【導(dǎo)讀】[1]金清肅.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社,[2]濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)[M].北京：高等教育出版社，[3]駱?biāo)鼐?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)簡明手冊.第一版[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，[5]鄭文緯，吳克堅(jiān).機(jī)械原理[M].北京:高等教育出版社，批量生產(chǎn)，運(yùn)輸鏈速度允許誤差為鏈速度的5?設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份，零件圖3張，裝配圖1張。三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)，電壓為380V。該電機(jī)工作可靠，維護(hù)容易，價(jià)格低。廉，、配調(diào)速裝置，可提高起動(dòng)性能。②滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率：?查參考文獻(xiàn)[2]表3確定選用普通V帶傳動(dòng)，一般選取?因?yàn)閷τ陬~定功率相同的類型電動(dòng)機(jī)，選用轉(zhuǎn)速較高，則極對數(shù)少，構(gòu)尺寸增大，成本提高；選用低速電動(dòng)機(jī)則正好相反。慮高、低速的優(yōu)缺點(diǎn)，采用方案Ⅱ，即選定電動(dòng)機(jī)型號為：Y100L1-4，6≤≤20，合適。圓柱齒輪減速器i=3~5，合理。

　　

【正文】 =（ ~） d? 則 dⅥ =dⅦ +2h?Ⅵ Ⅶ =（ ~） dⅦ =（ ~36） mm, dⅥ 應(yīng)該根據(jù)軸段Ⅵ 上的軸承端蓋中的密封圈確定，故現(xiàn)確定密封圈尺寸。查 參考文獻(xiàn)[2]，為了保證密封性，防止漏油，便于 與箱體裝配 ，故選用 內(nèi)嵌 式端蓋，左端蓋采用透蓋，右端蓋采用悶蓋，左端蓋中間孔用油毛氈作為密封裝置，查 參考文獻(xiàn) [1]表 175 得油毛氈密封尺寸主要數(shù)據(jù)選取如表13： 58L mm?Ⅶ 計(jì)算與說明 主要結(jié)果 31 表 13 油毛氈密封尺寸 軸徑 氈圈 槽 d D d1 b1 D0 d0 b 35 49 34 7 48 36 6 故取 dⅥ =35mm，在（ ~36） mm 范圍內(nèi)，合適。 2確定 LⅥ LⅥ = BBl?蓋 （ B蓋 ：左軸承端蓋的寬度； Bl ：聯(lián)軸器轂孔到左軸承端蓋的距離） 軸承端蓋的主要數(shù)據(jù) 要根據(jù)裝配圖確定 。故 暫時(shí)取 L?? = BBl?蓋 =. 因?yàn)檩S承端蓋的部分?jǐn)?shù)據(jù)需要根據(jù)與之相配合的軸承 ， 故先選擇 軸承。 查 參考文獻(xiàn) [1]表 132， 選取滾動(dòng)軸承 6208， 其數(shù)據(jù)如表 14： 表 14 滾動(dòng)軸承 6208 的數(shù)據(jù) 軸承代號 基本尺寸 安裝尺寸 6208 d D B minsr minad maxaD maxasr 40 80 18 47 73 1 基本額定動(dòng)載核 基本額定靜載荷 極限轉(zhuǎn)速 Cr/KN 0rC /KN 脂潤滑 8000 ④軸段 Ⅴ dⅤ 根據(jù)滾動(dòng)軸承確定，即 dⅤ =d滾 內(nèi) =40mm. 取 L套 筒 =,為使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)該比軸承寬度B 與 L套 筒 之和大一些，現(xiàn)令其大 2mm,則 4 2 3 . 5 1 8 2 4 3 . 5L L B m m? ? ? ? ? ? ?套 筒Ⅴ ⑤軸段 Ⅳ 根據(jù)④中分析， LⅣ 應(yīng)該比大齒輪寬度 2B 略短一些，故 LⅣ = 2B 2== 因?yàn)檩S肩 Ⅳ Ⅴ 為非定位軸肩，故軸肩高度 h?Ⅳ Ⅴ 無特殊要求， 取 h?Ⅳ Ⅴ =2mm,則 dⅣ =dⅤ +2h?Ⅳ Ⅴ =40+2179。 2=44mm dⅥ =35mm L?? = dⅤ =40mm. mm?Ⅴ LⅣ = dⅣ =44mm 計(jì)算與說明 主要結(jié)果 32 ⑥判斷軸是否要做成齒輪軸 大齒輪內(nèi)徑 d大 齒 = dⅣ =44mm； 齒根圓直徑 2( 2 . 5 ) 1 . 5 ( 1 1 6 2 . 5 ) 1 7 0 . 2 5 .d m z m m? ? ? ? ?f 確定鍵的型號尺寸，查參考文獻(xiàn) [1]表 121，選取普通平鍵 A 型，其中t1=,則查參考文獻(xiàn) [2]圖 1036a，知齒根圓到鍵槽底部距離 e 為： e=df/2( d大 齒 /2+t1)=(44/2+)=2m=3mm,可見偏差較大，故應(yīng)將齒輪和軸應(yīng)該分開，不必齒輪軸。可見以上所定尺寸合理。 鍵的部分?jǐn)?shù)據(jù)見表 15： 表 15 鍵的部分?jǐn)?shù)據(jù) 軸的直徑 d? 鍵 寬179。 鍵高 (b179。 h) 軸深 t 轂深 t1 鍵的長度LⅣ 40 12179。 8 5 36 ⑦確定軸段 ? 軸段 ? 相關(guān)尺寸根據(jù)軸承確定，則 d? 等于軸承內(nèi)徑，即 d? =40mm。 L? 等于軸承寬度 B，即 L? =18mm。 ⑧軸段 ?? 因?yàn)檩S肩 ???? 為定位軸肩， 查參考文獻(xiàn) [2],定位軸肩高度 h??? =（ ~） d? 則 d?? = d? +2 h??? =（ ~） d? =（ ~48） mm,取 d?? =47mm，L?? =。 ⑨軸段 ??? 軸肩 ??? Ⅳ 為定位軸肩， 故 d??? =dⅣ +2h????Ⅳ =（ ~） d?Ⅴ =（ ~） mm,取 d??? =51mm； 為滿足齒輪相對兩軸承對稱分布，應(yīng)該使 L套 筒 =L?? +L??? ，所以 L??? =L套 筒 L?? =2014=6mm. 因?yàn)檩S段 ??? 可以視為軸環(huán)，所以軸環(huán)寬度 b≈ h????Ⅳ =179。(5144)/2=, L??? 與 b相差不大，合理。 ⑩選取右軸承端蓋 右軸承端蓋的部分尺寸與左軸承端蓋一樣，但右軸承端蓋采用 內(nèi)嵌 式悶蓋。左右軸承端蓋的具體尺寸待以后查參考文獻(xiàn) [3]，并結(jié)合箱體共同確定。 ? 軸的總長度 d? =40mm L? =18mm d?? =47mm L?? = d??? =51mm L??? =6mm. 計(jì)算與說明 主要結(jié)果 33 L?總 L? +L?? +L??? +LⅣ +LⅤ +L?Ⅴ L??Ⅴ =18++6++++58=227mm ? 確定軸上圓角和倒角尺寸 按查 參考文獻(xiàn) [2]表 152 取軸端倒角為 2 45? 。 ，各處軸肩出的圓角外徑見 圖 7。 5 求軸上的載荷 軸的載荷分 布圖 如圖 8 F1V F 2VF 1H F 2HF1VF 1HF 2HF 2V 圖 8 軸的載荷分布圖 L?總 227mm 計(jì)算與說明 主要結(jié)果 34 (1)受力分析，并繪制受力分析圖 前面已經(jīng)算出： 低速軸的齒輪直徑為 2 174d mm? 扭矩 2 115280T N mm? 則作用于齒輪上的圓周力： ? ；徑向力： ? 法向力： / c o s 2 0 1 4 1 0 .0 9ntF F N??。 ① 求垂直面的支承反力 1214 8 2 .2 8 1 5 4 .2 5 2 4 1 .1 4 11 0 8 .52 4 1 .1 4 1r A BNVACNV NVFlFNlF F N? ?? ? ???根 據(jù) 對 稱 性 ， ② 求水平面的支承反力 1 13 25 .05 7 54 .25 66 2910 A BNH ACFlFNl? ?? ? ? 根據(jù)對稱性， 21 6 6 2 .5 2 9N H N HF F N?? （ 2）求垂直彎矩，繪垂彎矩圖 根據(jù)對稱性， 2 1 1 2 4 1 . 1 4 1 5 4 . 2 5 1 3 0 8 1 . 8 7B V B V N V A BM M F l N m m? ? ? ? ? （ 3） 求水平彎矩，繪水平彎矩圖 根據(jù)對稱性， 2 1 1 6 6 2 . 5 2 9 5 4 . 2 5 3 5 9 4 2 . 2B H B H N H A BM M F l N m m? ? ? ? ? （ 4）求 合成彎矩 2 2 2 21 1 1 1 3 0 8 1 . 8 7 3 5 9 4 2 . 2 3 8 2 4 8 . 8 8B B B V B HM M M M N m m? ? ? ? ? ? (5）求扭矩，繪扭矩圖 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 2T =115280N178。 mm 6 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)通常之校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面B）的強(qiáng)度。根據(jù)查 參考文獻(xiàn) [2]以及前面第 5 步中的數(shù)據(jù)，又軸單向旋轉(zhuǎn)，扭矩切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 ?? ，齒輪軸取最小直接d=30mm, 查 參考文獻(xiàn) [2]表 154 計(jì)算的抗彎截面系數(shù) W≈ d 3 3 30 .1 3 0 2 7 0 0m m m m? ? ?, 則軸的計(jì)算應(yīng)力2 2 2 22( ) / 3 8 2 4 8 . 8 8 ( 0 . 6 1 1 5 2 8 0 ) / 2 7 0 0 1 4 . 1 6 6c a BM T W M P a??? ? ? ? ? ?根據(jù)選定軸材料為 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理，查 參考文獻(xiàn) [2]表 151 得? ?1 60MPa?? ? ，可見 ? ?1ca???? ，故安全。 7 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 1224 124 1NVNVFN?? 1 ? 2 ?1 N mm?2 N mm?1 N mm?2 N mm? 2T =115280N178。 mm MPa? ? ? ?1 60MPa?? ? 計(jì)算與說明 主要結(jié)果 35 （ 1）判斷危險(xiǎn)截面 截面 A、 C只受扭矩作用，雖然 鍵槽，軸肩及過渡配合引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直接選取較寬裕，故截面 A、C均無需校核。 從應(yīng)力集中 對疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面 Ⅳ — Ⅴ 和截面 Ⅲ Ⅳ 處過盈配合引起的應(yīng)力集中最為嚴(yán)重； 從受載的情況看，截面 B雖然應(yīng)力最大。截面Ⅲ Ⅳ 的應(yīng)力集中影響和截面 Ⅳ Ⅴ 處的相近，但截面 Ⅲ Ⅳ 不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大，故不必校核。 截面 B雖應(yīng)力，但應(yīng)力集中不大（過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里軸直徑最大，故截面 B也不必校核。截面Ⅰ Ⅱ和Ⅱ Ⅲ顯然更不必校核。由 參考文獻(xiàn) [2]第三章附錄可知，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而該軸只需校核截面 Ⅳ — Ⅴ 左右兩側(cè)即可。 （ 2） 截面 Ⅳ — Ⅴ 左側(cè) 查 參考文獻(xiàn) [2]表 154 有： 抗彎截面系數(shù)： W= =179。 403 =6400mm3 抗扭截面系數(shù)： WT = =179。 403 =12800mm3 截面 Ⅳ — Ⅴ 左側(cè)彎矩：M 1 A BABMl Nl?? ??? ? ? 截面 Ⅳ — Ⅴ 上的扭矩： 2 115280T N mm? 截面上的彎曲應(yīng)力： 2 5 0 2 9 .2 2 3 .9 16400b M M P aW? ? ? ? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： 2 115280 9 .0 0 612800T TT M P aW? ? ? ? 軸的材料為 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理， 查 參考文獻(xiàn) [2]表 151 得： 抗彎強(qiáng)度極限： 640B MPa? ? 彎曲疲勞極限： 1 275MPa?? ? 剪切疲勞極限： 1 155MPa?? ? 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按 參考文獻(xiàn) [2]附表 32 查取，因?yàn)?/ 2 / 40 dv ??， / 44 / 40 dv ??，經(jīng)過插值可以查得 ?? =， ?? = 參考文獻(xiàn) [2]附圖 31 可得軸 材料的敏性系數(shù)為： q? =， q? = 故按 參考文獻(xiàn) [2]附表 34 得有效應(yīng)力集中系數(shù)為： 1 ( 1 ) 1 0 . 8 2 ( 1 . 9 3 1 ) 1 . 7 6kq? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? W=6400mm3 WT =12800mm3 MPa? ? MPa? ? 計(jì)算與說明 主要結(jié)果 36 1 ( 1 ) 1 0 . 8 5 ( 1 . 3 2 1 ) 1 . 2 7kq? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? 查 參考文獻(xiàn) [2]附圖 32 的尺寸系數(shù) ?? ? ，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ?? ? 軸按磨削加工，查 參考文獻(xiàn) [2]附圖 34 得表面質(zhì)量系數(shù)： ????? 軸未經(jīng)過表面強(qiáng)化處理，即 1q?? ，按 參考文獻(xiàn) [2]得綜合系數(shù)為： 查 參考文獻(xiàn) [2]附圖 32 的尺寸系 數(shù) ?? ? ，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ?? ? 軸按磨削加工，查 參考文獻(xiàn) [2]附圖 34 得表面質(zhì)量系數(shù)： / 1 / 1 1 . 7 6 / 0 . 7 6 1 / 0 . 9 2 1 2 . 4 0kk? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? / 1 / 1 1 . 2 7 / 0 . 8 7 1 / 0 . 9 2 1 1 . 5 5kk? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? 再根據(jù) 參考文獻(xiàn) [2]查 碳鋼特性系數(shù)： 0 .1 ~ 0 .2 , 0 .1??????取 ； 0 5 ~ 0 .1 , 0 .0 5??????取 。 于是計(jì)算安全系數(shù) caS 值，按 參考文獻(xiàn) [2]得： 1 275 2 9 .3 12 .4