【正文】 率 P? 2 1 0 0 1 . 3 2 . 7 31 0 0 0 1 0 0 0FvP k w? ?? ? ? (2)電動(dòng)機(jī)輸出功率 dP d PP ??? 傳動(dòng)裝置的總效率 1 2 ^ 3 3 4 5 ^ 2 6? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? 式中 1? 、 2? … 為從電動(dòng)機(jī)至卷筒軸的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率。 3）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表 21查得Ｖ帶傳動(dòng)常用傳動(dòng)比范圍 139。 3~6i ? ，圓錐齒輪傳動(dòng)比范圍 339。 39。 39。 四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1）傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 960 1 2 .3 77 7 .6mni n?? ? ? 2）分配各級(jí)傳動(dòng)比 因?yàn)槭菆A錐圓柱齒輪減速器，所以 1 ?? 圓錐圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比 2 1 1 2 .3 7 3 .9 93 .1ii i? ? ? ? 1 ? 2 ? 機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造 ） 5 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 3）各軸轉(zhuǎn)速（軸號(hào)見圖一） 12123134254960 / m i n960 / m i n960310 / m i n310 / m i n / m i nmn n rn n rnnrinnrin n r????? ? ?? ? ??? 4）各軸輸入功率 按電動(dòng)機(jī)所需功率 dP 計(jì)算各軸輸入功率，即 12 1 2 53 2 44 3 2 35 4 23 .3 63 .3 6 0 .9 9 0 .9 8 8 3 .2 93 .2 9 0 .9 6 3 .1 63 .1 6 0 .9 8 8 0 .9 7 3 .0 23 .0 2 0 .9 8 8 2 .9 8dP P k wP P k wP P k wP P k wP P k w??????????????? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? 5）各軸轉(zhuǎn)矩 11122233344455595 50 95 50 33 .4 396095 50 95 50 32 .7 396095 50 95 50 97 .3 531095 50 95 50 37 1. 6695 50 95 50 36 6. 74PT N mnPT N mnPT N mnPT N mnPT N mn? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? 項(xiàng)目 軸 1 軸 2 軸 3 軸 4 軸 5 轉(zhuǎn)速 (r/min) 960 960 310 功率 (kw) 轉(zhuǎn)矩 (N*m) 傳動(dòng)比 1 1 1 效率 1 12345960 / min960 / min310 / min / min / minnrnrnrnrnr????? 12345P kwP kwP kwP kwP kw????? 12345T N mT N mT N mT N mT N m?????????? 機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造 ） 6 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 五、 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 圓錐 直 齒輪設(shè)計(jì) 已知輸入功 率 2 kw? ，小齒輪轉(zhuǎn)速 960r/min，齒數(shù)比 u=，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命 10年（設(shè)每年工作 300 天），一班制， 帶式輸送機(jī)工作經(jīng)常滿載，空載起動(dòng)，工作有輕震，不反轉(zhuǎn)。 3） 選小齒輪齒數(shù) 1 25z? ，大齒輪齒數(shù) 2 3. 1 25 77 .5z ? ? ? ，取整 2 78z ? 。18 39。^ 2 1 2 ^ 2 190 72 13 39。39。18 39。72 1339。39。1 8 39。78 2 5 5 .5 5c o s c o s 7 2 1 3 39。39。 圓柱 斜齒輪設(shè)計(jì) 已知輸入功率 3 kw? ，小齒輪轉(zhuǎn)速 310r/min，齒數(shù)比 u=4，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命 10 年（設(shè)每年工作 300 天），一班制，帶式輸送機(jī)工作經(jīng)常滿載，空載起動(dòng)，工作有輕震，不反轉(zhuǎn)。 3） 選小齒輪齒數(shù) 1 23z? ，大齒輪齒數(shù) 2 4 23 92z ? ? ? 4） 選取螺旋角。 5 6 39。2 2 1 7 7 . 7 8nz z ma? ? ? ?? ? ? ?? 因 ? 值改變不多 ，故參數(shù) ?? 、 HZ 等不必修正 （ 3）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑 1 mm? 3nm mm? mm? 13 5939。39。 5 6 39。9 2 3 2 8 4 .4c o s c o s 1 3 5 9 39。39。 5 6 39。) ^ 392 1 0 0 .6 9( c o s ) ^ 3 ( c o s 1 3 5 9 39。39。 5 6 39。) ^ 2 2 .6 2 1 .5 9 6 8 .9 41 2 3 ^ 2 1 .6 3 1 3 ^ 3F a S aFdnFKTY Y YzmM P a????????? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ?221222 ( c o s ) ^ 2^ 2 ^ 32 2 .3 9 9 7 3 4 8 0 .8 8 ( c o s 1 3 5 9 39。39。 六、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 輸入軸設(shè)計(jì) 求輸入軸上的功率 2P 、轉(zhuǎn)速 2n 和轉(zhuǎn)矩 2T 2 kw? 2 960 / minnr? 2 N m?? 求作用在齒輪上的力 已知高速級(jí)小圓錐齒輪的分度圓半徑為 ? ?? ?12FFMPaMPa???? ? ?1 F MPa? ??? ? ?1 F MPa? ??? 機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造 ） 16 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 1 11( 1 0. 5 ) ( 1 0. 5 ) 3 25 ( 1 0. 5 0. 33 ) 62 .6 25m R t Rd d m Z m m??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 而 12112 32 .7 3 10 ^ 3 2 1045ta n c os 10 45 ta n 20 c os 72 13 39。39。 42 39。 36 2tmrtatTFNdF F NF F N??????? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 圓周力 tF 、徑向力 rF 及軸向力 aF 的方向如圖二所示 圖二 1045116362traFNFN??? 機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造 ） 17 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 2ca AT KT? ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表 141，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取 ? ，則 2 32 73 0 42 54 9c a AT K T N mm? ? ? ? ? 查 《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表 174，選 HL1 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 160000N mm? ，半聯(lián)軸器的孔徑 1 20d mm? ，故取 12 20d mm? ? ，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度 52L mm? ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為 38mm。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù) 23 27d mm? ? ，由 《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表 157 中初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的 單列圓錐滾子軸承 30306，其尺寸為 30 72 D T mm mm mm? ? ? ? ?， 3 4 5 6 30d d mm????，而34 mm? ? 。 4） 軸承端蓋的總寬度為 20mm。 6） 由于 2baLL? ，故取 45 11 6l mm? ? （ 3） 軸上的周向定位 圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按 67d? 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表 61 查得平鍵截面 87b h mm mm? ? ? ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為 50mm，同時(shí)為保 23 27d mm? ? 3 4 5 630ddmm???? 34 mm? ? 45 37d mm? ? 67 25d mm? ? 5619l mm? ? 2350l mm? ? 67 70l mm? ? 45 11 6l mm? ? 機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造 ） 19 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 76Hk ；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為 k6。 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 （ 1） 判斷危險(xiǎn)截面 截面 5 右側(cè)受應(yīng)力最大 （ 2）截面 5 右 側(cè) 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 1 ? 1 ? 2 ? 2 ? 彎矩 M 64 .71HM N m?? 1 N m?? 2 11 .34VM N m?? 總彎矩 64. 71 ^ 2 5 ^ 2 64. 84M N m? ? ? ? 扭矩 T 2 N m?? MPa? ? ? ?1ca???? 機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造 ） 20 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 抗彎截面系數(shù) ^ 3 30 ^ 3 27 00 ^ 3W d mm? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) ^ 3 30 ^ 3 54 00 ^ 3TW d mm? ? ? ? 截面 5 右 側(cè)彎矩 M 為 64840M N mm?? 截面 5 上的扭矩 2T 為 2 32730T N mm?? 截面上的彎曲應(yīng)力 64840 2 4 .0 12700b M M P aW? ? ? ? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 2 32730 6 .0 65400TTT M P aW? ? ? ? 軸 的 材 料 為 45 鋼 ， 調(diào) 質(zhì) 處 理 。 截面上由于軸肩而形成的理 論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附表32 查取。 軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》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 1q?? ，則綜合系數(shù)為 1 1 .7 6 11 1 2 .5 70 .7 1 0 .9 21 1 .4 7 11 1 1 .7 80 .8 7 0 .9 2kKkK????????????? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 又取碳鋼的特性系數(shù) , ?????? 計(jì)算安全系數(shù) caS 值 11275 0155 22 ^ 2 ^ 2 ^ 2 ^ 2amamcaSKSKSSSSSS???????????? ? ??? ? ???? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ??? ? ? ?? ??? 故可知安全。 56 39。t a n 2738 t a n 13 59 39。39。 4 2 39。 1 1 1ta n sin 9 9 6 ta n 2 0 sin 7 2 1 3 39。39。選取軸的材料為 40rC （調(diào)質(zhì)），根據(jù) 《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表 153，取 0 108A? ，得 303 .1 6m in 2 5 .5 9310d A m m??， 中間軸最小直徑顯然是安裝滾動(dòng)軸承的直徑 12d? 和 56d?