【正文】 重慶理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 鍋爐鏈條爐排 變速器 假設(shè)載荷在鍵的工作面上均勻分布，花鍵聯(lián)結(jié)的強(qiáng)度條件為： 2p Tkld ?????? = 2 6 5 7 2 2 0 4 4 . 7 10 . 5 1 2 7 0 7 0 PM p a? ? ? ?? ?? ? ? 2p Tkld ?????? = 2 6 5 7 2 2 0 7 8 . 2 40 . 5 1 2 5 6 5 0 PM p a? ? ? ?? ?? ? ? 因此花鍵符合強(qiáng)度條件。 輸入軸上鍵 鍵的選擇 軸端 67處安裝選擇圓頭普通平鍵，根據(jù) d=28mm 選擇 矩形花鍵N d D B=6 鍵的校核 鍵的尺寸為 N d D B=6 花鍵聯(lián)接傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，聯(lián)接中各零件的受力情況分析見參考 文獻(xiàn) [1]圖 66，對于采用常見材料組合和按標(biāo)準(zhǔn)選取尺寸的普通平鍵聯(lián)接（靜聯(lián)接），只要失效形式是工作面的壓潰，一般不會(huì)出現(xiàn)鍵的剪斷，因此只按工作面是上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行校核計(jì)算。對于導(dǎo)向平鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接（動(dòng)聯(lián)接）主要失效形式是工作面的過度磨損，通常按工作面上的壓力進(jìn)行條件性的強(qiáng)度校核計(jì)算。 低速軸上鍵 鍵的選擇 平鍵的材料通常選 45鋼。1 66010 hnLCP?? =3 6 0 4 8 0 2 0 0 0 01656 ?????=13778 101 3 7 7 8 1 5 2 0 0C C N? ? ? 2）驗(yàn)算軸承壽命 6 310 ()60h CL nP? =6 310 25500()60 480 1656?=126779h 39。1 66010 hnLCP?? 3 66 0 2 5 4 2 . 5 2 0 0 0 04 1 7 . 1 2 6 0 4 9 . 810???? 所以 1 29500CC?? 2）驗(yàn)算軸承壽命 6 310 ()60h CL nP? 6 310 29 50 0( ) 23 47 060 25 42 .5 41 7. 12 h??? =23470h 39。 驗(yàn)算軸承壽命 6 310 ()60h CL nP? 式（ ） 6 310 29500( ) 19888160 h??? =198881h? 39。 /hLh 不經(jīng)常使用的儀器或設(shè)備 300～ 3000 短期或間斷使用的機(jī)械，中斷使用不嚴(yán)重，如手動(dòng)機(jī)械等 3000～ 8000 重慶理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 鍋爐鏈條爐排 變速器 間斷使用的機(jī)械，中斷使用后果嚴(yán)重，如發(fā)動(dòng)機(jī)輔助設(shè)備、流水作業(yè)線自動(dòng)傳送裝置、升降機(jī)、車間吊車等 8000～ 120xx 每日 8h 工作機(jī)械（利用率不高），如一般的齒輪傳動(dòng)、某些固定電動(dòng)機(jī)等 120xx～ 20xx0 每日 8h 工作的機(jī)械（利用率較高），如金屬切削機(jī)床、連續(xù)使用的起重機(jī)、印刷機(jī)械等 20xx0～ 30000 24h 連續(xù)工作的機(jī)械，如礦山升降機(jī)、紡織機(jī)械 40000～ 60000 24h 連續(xù)工作的機(jī)械，中斷使用后果嚴(yán)重，如發(fā)電站的主電機(jī)、礦井水泵等 100000～ 20xx00 根據(jù)機(jī)械的類型和工作狀況，選擇預(yù)期壽命 39。1 66010 hnLCP?? 3 66 0 1 6 . 9 5 2 0 0 0 05 0 2 1 . 9 1 3 7 0 810???? 所以 1 29500CC?? 2）軸承壽命的驗(yàn)算 表 推薦的軸承的預(yù)期計(jì)算壽命 39。 表 載荷系數(shù) Pf 載荷性質(zhì) Pf 舉例 無沖擊或者輕微沖擊 ～ 電機(jī)、汽輪機(jī)、通風(fēng)機(jī) 中等沖擊或者中等慣性力 ～ 車輛、動(dòng)力機(jī)械、起重機(jī) 造紙機(jī)、冶金機(jī)械、機(jī)床 強(qiáng)大沖擊 ～ 破碎機(jī)、軋鋼機(jī)、振動(dòng)機(jī)械 按表 查得載荷系數(shù) = 由以上軸的設(shè)計(jì)計(jì)算得到： 分度圓切向力 =2T/d= 徑向力 = tan = 法向力 = /cos = 根據(jù) 參考 文獻(xiàn) [1]表 135差的徑向動(dòng)載荷系數(shù) X=1 所以 當(dāng)量徑向動(dòng)載荷 P= X = 式（ ） 軸承應(yīng)有基本額定動(dòng)載荷39。滾動(dòng)軸承的正常失效形式是滾動(dòng)體或內(nèi)外圈滾道上的點(diǎn)蝕破壞。滾動(dòng)軸承具有摩擦小，功率消耗少，啟動(dòng)容易等有點(diǎn)。至此，根據(jù)以上計(jì)算及校核結(jié)果，高速軸（輸入軸）設(shè)計(jì)安全可靠。 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按參考 文獻(xiàn) [1]表附 34為 。 2）校核截面 3 左側(cè) 抗彎截面系數(shù) W= = 抗扭截面系數(shù) W= =171475mm3 截面上的彎矩應(yīng)力b 2M MpaW? ? ? 截面扭矩切應(yīng)力 2t MpaW? ? ? 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 查得 Mpa?? ???? ，270Mpa???? ， 155Mpa???? 。 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 1）判斷軸的危險(xiǎn)截面 由軸分析可知， 12 截面只受扭矩作用，雖然有鍵槽、軸肩及過渡配合引起的應(yīng)力集中將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑強(qiáng)度按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較寬余考慮的，所以 12 段 7,8 截面無須校核。 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖和彎矩圖計(jì)算出軸受力分析的各個(gè)力 . 表 軸受力分析 載荷 垂直面 水平面 支反力 1327NVF ? 1 186NHFN? 2 165NVF ? 2 30NHFN? 彎矩 1 1002VM ? ? 重慶理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 鍋爐鏈條爐排 變速器 2 475VM ? 總彎矩 1 ? 2 ? 扭矩 N mm?? 在進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受對大彎矩和扭矩的截面即危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度。 4）參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 152取軸端的倒角為 2 45? 。 2）根據(jù)雙內(nèi)嚙合行星變速器具體結(jié)構(gòu)要求，設(shè)計(jì)的輸入軸為偏心軸。 67 是重要軸，主要承載通過安全離合器傳輸?shù)妮斎肓?，軸段需要加工花健，因?yàn)?，所以初選 d=28mm，上有花鍵選 d=32mm， L=110mm。 選用深溝球軸承 6215 d D =95 得到初步確定 =95mm， L=104mm 34 段為定位軸肩選 =109mm， =75mm L1=8mm 45 段要求與 12段要求相同。 1）軸肩的高度 h=（ ～ ） d 得到 因 =65mm 上加支撐軸承選取圓柱滾子軸承，預(yù)選軸承型號(hào) NU213E 尺寸為d D =65 ，初選 L=33mm 23 段軸是偏心軸偏心距為 2mm 并安裝軸承，軸承連 接并聯(lián)行星齒輪，初選 =95mm。 齒輪分度圓直徑 d= m=244mm 分度圓切向力 =2T/d= 徑向力 = tan = N 法向力 = /cos = 重慶理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 鍋爐鏈條爐排 變速器 按表 選取 A=112，軸的輸入端直徑及軸的最小直徑： = = 表 軸常用幾種材料的 []T? 及 0A 值 軸的材料 [ ]/T MPa? 0A 235 20QA? 、 15～ 25 149～ 126 27535Q 、 20～ 35 125～ 112 45 25～ 45 126～ 103 40 35Cr SiMn、 35～ 45 112～ 97 又因?yàn)榇硕伍_有鍵槽，對于直徑 100d mm? 的軸，有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大 5%~7%所以 =65mm 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是確定軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸，為軸設(shè)計(jì)的重要步驟。至此，根據(jù)以上計(jì)算及校核結(jié)果，低速軸（輸出軸）設(shè)計(jì)安全可靠。 故綜合系數(shù)為 1 1kK ?? ??? ? ???= 1 1rr kK ?? ? ?? ??=。 于是計(jì)算安全系數(shù)值，按參考文獻(xiàn) [1]式（ 156） （ 158）則得： 2 7 5 / ( 2 . 8 0 4 . 8 6 0 . 1 0 ) 2 0 . 2 1mS K ??? ? ? ??? ? ? ? ? ?? ? ? 式（ ） （由軸向力 aF 引起的壓縮應(yīng)力在此處作為 m? 計(jì)算，因其甚小，故予忽略） 155 1 0 .6 21 7 .4 8 1 7 .4 81 .6 2 0 .0 522mS??? ? ??? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 式（ ） 2 2 2 22 0 . 2 1 1 0 . 6 2 9 . 4 0 1 . 52 0 . 2 1 1 0 . 6 2ca SSSSSS?????? ? ? ??? 式（ ） 3)截面 3右側(cè) 按參考文獻(xiàn) [1]表 154 中公式計(jì)算， 抗彎截面系數(shù) W= =274400mm3 抗扭截面系數(shù) = =548800mm3 重慶理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 鍋爐鏈條爐排 變速器 由前知彎矩 M及彎曲切應(yīng)力為 M= mm =M/ 扭矩及扭矩切應(yīng)力 T=657220N mm =T/ = 過盈配合處 q????? ?值，由參考文獻(xiàn) [1]附表 38查出，取 ???? ?? ? 。 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理即 q 1??。 由參考文獻(xiàn) [1]附圖 33得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) r=? 。 又參考文獻(xiàn) [1]附表 31查得軸的材料的敏性系數(shù)為 ?? ?? 。 2)校核截面 3左側(cè) 抗彎截面系數(shù) W= =21600mm3 式（ ） 抗扭截面系數(shù) = =43200 mm3 式（ ） 截面 4矩 M 為 2233 1 0 4 8 9 4 . 2 5HVM M M N m m? ? ? ? 式（ ） 截面 W上扭矩 3 657220T N mm?? 截面上的彎矩應(yīng)力b 6M MpaW? ? ? 式（ ） 截面扭矩切應(yīng)力 2t 657220 9 .5 868600TT M p aW? ? ? ? 式(） 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 查得 Mpa?? ???? ，270Mpa???? ， 155Mpa???? 。 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 1)判斷軸的危險(xiǎn)截面 由軸分析可知， 12 截面只受扭矩作用，雖然有鍵槽、軸肩及過渡配合引重慶理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 鍋爐鏈條爐排 變速器 起的應(yīng)力集中將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑強(qiáng)度按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較寬余考慮的，所以 12 段截面無須校核。 表 軸受力分析 載荷 垂直面 水平面 支反力 1 1121NVFN? 1 960NVFN? 1 619NHFN? 1 1596NHFN? 彎矩 1 100282VM ? ? 2 47539VM ? 總彎矩 1100282MN? 2 ? 扭矩 1600T N mm?? 在進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受對大彎矩和扭矩的截面即危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度。 求低速軸的載荷 重慶理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 鍋爐鏈條爐排 變速器 低速軸用螺栓與內(nèi)齒輪 2 鏈接 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖見圖 圖 軸受力簡圖 由前得輸出軸上 P= n=求作用在齒輪上的力 分度圓切向力 =2T/d= 重慶理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 鍋爐鏈條爐排 變速器 徑向力 = tan = 法向力 = /cos = 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度看，截面 2 和 3處的過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，從受載的情況來看，截面 23 中間受載荷最大，截面 3相近，但截面 3 受扭矩，所以 2 截面不必校核，截面 23中間受