【正文】 矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過(guò)渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕地確定的，所以截面 A,Ⅱ ,Ⅲ ,B均無(wú)需校核。截面 ?V 的 應(yīng)力集中的影響和截面 ??V 的相近，但截面不 ?V 受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大，故不必作強(qiáng)度校核。截面 V? 和 V 顯然更不必校核。 2) 截面 IV 左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 333 6 6 3 mmdW ???? 抗扭截面系數(shù) 333 1 8 2 2 mmdW T ???? ca? = W= Wr=188225 mm3 16 截面 IV 左側(cè)的彎矩 M mNLLMM ??????? 21788 328834135221 截面 IV 上的扭矩 3T 為 T3= N m? 截面上的彎曲應(yīng)力 MP ammMNWM 3 ?????? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MP ammWT TT m N 33 ????? 軸的材料為 45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，由 [1]表 151查得 MPaB 640?? MPa2751 ??? ， MPa1551 ??? 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按 [1]附表 32查取。 軸按磨削加工，由 [1]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1?q? ，則按 [1]式（ 312）及（ 312a） 得綜合系數(shù)值為 M=MN ?? 21741 ?? = T? = 2??? ，??? ??q ??q 17 ??????? ???? ??kK 于是，計(jì)算安全系數(shù) caS 值，按 [1]式 （ 156） ~（ 158）則得 2751 ??????? ? mKS ??? ? ???? 2 1551 ??????? ? mKS ???????? 2222 ????????? SSS SSS ca???? 故該軸在截面 ??V 右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。至此，軸 ??? 的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)束。 功率 轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 齒輪分度圓直徑 壓力角 Kw 178。 2 求 作用在齒輪上的力 NdTF t 10**22 322 ??? Fr =Ft*tan? =*tan20176。選取軸的材料為 45 號(hào)鋼。于是有 mmnPAd *112* 33220m i n ??? ??? SSca 4 選軸承 初步選擇滾動(dòng)軸承。當(dāng)量摩擦系數(shù)最 少。 C 軸上零件得周向定位 齒輪，軸的 周向定位都采用平鍵聯(lián)接。滾動(dòng)軸承與軸得周向定位，是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為 m6。各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)上圖 C 第一軸 1 的設(shè)計(jì) 1 總結(jié)以上的數(shù)據(jù)。 m 1460r/min 65mm 20176。 = 3 初步確定軸的直徑 先按式 [1]152 初步估算軸的最小直徑。根據(jù)表 [1]153 選取 A0=112。 m Tca=Ka*T3=*=178。 m。 m 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tca 應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn) GB/T58432020（見(jiàn)表 [2]82），選用 GY2 型凸緣聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 63 N178。半聯(lián)軸器的孔徑 d1=25mm .固取 d12=25mm 見(jiàn)下表 5. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) A 擬定軸上零件的裝配方案 B 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 a 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求 12軸段右端要求制出一軸肩；固取 23 段的直徑 d23=20mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 L1=62mm , 為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，固取 12斷的長(zhǎng)度應(yīng)比 L1略短一些，現(xiàn)取 L12=60mm b 初步選擇滾動(dòng)軸承。當(dāng)量摩擦系數(shù)最少。右端采用軸肩定位 查 [2] 又根據(jù)d23=28mm 和上表取 d3430mm c 取安裝齒輪處的軸段 45 的直徑 d45=25mm d 軸承端蓋的總寬度為 15mm（由減速器和軸承端蓋的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)而定） 根據(jù)軸承的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋外端面與聯(lián)軸器的距離為 25mm。 m d1=25mm 20 造誤差，在確定軸承的位置時(shí)，應(yīng)與箱體的內(nèi)壁有一段距離 s,取 s=8mm 已知滾動(dòng)軸承的寬度 T=12mm 小齒輪的輪轂長(zhǎng) L=50mm，則 L34 =12mm 至此已初步確定軸得長(zhǎng)度 有因?yàn)閮奢S承距離為 189，含齒輪寬度所以各軸段都已經(jīng)確定，各軸的倒角、圓角查表 [1 ]表 152 取 六 ．滾動(dòng)軸承的計(jì)算 根據(jù) 要求對(duì)所選的在低速軸 3 上的兩滾動(dòng)軸承進(jìn)行校核 ，在前面進(jìn)行軸的計(jì)算時(shí)所選軸 3 上的兩滾動(dòng)軸承型號(hào)均為 61809，其基本額定動(dòng)載荷 NCr 4650? ，基本額定靜載荷 NC r 43200 ? 。由前面求得的兩個(gè)軸承所受的載荷分別為 FNH1=758N FNV1= FNH2= FNV2= 由上可知軸承 2 所受的載荷遠(yuǎn)大于軸承 2，所以只需對(duì)軸承 2 進(jìn)行校核，如果軸承 2 滿足要求，軸承 1 必滿足要求。 2）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 P，根據(jù) [1]式（ 138a） )( arP YFXFfP ?? 按照 [1]表 135， X=1， Y=0,按照 [1]表 136， ~?Pf ， 取 ?Pf 。 ????? （工作時(shí)間） ,根據(jù) [1]式（ 135） hhhPCnL rh38400530421920128009 3 . 1 r / m i n60106010 366?????? ）（）（Ⅲ?（ 3?? 對(duì)于球軸承取 3） 所以所選的軸承 61909 滿足要求。 1）對(duì)連接齒輪 4 與軸 3 的鍵的計(jì)算 （ 1）選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 一般 8 以上的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵聯(lián)接。 根據(jù) d=52mm 從 [1]表 61中查得鍵的截面尺寸為：寬度 b=16mm，高度 h=10mm。 （ 2）校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由 [1]表 62 查得許用擠壓應(yīng)力M Pap 1 2 0~1 0 0][ ?? ，取平均值， MPap 110][ ?? 。鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 k==179。根據(jù) [1]式（ 61）可得 MP aMP aMP akldT pp 110][ 33 ????? ????? ?? 所以所選的鍵滿足強(qiáng)度要求。 10179。 2）對(duì)連接聯(lián)軸器與軸 3 的鍵的計(jì)算 （ 1）選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 類似以上鍵的選擇，也可用 A型普通平鍵連接。由半聯(lián)軸器的輪轂寬度并參照鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)L=70mm。鍵的工作長(zhǎng)度 l=Lb=70mm10mm=60mm。 8=4mm。 鍵的標(biāo)記為：鍵10179。 70 GB/T 10691979。 10179。 由于滾動(dòng)軸承的速度較低，所以可用脂潤(rùn)滑。 為避免油池中稀油濺入軸承座，在齒輪與軸承之間放置擋油環(huán)。 九 ．箱體及其附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 箱體采用剖分式結(jié)構(gòu)，剖分面通過(guò)軸心。首先要確定合理的箱體壁厚 ? 。 m） 可取 ?? 。 在軸承座孔與箱底接合面處設(shè)置加強(qiáng)肋，減少了側(cè)壁的彎曲變形。 2）減速器附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1）檢查孔和視孔蓋 檢查孔用于檢查傳動(dòng)件的嚙合情況、潤(rùn)滑情況 、接觸斑點(diǎn)及齒側(cè)間隙，還可用來(lái)注入潤(rùn)滑油，檢查要開(kāi)在便于觀察傳動(dòng)件嚙合區(qū)的位置，其尺寸大小應(yīng)便于檢查操作。 （ 2）放油螺塞 放油孔設(shè)在箱座底面最低處，其附近留有足夠的空間，以便于放容器，箱體底面向放油孔方向傾斜一點(diǎn)，并在其附近形成凹坑，以便于油污的匯集和排放。 （ 3）油標(biāo) 油標(biāo)用來(lái)指示油面高度，將它設(shè)置在便于檢查及油面較穩(wěn)定之處。將通氣器設(shè)置在檢查孔上，其里面還有過(guò)濾網(wǎng)可減少灰塵進(jìn)入。 油脂 LXAMHA1。 23 起吊裝置用于拆卸及搬運(yùn)減速器。 （ 6）起蓋螺釘 為便于起蓋，在箱蓋凸緣上裝設(shè) 2 個(gè)起蓋螺釘。 （ 7）定位銷 在箱體連接凸緣 上相距較遠(yuǎn)處安置兩個(gè)圓錐銷，保證箱體軸承孔的加工精度與裝配精度。 2）選用的齒輪滿足強(qiáng)度剛度要求 由于系統(tǒng)所受的載荷不大，在設(shè)計(jì)中齒輪采用了腹板式齒輪不僅能夠滿足強(qiáng) 度及剛度要求，而且節(jié)省材料，降低了加工的成本。 4）箱體設(shè)計(jì)的得體 設(shè)計(jì)減速器的具有較大尺寸的底面積及箱體輪轂，可以增加抗彎扭的慣性，有利于提高箱體的整體剛性。 此外，所設(shè)計(jì)的減速器還具有形狀均勻、美觀，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，可以完全滿足設(shè)計(jì)的要求。齒輪的計(jì)算不夠精確等等缺陷，我相信， 通過(guò)這次的實(shí)踐，能使我在以后的設(shè)計(jì)中避免很多不必要的工作，有能力設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)更緊湊，傳動(dòng)更穩(wěn)定精確的設(shè)備。 [2]《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第 3 版） — 吳宗澤，羅盛國(guó)主編 24 北京：高等教育出版社， 2020。