【正文】 其中： 1CP － 減速器的計(jì)算功率 （ kw） dP － 傳動(dòng)功率 (kw) AK － 工況系數(shù) 查表 13－ 9 AK ＝ 所以 1 1 1 1 .5 1 6 .5CP kw? ? ? （ 4－ 7） 減速器的選擇 查《機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》 表 13－ 9 可選 【 11】 ZSY18045Ⅰ－ ZBJ19900488 其 公稱傳動(dòng)比 為 i ＝ 45，公稱轉(zhuǎn)速 1n ＝ 1000 r/min ， 2n =22r/min,許用輸出功率1 17PP kw? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 22 ZSY 型 的 減速器尺寸 以及 裝配型式如圖 8, 圖 8 減速器結(jié)果簡(jiǎn)圖 查 13－ 3 可知 減速器的基本參數(shù)如表 4。 表 4 減速器的尺寸參數(shù) 1d (mm) 1l (mm) 1L (mm) 1b (mm) 1t (mm) 32 42 187 8 31 2d (mm) 2l (mm) 2L (mm) 2b (mm) 2t (mm) 85 130 285 22 90 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 23 五、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 在設(shè)計(jì)軸時(shí)要考慮安裝、配合、定位以，同時(shí)也要合理設(shè)計(jì)好軸的形狀和尺寸大小。一個(gè)合理的設(shè)計(jì)往往決定了軸的可靠度，直接影響到軸工作時(shí)表現(xiàn)及該系統(tǒng)核心部件的穩(wěn)定性，關(guān)系到設(shè)備的購(gòu)買成本及軸上部件安裝的合理性。所以，軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在此章設(shè)計(jì)中有著 非常重要的作用。 軸的性能體現(xiàn)在軸在強(qiáng)度、剛度、磨損、壽命等方面的可靠度。軸的工作壽命、可靠度一般取決于它的材料強(qiáng)度，所以在預(yù)防軸的裂紋、變形非常重要，在計(jì)算的后期，需要對(duì)強(qiáng)度效核，確保軸的可用性。另一種情況，細(xì)長(zhǎng)類型的軸通常需要較大剛度，一般還要?jiǎng)偠取⒄駝?dòng)穩(wěn)定性的效核，以預(yù)防共振效應(yīng)。 在此章的中，我們考慮到軸的材料、受力特性，在設(shè)計(jì)中要注意一下方面：既要有充足的強(qiáng)度和合適的壽命也要有科學(xué)的結(jié)構(gòu)和一定的剛度及其它力學(xué)性能。以保證在工作中的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 （ 1） 在符合本傳動(dòng)方案的條件下，合理的設(shè)計(jì)軸上零件分布及裝配方 式 （ 2） 確定其使用的材料型號(hào) （ 3） 初步擬定其直徑大小 （ 4） 進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，效核 鍵 和軸的強(qiáng)度是否達(dá)標(biāo) （ 5） 在特殊情況下，校準(zhǔn)軸的轉(zhuǎn)速和剛度是否達(dá)標(biāo) （ 6） 根據(jù)結(jié)果進(jìn)行合理的優(yōu)化 （ 7） 制作軸的圖形 軸段長(zhǎng)度和直徑的確定 軸的最小直徑的確定 在設(shè)計(jì)的初期，軸的基本長(zhǎng)度沒有擬定，其所產(chǎn)生的支座反力和彎矩沒有計(jì)算依據(jù)。有多個(gè)支撐點(diǎn)的、或者受力較少的軸，一般用簡(jiǎn)單的方法先估算出其基本外形數(shù)據(jù)并以此為根據(jù)設(shè)計(jì)其他的軸。主要的軸在設(shè)計(jì)完畢后，再進(jìn)行效核保證其使用可靠性。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 24 此次 初步選定 軸 的材 45料 為 鋼 ， 進(jìn)行 調(diào)質(zhì)處理， 1 263?? ? , 637baMP? ? ， 210 aE GP? 許用應(yīng)力 ? ?1 60MP?? ? 。 由此可得軸的最小直徑 【 13】 302PdAn? （ 51） 其中： d — 軸的最小軸徑尺寸 P — 工作機(jī)的 0A — 材料系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 表 153 可知 【 13】 ： 0A =120 電動(dòng)機(jī)輸出的工作功率為： dPP?? ＝ kw （ 52） 所以 3 22?d 解得： 93d? mm （ 53） 在之后的設(shè)計(jì)還要加裝聯(lián)軸器，所以應(yīng)將軸徑適當(dāng)?shù)脑龃?，故選取第一根軸左端的直徑為 98mm。 軸的直徑和長(zhǎng)度的確定 根據(jù) 設(shè)計(jì)的要求， 繪制軸的零件圖，如圖 11 所示。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 25 圖 11 軸的零件圖 每段 軸的尺寸參數(shù)如下： 軸 12 端安裝聯(lián)軸器 21?L =210mm, 21?d =100mm, 軸 2－ 3 段為安裝軸承及其軸承端蓋和密封裝置 mmL 7832 ?? ， mmd 11032 ?? 軸 3－ 4 段為密封 和 軸肩箱體內(nèi)壁的 距離 mmL 7343 ?? mmd 12243 ?? 軸 4－ 5 段為軸肩 mmL 3054 ?? mmd 14054 ?? 軸 5－ 6 段為安裝圓盤段 mmL 9865 ?? 56 130d mm? ? 軸 67 為過渡段 mmL 14776 ?? 67 122d mm? ? 軸 78 段為安裝軸承段 mmL 7887 ?? mmd 11087 ?? 軸 8－ 9 段處 為 聯(lián)軸器相接 段 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 26 mmL 16598 ?? 89 100d mm? ? 軸的校核 軸的力學(xué)模型的建立 首先要確定圓周上作用的位置點(diǎn)和支點(diǎn)的跨度，其中圓盤對(duì)軸的力作用點(diǎn)按簡(jiǎn)化原則處理，在確定軸上的圓盤作用點(diǎn)所在的具體位置。軸承選取為 6192 軸承，此軸承的負(fù)荷中心也是軸承的中心處，所以可以 計(jì)算出中心 跨 度 距 離 和 軸 上 各 力作用點(diǎn)相互位置尺寸。支點(diǎn)跨度為 12l l l??，圓盤的中點(diǎn)到 左 軸 承 中 點(diǎn) 的 距離 1 167?l mm ，圓盤中點(diǎn)到右軸承的 中 點(diǎn) 的 距 離 為 2 209l mm? 。 繪制力學(xué)模型 通常軸上裝有 中 點(diǎn) 的 距 離 的傳動(dòng)件，軸和軸上零件的重量 不 計(jì) ， 載 荷 在 零件上的作用寬度相當(dāng)于軸的長(zhǎng)度 都 較 小 ， 故 作 用 到 軸 上 的 載荷通常簡(jiǎn)化為作用在寬度中點(diǎn)載荷。轉(zhuǎn)矩也是從輪轂寬度的 中 點(diǎn) 算 起 。 軸 承 的 支 撐 可簡(jiǎn)化成鉸支座。 計(jì)算軸上的作用力并畫彎矩圖如圖 12 所示。 垂直面上： 1994rFN? 1117AVFN? 877BVFN? 184305VM N mm?? （ 5－ 4） 水平面上： ? 670BHFN? ? 110136HM N mm?? （ 5－ 5） 水平面與垂直面的合成彎矩為： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 27 2 2 2 21 8 4 3 0 5 1 1 0 1 3 6 = 2 1 4 7 0 5? ? ? ??VHM M MN m m （ 5－ 6） 電機(jī)的額定功率經(jīng)過 減 速 器 、 聯(lián) 軸 器 和 軸承的損失后，傳遞到第一個(gè)圓盤左端的功率為 W 。 由 此 可 確 定 第 一 個(gè)圓盤軸上左端傳遞的扭矩為 12 0 955 0224488000PTnN mm? ? ? ??? （ 5－ 8） 由于第一個(gè)圓盤消耗一 部 分 功 率 ， 那 么 傳 遞 到 下 組 圓盤的功率會(huì)減小。因此右半端 傳 遞 的 扭 矩 為 12 9550223733182.PTnN m m? ? ? ??? （ 5－ 9） 由于功率的逐級(jí)傳遞 和 功 率 的 損 失 ， 因 此 第 一 根 圓 盤軸上所受的扭矩最大，在校核軸的強(qiáng)度時(shí)，只對(duì)第一根圓盤軸為 對(duì) 象 的 話 ， 那 么 其 他 的 幾 根軸都會(huì)滿足要求。所以我們只需校 核 第 一 根 圓 盤 軸 ， 驗(yàn) 算 它 是否滿足強(qiáng)度要求。 按彎扭 合力 校核軸的強(qiáng)度 222222 ( 2 )( ) 4 ( )2ca M T M TW W W? ?? ? ? （ 5－ 10） 其中： ca? — 軸的應(yīng)力 M — 和成彎矩 T — 最大扭矩 W— 軸 6－ 7 段上的抗扭截面系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 15－ 4 可知 【 14】 3 3 30. 1 0. 1 12 0 17 28 00W d m m? ? ? ? 由此可算得 ca? ＝ Mp 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 28 因?yàn)?ca? ? ?1?? = 60Mp 所以軸的強(qiáng)度合理。 M HVVM V水平受力垂直受力水平彎矩垂直彎矩M總彎矩扭矩T 1T 2 圖 12 彎扭合成圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 29 六、 聯(lián)軸器的選擇與校核 聯(lián)軸器的選擇類型 聯(lián)軸器是用來連接旋轉(zhuǎn)軸和它們之間的吸收錯(cuò)位的機(jī)械裝置。一個(gè)耦合是用于兩個(gè)軸在其端部連接在一起，用于發(fā)送功率的目的的裝置。聯(lián)軸器通常不允許軸的斷開操作期間，但有扭矩限制聯(lián)軸器可滑動(dòng)或超過一些轉(zhuǎn)矩 1 限制時(shí)斷開。聯(lián)軸器的主要目的是，同時(shí)允許一定程度的未對(duì)準(zhǔn)或結(jié)束運(yùn)動(dòng)或兩者的旋轉(zhuǎn) 設(shè)備的兩件。 通過仔細(xì)選擇，安裝和聯(lián)軸器的保養(yǎng)，節(jié)省大量可以降低維護(hù)成本和停機(jī)時(shí)間進(jìn)行。聯(lián)軸器用于動(dòng)力和扭矩傳輸?shù)膬蓚€(gè)旋轉(zhuǎn)軸之間，如在馬達(dá)和泵，壓縮機(jī)，和發(fā)電機(jī)。 聯(lián)軸器在機(jī)械中有多種用途。其中最常見 的為 以 下幾種 ： ，諸如馬達(dá)和發(fā)電機(jī)的連接，為修理或改裝而斷開。 提高 機(jī)械的靈活性，從一個(gè)軸降低到另一個(gè)沖擊載荷的傳輸。 ，連接驅(qū)動(dòng)和被驅(qū)動(dòng)部 。 （例如：電機(jī)的功率傳輸?shù)酵ㄟ^耦合泵） 耦合維護(hù)通常是 較為 簡(jiǎn)單，需要每個(gè)耦合的定期檢查。它包括： ，檢查是否有磨損或疲勞的跡象，并定期清洗接頭。 ，并且如果聯(lián)接潤(rùn)滑定期更換的潤(rùn)滑劑。在苛刻的工作條件大多數(shù)聯(lián)軸器需要 更頻繁地 更換維護(hù) 。 。 ，但是聯(lián)軸器 也 可能會(huì)失敗。深層失敗原因， 并非 維護(hù) 問題，而是 包括：安裝不當(dāng) ，不當(dāng)?shù)?耦合選擇 ， 操作超出了設(shè)計(jì)能力。 改善耦合的辦法就是要了解 原因， 是什么導(dǎo)致了失敗 ， 改正安裝一個(gè)新的耦合。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 30 一些外部跡象 也會(huì) 表明潛在的耦合故障 ， 主要包括： ，如尖叫 。 。 導(dǎo)致的 滑劑泄漏或污染。 連軸器的選擇計(jì)算 電動(dòng)機(jī)和減速器之間的聯(lián)軸器的選擇 由表 22－ 2 查得 K=, 則計(jì)算轉(zhuǎn)矩 【 11】 9550 22c PT K T K ?? ? ? ? （ 6－ 1） 9550 22?? 7162? Nmg 根據(jù)工作要求選擇彈性柱銷聯(lián)軸器，根據(jù)依據(jù) 1d =38mm、 2d =32mm 和6732cT? Nm，選擇聯(lián)軸器型號(hào)為 HL3 的聯(lián)軸器如圖 9 所示 【 11】 。 聯(lián)軸器的尺寸參數(shù)如表 5 所示 主動(dòng)端 ： 表 5 1d (mm) 1L (mm) 1l (mm) D (mm) 38 80 20 150 從動(dòng)端 2d (mm) 2L (mm) 2l (mm) D (mm) 32 80 － 150 減速器與傳動(dòng)軸之間的聯(lián)軸器選擇 由表 22－ 2 查得 K=, 則計(jì)算轉(zhuǎn)矩 9550 22c PT K T K ?? ? ? ? 9550 22?? 6732? Nmg （ 6－ 2） 根據(jù)工作要求選擇彈性柱銷聯(lián)軸器，依據(jù) d=97mm 和 6732cT? Nm，選擇聯(lián)軸器內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 31 型號(hào)為 HL7 的聯(lián)軸器 【 11】 。 圖 9 聯(lián)軸器的尺寸參數(shù)如表 6 所示。 主動(dòng)端： 表 6 1d (mm) 1L (mm) 1l (mm) D (mm) 85 172 132 320 從動(dòng)端 2d (mm) 2L (mm) 2l (mm) D (mm) 100 212 167 320 其他聯(lián)軸器 的選擇 圓盤兩端的聯(lián)軸器及其兩段軸的聯(lián)軸器選擇根據(jù)零件的互換性，可選擇同種型號(hào)的聯(lián)軸器。同理可選擇 HL7 彈性柱銷聯(lián)軸器。 參數(shù)如表 7 所示。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 32 主動(dòng)端 j 型 表 7 1d (mm) 1L (mm) 1l (mm) D (mm) 100 212 167 320 從動(dòng)端 Y 型 2d (mm) 2L (mm) 2l (mm) D (mm) 100 212 － 320 聯(lián)軸器的校核 聯(lián)軸器是根據(jù)連接軸兩端的直徑加以選用，然后按下列公式進(jìn)行聯(lián)軸器強(qiáng)度的檢驗(yàn)： max12gTKK T?? （ 6－ 3） 式中： maxT — 聯(lián)