【正文】 mm,外伸長度為 ，令 A 為帶輪， B， D 為軸承支點， C 為齒輪作用點，則有 BD=175mm， DC=41mm，則 水平面上的支反力： 0121 ??? tNHNH FFF 011 ???? CDFBDF tNH 解得： NFNH ? , NFNH ? 垂直面上的支反力： 0121 ??? rNVNV FFF 02/11 ?????? DFCDFBDF arNV ， (其中 D 為齒輪分度圓直徑 mmd 541 ? ) 28 解得： NFNV ? , NFNV ? ⑶ 求彎矩，繪制彎矩圖（如下圖） mmNFM r ????? 3 3 8 4175/)41134( 11 mmNFM t ????? 8 8 3 4175/)41134( 12 29 ⑷ 合成彎矩： mmNMMM ???? ⑸ 求扭矩： mmNdFMT te ????? .7 6 4 0 0)2/( 11 ⑹ 按彎扭合成應力校核軸的強度 由下面的彎矩圖及高速軸的機構得： 安裝軸承段剖面的合成彎矩最大，而直徑較小，故軸承段剖面為危險截面。 因為軸單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力，取 ?? ，軸的計算應力 MP aW TMca )()( 3 2222 ?? ????? ?? 前面已選軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)。查表得： [ 1?? ]=60MPa 因為 ][ 1?? ??ca ，所以其強度足夠。 （ 7）精確校核軸的疲勞強度 1） 判斷危險截面 因為軸承段截面 I 處相對彎矩較大，而且軸肩處倒角也會增加其應力集中，所以此處截面 I 為危險截面。 2） 截面 I 右側 抗彎截面系數(shù)： 333 2 8 mmdW ???? 抗扭截面系數(shù)： 333 8 5 7 mmdW T ???? 截面 I 左側的彎矩： mmNM ?? 截面 I上的扭矩： mmNT ?? 76400 截面上的彎曲應力： M P aWMb ??? 截面上的扭轉切應力： MP aWTTT ??? 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表可知： MPab 640?? ， MPa2751 ??? ， MPa1551 ??? 30 截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù) ?? ??及 ，查課本附表 32可知： ， ?? ?? ?? 軸材料的敏性系數(shù) , ?? ?? qq 故有效應力集中系數(shù)為： )1(1 ??? ??? ?qk )1(1 ??? ??? ?qk 查表可知：尺寸系數(shù) ??? ，扭轉尺寸系數(shù) .840??? 軸按磨削加工，查表可知：表面質(zhì)量系數(shù) .920?? ?? ?? 軸未經(jīng)表面強化處理，即 1?q? 綜合系數(shù)： ???? ???? ??kK ???? ???? ??kK 碳鋼的特性系數(shù)： ???? ，取 ??? ??? ，取 ??? 于是，計算安全系數(shù)： 2751 ??????? maKS ??? ? ??? 221551 ???????maKS ??? ???? ????? SSS SSS ca???? 故可知其安全。 31 七 、軸承的選擇與計算 ： 7307AC 角接觸球軸承 ○ 1 兩 個 軸 承 分 別 受 到 的 總 的 徑 向 力 為 ： NFFF NVNHr 12 11 ??? ，NFFF NVNHr 2 7 72 22 22 ??? 查課本表 137以及設計手冊 p78 表 66可知： NCe r 32800, ?? 已知 NFae ? ，則 ○ 2 軸承內(nèi)部軸向力： NFF rd 11 ?? NFF rd 5 4 22 ?? ，因為 NFNFF ddae 2 7 6 12 ???? ，則： NFFF daea 2 7 621 ??? NFF da 5 4 822 ?? ○ 3 計算當量動載荷： eFFra ?? ，故查課本 p321 表 135得： , 11 ?? YX eFFra ?? ，故查課本 p321 表 135得： 0,1 22 ?? YX 查課本 p321 表 136可知： 1?pf 軸承 1： NFYFXfP arp 2 8 9)( 11111 ??? 軸承 2： NFYFXfP arp )( 22222 ??? ○ 4 校核壽命： 因 21 PP? ，故僅需要校核軸承 1。 查表可知： 1?tf 。 NPP ?? 。則 32 hLhPCfL hrth 20 32)(48060 10 136 ?????????? 故軸承壽命足夠。 八 、鍵的計算校核 高速軸上的鍵 帶輪處： 7870 ????? hbL 軸徑 mmd 251 ? ， mNT ?? ， mmbLl 62??? MP aMP ahld T pp 110][ 1 11 ???????? ?? 滿足強度要求。 九 、潤滑方式 由于所設計的減速器齒輪圓周速度較小，低于 2m/s，故齒輪的潤滑方式選用油潤滑，軸承的潤滑方式選用脂潤滑。考慮到減速器的工作載荷不是太大，故潤滑油選用中負荷工業(yè)齒輪油（ GB5903—— 1986），牌號選 68 號。潤滑油在油池中的深度保持在 68—— 80mm之間。軸承的潤滑脂選用合成鋰基潤滑脂（ SY1413—— 1980）。牌號為 ZL—— 2H。由于軸承選用了脂潤滑，故要防止齒輪的潤滑油進入軸承將潤滑脂稀釋，也要防止?jié)櫥魅缬统刂袑櫥臀廴尽Ｋ砸S承與集體內(nèi)壁之間設置擋油環(huán)。 十 、減速器 的設計及 附件 ：由于受集體內(nèi)壁間距的限制，窺視孔的大小選擇為長 90mm，寬60mm。蓋板尺寸選擇為長 120mm，寬 90mm。蓋板周圍分布 6 個 M6 16 的全螺紋螺栓。由于要防止污物進入機體和潤滑油飛濺出來，因此蓋板下應加防滲漏的墊片?？紤]到濺油量不大，故選用石棉橡膠紙材質(zhì)的紙封油圈即可?？紤]到蓋板的鑄造加工工藝性，故選擇帶有凸臺的鑄鐵蓋板。 ：為防止由于機體密封而引起的機體內(nèi)氣壓增大，導致潤滑油從縫隙及密封處向外滲漏，使密封失靈。故在窺視孔蓋凸臺上加安通氣裝置。由于減速器工作在情節(jié)的室內(nèi)環(huán)境中，故選用結構簡單的通氣螺塞即可，其規(guī)格為 M22 。 ：為了能在換油時將油池中的污油排出，清理油池，應在機座底部 33 油池最低處開設放油孔。為了能達到迅速放油地效果，選擇放油螺塞規(guī)格為 M20 ?？紤]到其位于油池最底部，要求密封效果好，故密封圈選用材質(zhì)為工業(yè)用革的皮封油圈。 ：為了能隨時監(jiān)測油池中的油面高度， 以確定齒輪是否處于正常的潤滑狀態(tài)，故需設置油面指示器。在本減速器中選用桿式油標尺，放置于機座側壁，油標尺型號選擇為 M12。 ：為了方便裝拆與搬運，在機蓋上設置吊耳，在機座上設置吊鉤。吊耳用于打開機蓋，而吊鉤用于搬運整個減速器?？紤]到起吊用的鋼絲直徑，吊耳和吊鉤的直徑都取 20mm。 6．定位銷 ：本減速器機體為剖分式，為了保證軸承座孔的加工和裝配精度，在機蓋和機座用螺栓聯(lián)接后，在鏜孔之前，在機蓋與機座的連接凸緣上應裝配定位銷。定位銷采用圓錐銷，安置在機體縱向兩側的聯(lián)接凸緣得結合面上，呈非對稱布置。 圓錐銷型號選用GB11786 A6 35。 ： 在機蓋與機座聯(lián)接凸緣的結合面上，為了提高密封性能，常涂有水玻璃或密封膠。因此聯(lián)接結合較緊，不易分開。為了便于拆下機蓋，在機蓋地凸緣上設置一個起蓋螺栓。取其規(guī)格為 M10 22。其中螺紋長度為 16mm，在端部有一個 6mm 長的圓柱。 ，刨分面與軸線平面重合，將箱體分為箱蓋和箱座兩部分。材料選為 HT150。 箱體設計主要是在滿足強度，鋼度的前提下，同時考慮結構緊湊，制造方便，重量輕及使用等方面要求進行設計。 名稱 代號 尺寸 /mm 高速級中心距 1a 127 低速級中心距 2a 159 箱座壁厚 ? 8 箱蓋壁厚 1? 8 地腳螺栓直徑 fd 18mm， M20 地腳螺栓數(shù)目 n 4 地腳螺栓通孔直徑 ?d 22 地腳螺栓沉頭孔直徑 0D 26 箱座凸緣厚度 b 12 箱蓋凸緣厚度 1b 12 箱座底凸緣 B 50 箱座底凸緣厚度 2b 20 34 軸承旁連接螺栓直徑 1d 15mm， M16 箱座與箱蓋連接螺栓直徑 2d 12mm， M12 連接螺栓的間距 l 150~200 軸承蓋螺釘直徑 3d M10 視孔蓋螺釘直徑 4d M8 定位銷直徑 d 10mm 軸承旁凸臺半徑 1R 20 凸臺高度 h 結構確定 外箱壁至軸承座端面距離 1l 52 大齒輪齒頂圓與內(nèi)箱壁的距離 1? 10 齒輪端面與內(nèi)箱壁的距離 2? 10 箱蓋肋板厚度 1m 7 箱座肋板厚度 m 7 軸承蓋外徑 2D 由軸承確定 軸承旁連接螺栓距離 S 2DS? 十一 、 參考資料 機械設計課程設計 第四版 吳宗澤 高等教育出版社 2021 機械設計 . 第八版 . 濮良貴，紀名剛 . 高等教育出版社， 2021 機械原理 . 第七版 . 孫桓，陳作模，葛文杰 . 高等教育出版社， 2021