。其固定方式一端通過定位軸肩，另一端通過套筒實(shí)現(xiàn)軸向固定。周向固定通過平鍵聯(lián)接實(shí)現(xiàn)。（2）軸承的支承及固定低速軸也是主要承受徑向力和很小的軸向力，且軸的跨距不是很大，故選擇兩端固定支承。兩軸承的軸向固定同過擋油板和端蓋來實(shí)現(xiàn)，周向固定通過過盈配合實(shí)現(xiàn)。（3）軸上其他零件的固定由于是油潤滑，軸上有擋油板，一個一端通過套筒，另一端通過軸承實(shí)現(xiàn)軸向固定，另一個一端通過軸肩，另一端通過軸承實(shí)現(xiàn)軸向固定。端蓋則是通過螺栓與箱體聯(lián)接實(shí)現(xiàn)固定。；軸系結(jié)構(gòu)與零件定位關(guān)系一般輸入軸與輸出軸在異側(cè)輸出，齒輪布置在離輸入軸和輸出軸較遠(yuǎn)的位置，以減小彎矩和轉(zhuǎn)矩綜合作用的影響。但本次設(shè)計由于圖紙有限，設(shè)計時，使輸入端與輸出端同側(cè)輸出，使高速軸上的齒輪遠(yuǎn)離輸入端。 主要零部件的校核與驗算 軸系結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核(選擇低速軸進(jìn)行校核)（1）支點(diǎn)、受力點(diǎn)分析確定按比例作圖，量出=，=。下圖為整體受力圖和在水平面和鉛垂面的分別受力圖： （2）求支反力，畫彎矩圖和扭矩圖。 ①斜齒輪給軸的力 ②軸承反力和彎矩圖 I水平面彎矩圖如下： II鉛垂面彎矩圖如下：總的彎矩圖如下扭矩圖 （3）危險截面 由彎矩圖和扭矩圖可知，危險截面為齒輪中間斷面C及右端過渡軸肩剖面，下面用安全系數(shù)法進(jìn)行校核。 （4）安全系數(shù)法校核軸的強(qiáng)度 ①各項參數(shù)選擇 軸材料選用45鋼調(diào)質(zhì)，由《機(jī)械設(shè)計》查得由機(jī)械設(shè)計P147 表105所列公式可求得疲勞極限 ， 的選取，應(yīng)力集中主要有過盈配合、過渡圓角、鍵槽等引起，下面按過盈配合和過渡圓角選取： i按過盈配合選，查《機(jī)械設(shè)計》表1011，由查得 ii按過渡圓角選 ， 查《機(jī)械設(shè)計》表109，計算 可查得可查《機(jī)械設(shè)計》表1013得，、可查《機(jī)械設(shè)計》表1014得 綜上， ，所以按過盈配合計算。 ，合理，軸的強(qiáng)度校核完畢。 滾動軸承的壽命計算 （1）已知：① ＝
② ＝－，=
，＝ ③=50mm ④中等沖擊（2）軸承型號 d=50mm，由《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊》表161應(yīng)選6210，C=35100N，=23200N. （3）當(dāng)量動負(fù)荷②當(dāng)量動載荷P I 軸承A：只受，由于中等沖擊由《機(jī)