【正文】 ............................................................................... 21 中間軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ..................................................................................... 23 第七章 軸承的校核 .................................................................................................. 24 結(jié)束語 .......................................................................................................................... 26 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 27 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》任務(wù)書 卷揚(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) １．原始數(shù)據(jù) ２．已知條件 ７） 鋼繩拉力 F=8KN； ８） 鋼繩速度 V=23M/S； ９） 滾筒直徑 D=330MM； １０） 工作情況：單班制； １１） 小批量生產(chǎn)； １２） 工作壽命 10 年， 第二章 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) （一）、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的確定 （ 1）按工作要求和條件，選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓 380v，Y 型。 由于本人的知識(shí)水平真的很有限，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)又不足，此次設(shè)計(jì)難免存在不足和錯(cuò)誤，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)和指正。更重 要的是，在此次設(shè)計(jì)過程中，我發(fā)現(xiàn)自己的專業(yè)知識(shí)存在很多不足和欠缺 。因此在整個(gè)設(shè)計(jì)的過程中，我將兩年 多來 所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的復(fù)習(xí)和回顧， 進(jìn)一步 鞏固了自己的專業(yè)知識(shí) 和專業(yè)技能 ，增強(qiáng)了獨(dú)立思考 和理論聯(lián)系實(shí)際 的能力。在設(shè)計(jì)過程中，我參考了有關(guān)的書籍解到了機(jī)械行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，拓寬了自己的視野和知識(shí)面。 0 083 ?????? 因?yàn)?nn LL 39。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算，初步計(jì)算軸徑，取 3 105A? d 3333 5 .4 31 0 5 8 9 .58 .7 6PA m mn? ? ? ? ?,顯然此處為軸的最小直徑為使得出軸與鏈輪的孔徑相同，故需確定 彈性聯(lián)軸器。由前面可知 P3 =， n3 =, T3 =5912450NM。11 2 2 1 1 0 0 9 0 1 6 3 9 . 5140ta TF F Nd ? ?? ? ? ?1； 12 2 2 1 1 0 0 9 0 387568at TF F Nd ?? ? ? ?22； 1 387 20 140 .9rF F tg N? ? ? ? ?r2 (2) 估算軸徑選取軸的型號(hào) 軸Ⅱ材料為 45 鋼， 經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。 KW? ? ； 轉(zhuǎn)速 1 600 / minnr? ； 轉(zhuǎn)矩 39。 材料選擇： 45鋼，采用熱處理（調(diào)質(zhì)）和表面未 強(qiáng)化處理，由機(jī)械手冊(cè)查得， 45號(hào)鋼采用調(diào)質(zhì)處理硬度為 217~255HB。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。 因?yàn)? ?? ； 52 ?? ，經(jīng)插值后可查得： ? ? ； ? ? 又由附圖 31可得軸的材料的敏感系數(shù)為： ? ? ； ? ? ； 有效集中系數(shù)： ? ? ? ?1 1 1 0 .8 2 1 .9 1 1 .7 3 8k q a??? ? ? ? ? ? ? ?； ? ? ? ?1 1 1 0. 85 1. 30 1 1. 25 5k q a? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?； 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，由附圖 34得表面質(zhì)量系數(shù) ?????? ； 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化，即 ,1?q? 則得綜合系數(shù)值為： 1 1 .7 3 8 11 1 2 .4 80 .7 2 0 .9 4kK ??????? ? ? ? ? ? ?； 1 1 . 2 5 5 11 1 1 . 7 40 . 7 2 0 . 9 4kK ??????? ? ? ? ? ? ?； 碳鋼的特性系數(shù)： ~??? ，取 ??? ； ~??? ，取 ??? ； 計(jì)算安全系數(shù) caS 值： 1 275 9 2 . 42 . 4 8 1 . 1 2 0 . 1 0amS K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ?； 1 155 5 4 522amS K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ?； 2 2 2 29 2 . 4 8 4 . 2 6 2 . 29 2 . 4 8 4 . 2ca SSS SS???? ?? ? ???＞ S=； 故可知其安全。由表 151 查得 MPaB 640?? ， MPa2751 ??? ，MPa1551 ??? 。 （ 6） 危險(xiǎn)截面 4校核： 截面 4左側(cè)： 抗彎截面系數(shù)： 3 3 49 d mm? ? ? ?； 抗扭截面系數(shù)： 3 3 30. 2 0. 2 49 23 52 9. 8TW d m m? ? ? ? ?； 截面左側(cè)的彎矩 M為： ??4 4 .4 2 6 1 4 2 8 8 .54 4 .4 N m m N m m? ? ? ?。 圖 4— 6 輸出 軸的彎矩圖和扭矩 圖 從軸的機(jī)構(gòu)圖以及扭矩圖中可以看出， C截面是軸的危險(xiǎn)截面。 又滾動(dòng)軸承如圖 53 正裝 ，則作為簡支梁的軸承跨距L= 23 4 4 .4 3 3 .4 7 7 .8L L m m? ? ? ?。 4． 求軸上的載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖 4— 5， 在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)根據(jù)手冊(cè)查取 a 值。同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為 28 16 90m m m m m m??，半聯(lián)軸器與軸的配合為 H7/k6，滾動(dòng)軸 承與軸的周向定位是借過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。 （ 2） 軸上零件的周向定位 半聯(lián)軸 器與軸的周向 定位均采用平鍵 聯(lián)接。考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離 s，取 s=80mm。已知齒輪輪轂的寬度為 125mm，為了使套筒的端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 45 56l mm? ? 。參照工作要求并根據(jù) d23? =42mm，查手冊(cè)，初步選取 0基本游隙組標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承 30209，其尺寸為 45 75 D T mm mm mm? ? ? ? ?,故 3— 4軸的直徑 3 4 5 6 52d d mm????,而 56 26l mm? ? 。 3． 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 4— 1 輸出軸的結(jié)構(gòu)與裝配 （ 1）根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段的直徑和長度 為使 1— 2 軸段滿足半聯(lián)軸器的配合要求，需制出一軸 肩，取 1— 2 段直徑23 42d mm? ? 。查表 141，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故選 ?AK ； 則： ca AT KT? =1. 3 48 26 0 62 73 8 N mm? ? ? 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩 caT 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選用 LT6型彈性 套 柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 2050Nm? 。 初步確定輸入軸的最小直徑 公式 131PdAn? 中： ?A 由 查表 153得 ，初步選定為 120，代入上式可得： 3m in 7 .2 81 2 0 1 9 .71440d m m? ? ?； 軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 d12直徑與聯(lián)軸器的孔徑，以及電動(dòng)機(jī)的輸出軸相適應(yīng)，故需先確定聯(lián)軸器的型號(hào)。 材料選擇： 45鋼，采用熱處理（調(diào)質(zhì)）和表面未強(qiáng)化處理，由機(jī)械手冊(cè)查得， 45號(hào)鋼采用調(diào)質(zhì)處理硬度為 217~255HB。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。設(shè)計(jì)軸時(shí)，要按照工作要求，選擇合適的材料，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后根據(jù)受力狀況進(jìn)行強(qiáng)度和剛度計(jì)算。完成傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算后，需對(duì)它們進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 考慮到所設(shè)計(jì)的蝸桿傳動(dòng)是動(dòng)力傳動(dòng)，屬于通用機(jī)械減速器 ，從 GB/T100891988 圓柱蝸桿、蝸桿精度等級(jí)中選 7 級(jí)精度、側(cè)隙種類為 f,表注為 8f GB/T100 然后由有關(guān)手冊(cè)查得要求的公差項(xiàng)目及表面粗糙度，此處從略。 蝸輪的分度圓直徑： 22 8 71 586d m z mm? ? ? ? ? 蝸輪喉圓直徑： 2 2 22 5 6 8 2 8 1 .1 2 5 5 8 6aad d h m m? ? ? ? ? ? ? 蝸輪齒根圓直徑： 2 2 22 56 8 1. 07 5 2 8 55 0. 8ffd d h m m? ? ? ? ? ? ? 外圓直徑： 2 586 12 598waD d m mm? ? ? ? ? 蝸輪寬度 B: 117 , 117ad m m B m m? ? ?取 ][ 221 2 FFaF YYmdd KT ?? ? ?? 當(dāng)量齒數(shù) 22 33 71 7 1 . 7c o s c o s 5 . 0 9v zz ?? ? ?? 根據(jù) x2=+, 2 ? ,從圖 1119中可查得齒形系數(shù) 2 ? 。 2）蝸輪 蝸輪齒數(shù) Z2=71,變位系數(shù) 2 ?? 。 齒頂圓直徑 ?1ad 156mm，齒根圓直徑 1 mm? ；分度圓導(dǎo)程角 。 6）計(jì)算中心距 23 1 6 0 3 . 11 . 2 1 6 0 3 3 1 1 0 ( ) 3 2 6 . 6 5227a m m m m?? ? ? ? 取中心距 a=355mm,因 i=31 故從表 112 取模數(shù) m=8 蝸桿分度圓直徑 d1=140mm,這時(shí)d1/a=,因?yàn)?，?? ZZ ?? 因此以上計(jì)算可用。 5）確定許用接觸應(yīng)力 ][ H? 根據(jù)蝸桿材料 為鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度 45HRC,可從表 117中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力 ?][ H? =268MPa。由式（ 1112），傳動(dòng)中心距 22 )][( HE ZZKTa ? ?? 1）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 mNT .??? 2）確定載荷系數(shù) K 因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均勻系數(shù) 1,k?? 由表 11— 5選取使用系數(shù) 1AK? .15，由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載荷系數(shù) ,?VK 則： 1. 15 1 1. 05 1. 21AVK K K K?? ? ? ? ? ? ? 3）確定彈影響系數(shù) EZ ，因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和蝸桿相配，故 21160MPaZ E ? 。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵 HT100制造。 根據(jù)庫存材料的情況，并考慮到蝸桿傳動(dòng)傳遞的功率不大，速度是中等，故蝸桿用 45鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為 45—— 55HRC。 6528214c o o s2112111????????????ZZiZZmdZn取取? (8)由圖 1019查得接觸疲勞壽命系數(shù)1HNK=，2HNK= （ 9）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 10%,取安全系數(shù) s=1,由式 (1012)得 1][ H? = 1HNK 1limH? /s=510 MPa 2][ H? = 2HNK 2limH? /s=495 MPa ][ H? =( 1][H? + 2][H? )/2=502..5MPa 3231 0 24 3 8 9 ?????? ??????td= （ 2）計(jì)算圓周速度 V= smntd / 11 ?? ???? ?? (3)計(jì)算齒寬 b及模數(shù) ntm 112414c o 111???????????????mmmmhbmmmhmmzdmmmddbnttntt?? (4)、計(jì)算縱向重合度 9 0 a n2413 1 a n3 1 1 ????????? ???? ? Zd (5)、計(jì)算載荷系數(shù) 由表 102 查得使用系數(shù) KA =1 根據(jù) V=,7級(jí)精度，由圖 108 查得動(dòng)載荷系數(shù) ?VK ；由表 104查得 ?HK 的計(jì)算公式： )(322322????????????????? bddKH ??? ）（ 由圖 1013查