【導(dǎo)讀】1．設(shè)計(jì)任務(wù)書·····················2. 2．傳動(dòng)方案的擬定及說明················3. 3．電動(dòng)機(jī)的選擇····················4. 4．傳動(dòng)比的分配····················5. 8．齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算····················9. 9．斜齒輪上受力分析··················15. 低速軸及其上面鍵，軸承的設(shè)計(jì)與校核·······26. 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶傳遞的有效圓周力F=3400N，滾筒的計(jì)算直徑D=440mm。本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是：該工作機(jī)有輕微振動(dòng)，由于V帶有緩沖吸振能力，

　　

【正文】 軸上力分析 （ 1）軸的受力簡圖如圖所示。 （ 2） 計(jì)算軸承支反力，在水平面上為 d4=48mm d6=48mm L6=7mm. L4=115mm L2= 鍵 10 56GB/T1096 河 北 工 程 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 24 ? ?3211313211 2lldFlFlllFR arQH ?????? = R2H= FQ－ R1H－ Fr1=－ = 與圖中所畫力的方向相反 在垂直平面上為 R1V= 58166 58421 3 7 53231 ? ??? .ll lF t = R2V= Ft1R1V =－ = 軸承 1的總支反力為 N...RRR VH 151 2 1 8143 5 6931 1 6 4 22111 22 ????? 軸承 2的總支撐反力為 N...RRR VH 94127428100125789 22222 22 ????? (3 彎矩圖如圖所示 在水平面上， aa 剖面圖右側(cè) M‘ aH=R2Hl3= mm aa剖面圖左側(cè) MaH= M‘ aHFa1d1/2= mm bb剖面為 MbH=FQl1= mm 在垂直面上 MaV=R1Vl2= mm MbV=0N mm 合成彎矩，在 aa 剖面左側(cè) mm658210922 ???? aVaHa aa 剖面右側(cè) mm137 4 7 7 022 ???? ?? aVHaa bb 剖面 mm391 0 2 7 2 30391 0 2 7 2 3 22b 22 ?????? N..MMM bVbH 轉(zhuǎn)矩圖如圖所示， T1=48690 N mm 校核軸的強(qiáng)度。 因 bb剖面彎矩大，且作用有轉(zhuǎn)矩，其軸徑較小，故 bb剖面 為危險(xiǎn)剖面。 抗彎截面系數(shù)為 W= 324032 333 ?? ?d =6280mm3 1512181? 9412742 ? 河 北 工 程 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 25 抗扭截面系數(shù)為 WT= 1 2 5 6 0164016 33 3 ?? ??d mm3 彎曲應(yīng)力為 36166 2 8 0 391 0 2 7 2 3b ..WMb ????Mpa 8831 2 5 6 04 8 6 9 0WTT1 .b ???? Mpa 按彎扭強(qiáng)度校核，對(duì)于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的軸，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理， 取折合系數(shù)α =， 則當(dāng)量應(yīng)力 ? ? ? ? 011788360436164 222 ....tbe ????????? ??? Mpa 由表查的 45 鋼調(diào)制處理抗拉壓強(qiáng)度 MpaB 650?? ，軸的許用彎曲 應(yīng)力 ? ? Mpa60b1 ?? ，即 e?? ? ? Mpa60b1 ?? 滿足強(qiáng)度要求。 校核鍵連接的的強(qiáng)度。 齒輪上鍵連接的擠壓應(yīng)力為 hldT11p 4?? ，其中 bLl ?? ,齒輪 1上 鍵長度 L為 56 ㎜。 hldT11p 4?? = ? ?1056830 486904 ??? =，由于 鍵選擇鋼為材料，查表 ??p? =（ 125～ 150） Mpa 即 p? ??p? 滿足強(qiáng) 度要求。 校核軸承壽命。 （ 1）計(jì)算軸承軸向力（如下圖所示）。 查表角接觸球軸承軸力計(jì)算公式： FS= 1， 2內(nèi)部 軸向力分別為 FS1= R1= = FS2= R2= = 軸承外部軸向力為 FA= ?? Mpa ?? Mpa 軸滿足強(qiáng)度要求 p? =， 鍵滿足強(qiáng)度要求 河 北 工 程 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 26 由于 FS2+FA=+=FS1則 軸承 1壓緊。兩軸承軸向力分別為則兩軸承的軸向力分別為 Fa1=FS2+FA=+=， Fa2=FS= （ 2） 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 查表軸承 7208C 的 C=36800N,C0= R1R2, Fa1Fa2 則需要分別計(jì)算軸承 1 和 2的壽命。 03202 5 8 0 05182601 ..CF a ?? 查表取 e= 由于 ?? 151218 5182611 ..RFa e 查表徑向載荷系數(shù) X和軸向載荷系數(shù) Y為 X=， Y=1. 則 P1=XR1+YFa1= + =. 020258009850902 ..CF a ?? 查表取 e= 由于 40941 2 7 4 985 0 922 ...RF a ?? =e 查表徑向載荷系數(shù) X 和軸向載荷系數(shù) Y為 X=1， Y=0. 則 P2=XR2+YFa2=R2= 由計(jì)算知道 P1P2則校核軸承 1。 （ 4）校核軸承壽命。 軸承在 100℃以下工作，查的溫度系數(shù) ft=1,減速器載荷系數(shù) fp=，則軸承 1 壽命為 3166010 ????????? pfCfn pthL 3645181051 36 80 017387260 10 ?????? ??? ...= 減速器預(yù)期壽命 hL? =10 300 1 8=24000h hL hL? 滿足壽命。 低速軸Ⅲ及軸上軸承、鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算 軸的設(shè)計(jì) （ 1）已知低速軸傳遞的功率 P1=,轉(zhuǎn)速 n3=，齒輪 4分度圓直徑 d4=,齒輪 寬度 b4=95mm (2)選擇材料及初步確定軸的最小直徑 材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表 C=(106～ 135)得 ??? 333npCdmin (105～ 135) ??3 079514.. (～ )㎜ 取軸的最小直徑 dmin= ㎜ . hL hL? 軸承滿足壽命 dmin= ㎜ 河 北 工 程 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 27 (3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（結(jié)構(gòu)如下圖）。 ㈠軸段①上安裝鏈輪，此段軸的設(shè)計(jì)應(yīng)與鏈輪輪轂軸孔的設(shè)計(jì)同步 進(jìn) 行。根據(jù)鏈的計(jì)算結(jié)果，初定軸段①的軸徑 d1=45mm,帶輪輪轂 的寬度為（ ～ ） d1=（ ～ ） 45mm=～ 90mm, 結(jié)合鏈輪結(jié)構(gòu)，軸段①的 L1=78 ㎜。 ㈡軸段② 上有軸承蓋密封圈，軸肩高度 h=3～ 寸， d2=55mm，選用氈圈油封，查表選氈圈 55JB/ZQ46061997。 ㈢軸段③和軸段⑥上安裝軸承，其直徑應(yīng)即便于軸承安裝，又應(yīng)符 合軸承內(nèi)徑系列 ,角接觸球軸承。暫取軸承為 7212C,軸承內(nèi)徑 d=60mm,外徑 D=110mm,寬度 B=22mm，內(nèi)圈定位軸肩直徑 da=69mm,外圈定位直徑 Da=101mm,軸上定位端面圓角半徑最大 為 ra=,對(duì)軸的力作用點(diǎn)與外圈大端面的距離 a3=, 故軸段的直徑 d3=60mm。軸承采用脂潤滑，需用擋油環(huán)，擋油環(huán) 寬度初定為 B1,故 L3=B＋ B1=(22＋ 15)mm==60mm。 ㈣軸段⑤上安裝齒輪 4，為便于齒輪的安裝， d5應(yīng)略小于 d6，可初 定 d5=62mm,齒輪 4 輪轂的寬度范圍為（ ～ ） d5=～ 93mm,小于齒輪寬度 b4=95mm,取其輪轂寬度等于齒輪寬度，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)比輪轂略短，故取 L5=93mm。 ㈤軸段④為齒輪提供定位和固定作用，定位軸肩的高度為 h=(～ )d5=～ ,取 h=5mm,則 d4=72mm,齒輪左端 距箱體內(nèi)壁距離Δ 4=Δ 1 ＋（ b3b4） /2=， 則軸段④的長度 L4=BXΔ 4b4＋－ B1=(＋ 12－ 15)mm=. ㈥軸段②的長度 ,輪轂端面與端蓋外端面的距離為 K2= L2=L＋Δ 1＋ Bd＋ K2BΔ =(58＋ 2＋ 10＋ 102212)mm=46mm 則軸 段⑥的長度 L6=B＋Δ＋Δ 4＋ 2mm=(22＋ 12＋ ＋ 2)mm= ㈦軸上力作用點(diǎn)的間距 軸承反力的作用點(diǎn)距軸承外圈大端面的 d1=45mm L1=78 ㎜ d2=55mm d3=60mm d6=60mm L3=37mm d5=62mm L5=93mm d4=72mm L4= L2=46mm L6= 河 北 工 程 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 28 距離 a3=,則由圖 47可得軸的支點(diǎn)及受力點(diǎn)距離為 L1=L6＋ L5b4/2a3=(＋ 9395/)mm= L2=L3＋ L4＋ b4/2a3=(37＋ ＋ 95/)mm= L3= a3＋ L2＋ l 鏈輪 /2=(＋ 46＋ 80/2)mm= 鍵連接的選擇。 鏈輪與軸段①及齒輪 4 與軸段⑤均采用 A 型普通平鍵連接，尺 寸 b=16mm； h=10mm。鍵槽采用銑刀加工，長度 L 為 90mm 和 56 ㎜。型號(hào)為 10 70GB/T10961990 和 16 80GB/T10961990。 材料選擇鋼。 （ 1軸的受力簡圖如圖所示 （ 3） 計(jì)算軸承支反力 ，在水平面上為 213442412lllFdFlFR QarH ??? = 6149671 141086536172 432906576149371101 .. ..... ? ??? = R2H= Fr4R1H+FQ=++= 在垂直平面上為 R1V= 41086149 6149825932134 .. ..ll lF t ???? =1712,.75N R2V= Ft1R1V = 軸承 1 的總支反力為 N...RRR VH 192250751712241459 22111 22 ????? 軸承 2 的總支撐反力為 N...RRR VH 676 3 0 1051 2 4 1266 1 7 8 22222 22 ????? (3 彎矩圖如圖所示 鍵 10 70GB/T1096 16 80GB/T1096 1922501 ? 6763012 ? 河 北 工 程 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 29 在水平面上， aa 剖面圖左側(cè) M‘ aH=R1Hl1= mm aa 剖面圖右側(cè) MaH= M‘ aH+Fa4d4/2= mm bb 剖面為 MbH=FQl1= mm 在 垂直面上 aa剖面 MaV=R1Vl2= mm bb 剖面 MbV=0N mm 合成彎矩，在 aa 剖面右側(cè) mm871 2 9 6 922 ???? aVaHa aa 剖面左側(cè) mm271 6 1 1 0 622 ???? ?? aVHaa bb 剖面 mm63 9 2 1 5 30263 9 2 1 5 3 22b 22 ?????? N..MMM bVbH 轉(zhuǎn)矩圖如圖所示， T3=411850N mm 。 因 bb 剖面彎矩大，且作用有轉(zhuǎn)矩，其軸徑較小，故 bb 剖面 為危險(xiǎn)剖面。