【導(dǎo)讀】◆連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷有輕微震動，戶外工作有粉塵。與運(yùn)輸帶之間摩擦影響在運(yùn)輸帶工作拉力F中已考慮)。工條件生產(chǎn)20臺，中等規(guī)模機(jī)械廠，可加工7~8級精度齒輪?！暨\(yùn)輸帶工作速V(/ms)：/vms?◆卷筒直徑D：300Dmm?3，在經(jīng)聯(lián)軸器4傳至輸送機(jī)滾筒5，帶動輸送帶6工作。傳動系統(tǒng)中采用兩級分流式圓柱齒輪減速器，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，高速級齒輪相對于軸承位置對稱，沿齒寬載荷分布較均勻，傳動方案見圖1。電動機(jī)至滾筒之間傳動裝置的總效率為?查[1]表13-2得V帶傳動比2~4i?可見同步轉(zhuǎn)速為1500r/min，

　　

【正文】 Pd C mmn?初步確定軸的最小直徑，選取軸的材料為45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 查 [3]圖 表 142，取 115C? ，得 39。 33m 4 . 4 61 1 5 4 5 . 9 17 0 . 1IIII inIIPd C m m m mn? ? ? ? 該軸直徑 100d mm? ，有一個鍵槽，軸頸增大 5%～ 7%,安全起見，取軸頸增大 5%則 I I I m i n I I I m i n1 . 0 5 1 . 0 5 4 5 . 9 1 4 8 . 2 1d d m m m m?? ? ? ? ? min mm? 3．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 擬定軸上零件的裝配方案 如圖所示 75 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 d1 d2 d3 d4 d6d5① ② ③ ④ ⑤ ⑥L1 L2 L3 L4 L6L5 L7 L8d7 d8⑦ ⑧A1 B11 1L Δ 2e 圖 75 低速軸上零件的裝配方案 (1) 聯(lián)軸器和軸段⑧ 該軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器處的直徑，選取聯(lián)軸器的型號。查 [3] 圖 表 171，取 AK = ，則 1. 5 60 8. 13 91 2. 2c III A IIIT K T N m N m? ? ? ? ? ? 根據(jù) N m??，查 [1]表 87 標(biāo)準(zhǔn) GB/T50142020 考慮到帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，帶具有緩沖的性能，選用 LX4 型彈性柱銷聯(lián)軸器 , J型軸孔 ,選取軸孔直徑 d=50mm，其軸孔長度L=84mm，則軸的最小直徑 min 50IIId mm? ， 相應(yīng)的軸端 ① 的直徑 8 50d mm? ，取長度略小于轂空寬度取 8 82L mm? 8 50d mm?8 82L mm? (2) 密封圈與軸段⑦ 在確定軸段 ⑦ 的軸徑時， 應(yīng)考慮聯(lián)軸器的軸向固定及軸承蓋密封圈的尺寸。聯(lián)軸器用軸肩定位，軸肩高度 1( 0 . 0 7 ~ 0 . 1 ) ( 0 . 0 7 ~ 0 . 1 ) 5 0 3 . 5 ~ 5h d m m? ? ? ?。軸段 ⑦ 的軸徑 78 2 57 ~ 60d d h m m? ? ? ， 最終由密封圈確定 。 該處軸的圓7 60d mm? 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計 周速度小于 3m/s，可選用氈圈油封，查參考文獻(xiàn) [1]中表 712選氈圈 60，則 d7=60mm (3) 軸承與軸段 ①和 ⑥ 根據(jù)軸上受力及軸頸，初步選用 0 組游隙， 0 級公差的深溝球軸承 6013，其尺寸為 d D B=65mm 100mm 18mm， 內(nèi)圈定位軸肩直徑 72ad mm? ，外圈定位內(nèi)徑 93aD mm? 故1665d d mm?? 軸承采用脂潤滑，需要用擋油環(huán) ，擋油環(huán)寬度初定為 B1=22mm， 故 1 6 1 18 22 40L L B B m m? ? ? ? ? ? 1665ddmm??1640LLmm?? (4) 軸段⑦ 長度 軸段 ⑦ 的長度除與軸上零件有關(guān)外，還與軸承座寬度及軸承端蓋等零件有關(guān)。軸承端蓋連接螺栓為 M8 25， 其安裝圓周大于聯(lián)軸器輪轂外徑，輪轂外徑不與端蓋螺栓的拆裝空間干涉，故聯(lián)軸器輪轂端面的距離為 2 18l mm? 。 由軸承端蓋凸緣厚度 10e mm? ，取軸承端蓋與軸承座間的調(diào)整墊片厚度為2??t mm則有 72 5 3 1 0 1 8 2 1 0 1 8 5 5tL L e l B m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 7 55L mm? (4) 齒輪與軸段 ③ 該段上安裝齒輪 4，為便于齒輪的安裝， 3d 應(yīng)略大于 2d ，可初定 3 70d mm? ，齒輪 4 輪彀的寬度范圍為（ ~）d3=84~105mm，取其寬度為 4 =85B mm輪 轂 ，其右端采用軸肩定位，左端采用套筒固定。為使套筒端面能夠頂?shù)?齒輪端面，軸段 ⑤ 的長度應(yīng)比輪彀略短，故取 3 82L mm? 3 70d mm?3 82L mm? (5)軸段④ 齒輪 4右端采用 軸肩定位 3( 0. 07 ~ 0. 1 ) ( 0. 07 ~ 0. 1 ) 70 4. 9 ~ 7h d m m? ? ? ?1 .4 6 .6 8 ~ 9 .8b h m m?? ，取 4 8L b mm?? 軸段 ④ 的軸徑 43 2 ~ 84d d h m m? ? ? ，取 4 80d mm? 4 80d mm?4 8L mm? (6)軸段② 和 ⑤ 軸段 ① 軸承采用套筒定位，取 2 68d mm? ， 421 2 2 3 8 5( ) 2 32 2 2 2( 2 2 1 0 ) 2 3 5 8X BBLBmm? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?輪 轂 2 68d mm?2 58L mm?5 72d mm?機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計 軸段 ⑥ 軸承用軸肩定位，于是取 5 72d mm? 45 4 1 2 2 3 8 5()2 2 2 28 ( 2 2 1 0 ) 4 9X BBL L Bmm? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?輪 轂 5 49L mm? (7) 軸上力作用點(diǎn)的間距 由圖 75所示可知軸的支點(diǎn)及受力點(diǎn)間的距離為 11 2 2 3 1 8 1 0 1 3 0 . 5 m m2 2 2 2XB BAB? ? ? ? ? ? ? ? ? 11 mmB mm?? (8)軸上零件的周向定位 齒輪的周向定位都采用普通平鍵型鍵連接 3 70d mm? 3 82L mm? 8 50d mm? 8 82L mm? 查 [1]圖表 41 取各鍵的尺寸為： 軸段 ③ 選鍵： b h L=20mm 12mm 70mm 軸段 ⑧ 選鍵： C b h L=16mm 10mm 70mm 滾動軸承的周向定位靠過渡配合來保證，選公差為 m6 (9).確定軸上圓角和倒角尺寸 查 [1]表 127，取軸端倒角為 45? ，各軸肩處圓角半徑為 R1 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計 第八章 軸的校核 項目 內(nèi)容 結(jié)果 已知 112 2 3 1 8 1 0 1 3 0 . 5 m m2 2 2 2XB BAB? ? ? ? ? ? ? ? ? 4 3 4 34 7 7 3 .1 1 7 3 7 .2 5t t r rF F NF F N? ? ? ? (1) 求支承反力 垂直面支承反力 412 1 7 3 2 . 2 5 8 6 8 . 2 522rVV FF F N N? ? ? ? 水平面支承反力12 4 7 7 3 . 1 2 3 8 6 . 5 522tHH FF F N N? ? ? ? F 力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力 1 1 4 0 0 0 7 3 1 1 1 8 . 7 72 2 1 3 0 . 5F FKF N NA??? ? ?? 21 ( 40 00 11 18 .7 7 ) 51 18 .7 7FFF F F N N? ? ? ? ? ??12FFN?? (2)求彎矩 垂直面彎矩 11 86 8. 25 0. 13 05 11 3. 31a V VM F A N m N m? ? ? ? ? ? ? 水平面彎矩 11 2 3 8 6 .5 5 0 .1 3 0 5 3 1 1 .4 4a H HM F A N m N m? ? ? ? ? ? ? F 力在支點(diǎn)產(chǎn)生彎矩圖 2 4 0 0 0 0 . 0 7 3 2 9 2FM F K N m N m? ? ? ? ? ? ? F 在 aa截面力產(chǎn)生的彎矩為： 11 11 18 .7 7 0. 13 05 14 6a F FM F A N m N m? ? ? ? ? ? ? aa截面總彎矩 22223 1 1 . 4 4 1 1 3 . 3 1 1 4 6 4 7 7 . 4 1a a H a V a FM M M MN m N m? ? ? ?? ? ? ? ? 支點(diǎn) 2 總彎矩 22 292FM M N m? ? ? 22292146292aVaHFaFaM N mM N mM N mM N mM N mM N m???????????? (3)求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 44 0 . 2 6 64 7 7 3 . 1 6 3 4 . 8 222t dT F N m N m? ? ? ? ? ? ? N m?? (4)彎矩和扭矩圖 彎矩和扭矩見圖 81 (5) 由圖 81g可見 aa截面最危險，其當(dāng)量彎矩 安全 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 對危險截面進(jìn)行校核，認(rèn)為軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力是脈動循環(huán)變應(yīng) 力，取折合系數(shù)α =，軸的計算應(yīng)力 223223()0 . 14 7 7 4 1 0 ( 0 . 6 6 3 4 8 2 0 ) 1 7 . 8 10 . 1 7 0eeaMTMWdM P a M P a?? ?? ? ??? ?? 前已選定軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理， 查 [3]表 143得 ? ?1 55b MPa?? ? 因此 ? ?1ea???? ，故軸安全。 圖 81 彎矩和扭矩圖 另外兩個軸的校核方法類似，經(jīng)校核安全 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計 第九章 軸承的選擇和校核計算 高速軸 Ⅰ 上的軸承選擇與計算 項目 內(nèi)容 結(jié)果 由軸 I 的設(shè)計知，初步選用深溝球軸承 6008，由于受力對稱，只需要計算一個，其受力 2211 1 3 1 4 .7 2rtF F F N? ? ?，aF =0，ε =3 ，轉(zhuǎn)速 n= (1) )查表 查 [1]表 61 滾動軸 承樣本知深溝球軸承 6008 的基本額定動載荷 kN? ，基本額定靜載荷 0 kN? kN?0 kN? (2)求軸承當(dāng)量動載荷 P 因為 aF =0，徑向載荷系數(shù) X=1，軸向載荷系數(shù) Y=0， 則 1 XF Y F N? ? ? ? ? ? (3)驗算軸承壽命 因工作情況平穩(wěn)，查 [3]表 168 取 1tf? 查 [3]表 169，取pf = 3661 0 1 0 1 1 7 0 0 0 318576 0 6 0 6 5 4 . 5 4 1 . 2 1 3 1 4 . 7 2th pfCLhn f P??? ???? ? ? ? ??? ???? ???? 故所選用軸承滿足壽命要求。確定使用深溝球軸承 6008 滿足要求 中速軸 Ⅱ 上的軸承選擇與計算 項目 內(nèi)容 結(jié)果 由軸 II的設(shè)計知，初步選用深溝球軸承 6013，由于受力對稱，只需要計算一個，其受力 22 2233 4 7 7 3 . 1 1 7 3 7 . 2 5 2 5 3 9 . 7 1rtr FFFN? ?? ? ? aF =0，ε =3 ，轉(zhuǎn)速 18 7. 87 / m innr?? ? (1) )查表 查 [1]表 61 知深溝球軸承 6009 的基本額定動載荷 kN? ，基本額定靜載荷 0 kN? kN?0 kN? (2)求軸承當(dāng)量動載荷 P 因為 aF =0，徑向載荷系數(shù) X=1，軸向載荷系數(shù) Y=0，則1 25 39 .7 1 25 39 .7 1raP X F Y F N N? ? ? ? ? ? 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計 (3)驗算軸承壽命 驗算軸承壽命因工作情況平穩(wěn)，查 [3]表 168取 1tf? 查 [3]表 169，取 pf = 3661 0 1 0 1 2 1 0 0 0 290246 0 6 0 1 8 7 . 8 7 1 . 2 2 5 3 9 . 7 1th pfCLhn f P??? ???? ? ? ? ??? ???? ???? 故所選用軸承滿足壽命要求。確定使用深 溝球軸承 6009 滿足要求 低速軸 Ⅲ 上的軸承選擇與 計算 由軸 IV的設(shè)計知，初步選用深溝球軸承 6013，由于受力對稱，只需要計算一個，其受力 2244 5 0 7 9 .4 2r r tF F F N? ? ?，aF =0，ε =3 ，轉(zhuǎn)速 n= (1)查表 查 [1]表 61知深溝球軸承 6013 的基本額定動載荷 kN? ，基本額定靜載荷 0 kN? kN?0 kN? (2)求軸承當(dāng)量動載荷 P 因為 aF =0，徑向載荷系數(shù) X=1，軸向載荷系數(shù) Y=0 則 1 50 79 .4 2 50 79 .4 2raP X F Y F N? ? ? ? ? ? (3)驗算軸承壽命 查 [3]表 168取 1tf? 查 [3]表 169，取 pf = 3661 0 1 0 1 3 2 0 0 0 258476 0 6