【正文】 32查得碳鋼的特性系數(shù) ~??? , 取 ??? ； ~??? , 取 ??? ； 于是，計(jì)算安全系數(shù) caS 值，按式 (156)～ (158)則得 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) — 同軸式二級圓柱齒輪減速器 36 1 355 . 2 5 8 . 4 4 0 . 1 5 0amS K????? ? ??? ? ?? ? ? ? 1 200 2 . 3 1 2 . 32 . 6 2 0 . 0 7 522amS K????? ? ??? ? ?? ? ? ? 2 2 2 2 SSSSSS?????? ? ? ?? ??? 故可知其安全。由表 151 查得 2 0 0 M P a,3 5 5 M P a,7 3 5 M P a 11b ??? ?? ??? k??? =, k??? = 由附圖 32 得尺寸系數(shù) ??? 由附圖 33 得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ??? 軸按磨削加工，附圖 34 得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? ?? ?? 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即β q=1，則得綜合系數(shù)值為 111 3 . 1 6 1 3 . 2 ??????? ? ? ? ? ? ? 111 2 . 5 3 1 2 . 6 ??????? ? ? ? ? ? ? 又由167。 32查得碳鋼的特性系數(shù) ~??? , 取 ?? ? ； ~??? , 取 ?? ? ； 于是，計(jì)算安全系數(shù) caS 值，按式 (156)～ (158)則得 1 275 . 8 1 0 . 5 4 0 . 1 5 0amS K????? ? ??? ? ?? ? ? ? 1 155 5 . 3 1 5 . 31 . 2 6 0 . 0 522amS K????? ? ??? ? ?? ? ? ? 2 2 2 29. 31 15 .4 6 7. 97 1. 59. 31 15 .4 6caSSSSSS?????? ? ? ? ??? 故可知其安全。由表 151 查得 2 0 0 M P a,3 5 5 M P a,7 3 5 M P a 11b ??? ?? ??? 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表 32 2 . 0 7 00 . 0 3 1 , 1 . 0 86 5 6 5rDDd? ? ? ? 經(jīng)插值后可查得 2, ?????? 又由附圖 31可得軸的材料的敏性系數(shù)為 ?? ?? qq ， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) — 同軸式二級圓柱齒輪減速器 34 ? ?? ?1 1 1 . 8 21 1 1 . 2 6kq? ? ?? ? ???? ? ? ?? ? ? ? 由附圖 32 得尺寸系數(shù) ?? ? 由附圖 33 得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ?? ? 軸按磨削加工，附圖 34 得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? ?? ?? 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即β q=1，則得綜合系數(shù)值為 1 1 2 . 8 0kK ??????? ? ? ? 1 1 1 . 6 2kK ??????? ? ? ? 又由167。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》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 4左右兩側(cè)。截面 B 上雖然應(yīng)力最大，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），而這里軸的直徑也大，故截面 B不必校核。 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面 3 和 4 處 過盈配合引起應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載情況來看，截面 B 上的應(yīng)力最大。 1 處 又有鍵槽。 ? ?22caM M T???取折合系數(shù) ?? 2 22223() 9 4 6 6 1 6 ( 0 . 6 8 4 3 8 6 0 ) . 1 7 0caMT MpaW ?? ? ??? ? ?? 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理， 查表 151 得 Mpa60][ 1 ??? , ][ 1??? ?ca ，故安全。根據(jù)表 153 ，取 1150 ?A ，于是得 33m i n 0 1 2 3 9 . A m mn? ? ? ? （ 1） 確定齒輪及軸作用力位置， 求 作用 力 30213 型圓錐滾子軸承， d3=65mm,T=,D=120mm。 根據(jù)軸徑 56?d mm ，查鍵的標(biāo)準(zhǔn)（ GB109679） ,確定截面尺寸為 16 10? ? ?bh 根據(jù)輪轂寬度 84?l mm ，查鍵的標(biāo)準(zhǔn)（ GB109679），在鍵長系列中選取2 70?L mm 先按式 (152)初步估算軸的最小直徑。 輸出軸鍵的設(shè)計(jì) 低速級從動齒輪和鏈輪靠鍵周向定位 低速級從動齒輪鍵的選擇 選用 A 型平鍵。 軸段 4：用于安裝大齒輪， 其由軸環(huán)和套筒定位。齒輪與箱體內(nèi)壁間隙取 10mm，軸承距離內(nèi)壁8mm。軸段長度應(yīng) 與鏈輪 寬度 相等，因鏈排號為24A ， 雙 排 鏈 ， 鏈 節(jié) 距 P= ，且為雙排鏈，故齒寬1 10 . 9 3 0 . 9 3 2 5 . 2 2 2 3 . 4 5fb b m m? ? ? ?，其排距 mm? ，則鏈輪的軸向?qū)挾葹?+= 根據(jù)鏈輪分度圓直徑o/ sin (1 8 0 / ) 3 8 .1 sin 2 3 1 .4 8（ 1 8 0 1 9 ） =? ? ? ? ?d p z m m，齒根圓直徑為1 2 3 1 . 4 8 2 2 . 2 3 2 0 9 . 2 4fd d d m m?? ? ? ? ?取 鏈 輪 孔 直 徑1 56??kd d mm，查《機(jī)械設(shè)計(jì)上機(jī)與課程設(shè)計(jì)》輪轂厚度為 9 .5 / 6 0 .0 1 2 1 .1? ? ? ?kh d d m m圓 整 取 21?h mm 鏈 輪 輪 轂 長 度 為4 4 21 84? ? ? ?l h mm 為保證 鏈輪 的軸向定位用 套筒 定位， 套筒另一端為軸肩，取套筒高度為6mm， 軸向?yàn)?10mm，則 L1=94mm 軸 段 2： ，套筒另一端的軸肩高為 3 取 21 6 62? ? ?d d mm，取端蓋寬度20mm，端蓋外端于小鏈輪右端面距離 30mm，則 L1=50mm。聯(lián)軸器將在傳動系統(tǒng)裝配時安裝。 根據(jù)公式 311 nPAd ?? 計(jì)算軸的最小直徑，并加大 7%以考慮鍵槽的影響。 M M N m m? ? ? ? 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) — 同軸式二級圓柱齒輪減速器 26 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) — 同軸式二級圓柱齒輪減速器 27 （ 6）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 6 校核軸的強(qiáng)度 5)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 通常只校核軸上承受最大彎矩和最大扭矩的截面（即小齒輪截面），有以上數(shù)據(jù)，以及軸單向扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取 ?? ，則軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定材料為 45 鋼，由表查的 11[ ] 6 0 ,[ ] 1 7 . 1 0 5 5M P a M P a??????，故安全。 在水平面上 2 3 1 2 31 1 2 3— + ( ) F L F L LFNL L L? ? ????? 2 1 2 1 4 5 9 1 . 5 9H t t HF F F F N? ? ? 在垂直面上 212 2 3 1 1 2 321 1 2 3()220 , 7 3 6 . 6a r a rvddF F L F F L LM F NL L L? ? ? ? ?? ? ???? 故 2 1 2 1 r r vF F F F N? ? ? ? 總支承反力 2 2 2 21 1 1 1 5 5 . 7 9 7 3 6 . 6 7 5 2 . 9HvF F F N? ? ? ? ? 2 2 2 22 2 2 4 5 9 1 . 5 9 8 4 2 . 9 4 6 6 8 . 3HvF F F N? ? ? ? ? 3 ) 畫彎矩圖 ,1 1 1 1 1 5 5 . 7 9 6 3 . 6 9 9 0 8 . 2 .H H HM M F L N m m? ? ? ? ? ? 1 1 1 7 3 6 . 6 6 3 . 6 4 6 8 4 7 . 8 .vvM F L N m m? ? ? ? ? ,1 1 1 1 .2v v a dM F L F N mm? ? ? ? ? ,2 2 2 3 4 5 9 1 . 5 9 6 7 . 6 3 0 5 2 5 . 5 .H H HM M F L N m m? ? ? ? ? ? ,2 2 3 2 2 / 2 3 9 6 4 8 . 6 .v v aM F L F d N m m? ? ? ? ? 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) — 同軸式二級圓柱齒輪減速器 25 故 , 2 , 21 1 1( ) ( ) 3 3 3 0 8HvM M M N m m? ? ? ? 222 2 39。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面 C 是軸的危險截面。對于 30208 型圓錐滾子軸承，由手冊中查得 a=。 軸上零件的軸向定位 齒輪與軸的聯(lián)接，選用普通平鍵 A 型為 14 9 70 4）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表 152，取軸端倒角 ?? ，各圓角半徑見零件圖 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) — 同軸式二級圓柱齒輪減速器 24 （ 5） 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖。 軸段 ⑤ ：為支撐軸頸，用來安裝軸承。 軸 段 ③ ：此軸段為 軸環(huán) ，為了保證定位軸肩有一定的高度和 齒輪之間的距離要求， 其直徑和長度確定為： 3 52?d mm， 3 97?L mm 軸 段 ④ ：用于安裝 大圓柱 齒輪，已知 分度圓直 徑為 ，長度為84?L mm。 軸 段 ② ： 為增加使用壽命，采用齒輪軸 ，已知 小齒輪 直徑為 ?d mm，齒寬 為 89?b mm。預(yù)選軸承型號為 30208 的 圓錐滾子軸承 ， 寬度 ?T mm， 外圈直徑 D=80mm， 其內(nèi)圈直徑 40?d mm。選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 2. 中速軸的設(shè)計(jì) (1) 中速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 （ min/r ） 中速軸功率（ kw） 轉(zhuǎn)矩 T（ mN? ） (2) 作用在軸上的力 根據(jù)中速軸上齒輪 和高速軸 、 低速軸 齒輪相嚙合 ， 力 互為作用反力關(guān)系。先計(jì)算出截面 C 處的 MH、 MV 及 M的值列于下表。對于 深溝球 軸承， 在和可看做集中在其中點(diǎn)，故有 ，軸的支撐跨距為 L1=58+40+9=107mm L2=9+8+10+89/2= L3=89/2+16+9= 根據(jù)軸的計(jì)算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。為此取 4035 ??dd mm， 5 18 16+2 36l mm? ? ?，套筒軸向?yàn)?16mm，徑向 48mm，厚 4mm 3）軸上零件的軸向定位 聯(lián)軸器與軸的周向定位選用普通平鍵 A 型 10 8 40 4）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表 152，取軸端倒角 ??452 ，各圓角半徑見零件圖 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) — 同軸式二級圓柱齒輪減速器 20 （ 5） 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖。 其機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) — 同軸式二級圓柱齒輪減速器 19 分度圓的直徑為 d=,因此 為保證連接可靠，采用齒輪軸， 其尺寸：4 ? mm， 41 89mmLB?? 軸段 ⑤為支撐軸頸，用來安裝軸承。則 L3=18+8+10=36,套筒軸向?yàn)?18mm，徑向 48mm，厚 4mm。 軸段 34： 為便于拆裝軸承， d3d2,故選 6208 型深溝球軸承，d3=40mm,B=18mm,D=80mm。 所以，軸段 ①總長為 =58mm 軸段 23:為使半聯(lián)軸器定位，軸肩高 h=c+(2~3)mm， c 取 3mm，d2=d1+2h=36mm。 （ 2）確定各軸段的直徑和長度： 軸段 12:為配合軸頸，按半聯(lián)軸器孔徑，選取軸段 ①直徑為 301?d mm。（ GB501485） 與輸入軸聯(lián)接的半聯(lián)軸器孔徑 301?d mm，因此選取軸段 ①的直徑為301?d mm。 從左至右依次為 1,4,5 軸段 ①主要用于安裝聯(lián)軸器，其直徑應(yīng)于聯(lián)