【導(dǎo)讀】300天），兩班制，結(jié)構(gòu)緊湊。根據(jù)總傳動比數(shù)值，可擬定以下傳動方案：。按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y系列三相異步電動機(jī)。工作機(jī)輸出功率P?為從電動機(jī)至卷筒軸的各傳動機(jī)構(gòu)和軸承的效率。=；彈性聯(lián)軸器5?由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表20-1選取電動機(jī)額定功率kw?。Ｖ帶傳動常用傳動比范圍1'2~4i?，單級圓柱齒輪傳動比范圍2'3~6i?，則電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為：

　　

【正文】 過盈配合處的 k??? ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附表 38 用插值法求出，并取????? ，于是得 2 . 1 3 , 0 . 8 2 . 1 3 1 . 7 0kk????? ? ? ? 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 ?????? 故得綜合系數(shù)為 111 2 .1 3 1 2 .2 20 .9 2111 1 .7 0 1 1 .7 90 .9 2kKkK????????????? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 計(jì)算安全系數(shù) caS 值 11355 0200 22 ^ 2 ^ 2 ^ 2 ^ 2amamcaSKSKSSSSSS???????????? ? ??? ? ???? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ??? ? ? ? ??? 3 97350T N mm?? MPa? ? MPa? ? ???? SSSS????? ? ? 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 1 33 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 故可知安全。 輸出軸設(shè)計(jì) 求輸出軸上的功率 4P 、轉(zhuǎn)速 4n 和轉(zhuǎn)矩 4T 4 kw? 4 / minnr? 4 37 6T N m?? 求作用在齒輪上的力 已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑 22 91 8 92 28 5td m z mm? ? ? ? ? 而 412 2 t a n t a n c os c os 13 59 39。 56 39。39。t a n t a n 13 59 39。 56 39。39。 tnrtatTFNdF F NF F N????? ? ??? ? ? ??? ? ? ? ? 圓周力 tF 、徑向力 rF 及軸向力 aF 的方向如圖六所示 2 mm? traFNFN??? 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 1 34 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 圖六 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 1 35 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù) 《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表 153，取 0 112A? ，得 3m in 03 .0 2 3 7 .9 57 7 .6d A m m??，輸出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(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號。 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 371660 483158c 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。 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)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 1 36 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? ? 。 2） 初步選擇滾動軸承。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) 23 47d 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 30310，其尺寸為 50 11 0 29 .25d D T mm mm mm? ? ? ? ?，3 4 7 8 50d d mm????，而 34 mm? ? 。 左端軸承采用軸肩進(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》 23 47d mm? ? 1282l mm? ? 23 47d mm? ? 3 4 7 8 50d d mm???? 34 mm? ? 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 1 37 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 表 157 查得 30310 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 71mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 67 67l mm? ? 。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度 ? ，故取 4h mm? ，則軸環(huán)處的直徑為 56 63d mm? ? 。軸環(huán)寬度 ? ，取 568l mm? ? 。 4）軸承端蓋的總寬度為 20mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離 30l mm? ，故取 2350l mm? ? 5） 箱體一小圓錐齒輪中心線為對稱軸，則取 4 5 7 , m m l m m????。 （ 3）軸上的周向定位 齒輪、半聯(lián) 軸器的周向定位均采用平鍵連接，按 67d? 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表 61 查得平鍵截面 16 10b h mm mm? ? ?，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 50mm，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 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵 12 8 70mm mm mm??，半聯(lián)軸器與軸的配合為 76Hm ，滾動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 k6。 （ 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 45 60d mm? ? 67 67l mm? ? 56 63d mm? ? 568l mm? ? 2350l mm? ? 4578 mml mm???? 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 1 38 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)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取?? ，軸的計(jì)算應(yīng)力 2^ 2 ( ) ^ 2 1 4 0 . 1 1 ^ 2 ( 0 . 6 3 7 1 . 6 6 ) ^ 2 1 5 . 8 30 . 1 0 . 0 5 5 ^ 3ca MT M P aW ?? ? ? ?? ? ?? 前已選定軸的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表 151 查得? ? ? ?1160 , caM P a? ? ?????，故安全。 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 （ 1）判斷危險(xiǎn)截面 截面 7 右側(cè)受應(yīng)力最大 （ 2）截面 7 右側(cè) 抗彎截面系數(shù) ^ 3 50 ^ 3 12500 ^ 3W d m m? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) ^ 3 50 ^ 3 25000 ^ 3TW d mm? ? ? ? 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 1 957NHFN? 1 125NVFN? 2 1669NH ? 2 1106NV ? 彎矩 M N m?? 1 N m?? 2 N m 總彎矩 121 1 6 . 7 8 1 ^ 2 1 5 . 2 4 6 ^ 2 1 1 7 . 7 71 1 6 . 7 8 1 ^ 2 7 7 . 4 1 4 ^ 2 1 4 0 . 1 1M N mM N m? ? ? ?? ? ? ? 扭矩 T 4 N m?? MPa? ? ? ?1ca???? 12 50 0 ^ 3W mm? 25 00 0 ^ 3TW mm? 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 1 39 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 截面 7 右側(cè)彎矩 M 為 69025M N mm?? 截面 7 上的扭矩 2T 為 4 37166T N mm?? 截面上的彎曲應(yīng)力 69025 5 .5 212500b M M P aW? ? ? ? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 2 37166 1 .4 925000TTT M P aW? ? ? ? 軸的材料為 45 鋼 ， 調(diào) 質(zhì) 處 理 。 由 表 151 查得11640 , 275 , 155B M Pa M Pa M Pa? ? ???? ? ?。 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。因 ??， 55 ??，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 1 ( 1 ) 1 0 . 8 2 ( 2 1 ) 1 . 8 21 ( 1 ) 1 0 . 8 5 ( 1 . 3 2 1 ) 1 . 2 7kq? ? ?? ? ???? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 由 《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖 32 的尺寸系數(shù) ?? ? ，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)?? ? 。 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 69025M N mm?? 4 37166T N mm?? MPa? ? MPa? ? 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 1 40 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 ?????? 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 1q?? ，則綜合系數(shù)為 1 1 .8 2 11 1 2 .5 80 .7 3 0 .9 21 1 .2 7 11 1 1 .5 60 .8 6 0 .9 2kKkK????????????? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 又取碳鋼的特性系數(shù) , ?????? 計(jì)算安全系數(shù) caS 值 1127519 .3 12. 58 5. 52 0. 1 015512 9. 231. 49 1. 491. 56 0. 052219 .3 1 12 9. 2319 .1 0 1. 5^ 2 ^ 2 19 .3 1 ^ 2 12 9. 23 ^ 2amamcaSKSKSSSSSS???????????? ? ??? ? ???? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ??? ? ? ?? ??? 故可知安全。 七、滾動軸承的選擇及計(jì)算 輸入軸滾動軸承計(jì)算 初步選擇滾動軸承，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 20 .75d D T mm mm mm? ? ? ? ?， 362aFN? ， t a n t a n 11 51 39。 35 39。39。 15e ?? ? ? ? 則 , N Fr N?? 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 1 ? 1 ? 2 ? 2 ? ???? , ??????