【正文】 制造困難應用少。軸上磨削和車螺紋的軸段應分別設有砂輪越程槽和螺紋退刀槽。同一中北大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 第 17 頁 共 54 頁 根軸上所有圓角半徑和倒角的大小應盡可能一致，以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)。的倒角。 （ 4）減小應力集中，改善軸的受力情況 軸大多在變應力下工作，結(jié)構(gòu)設計時應減少應力集中，以提高軸的疲勞強度，尤為重要。盡量不在軸面上切制螺紋和凹槽以免引起應力集中。此外，提高軸的表面質(zhì)量，降低表面粗糙度，采用表面碾壓、噴丸和滲碳淬火等表面強化方法，均可提高軸的疲勞強度。 軸的設計計算 按扭轉(zhuǎn)強度計算 這種方法是只按軸所受的扭矩來計算軸的強度。 并且 應根據(jù)軸的具體受載及應力情況，采取相應的計算方法，并恰當?shù)剡x取其許用應力。對于不大重要的軸，也可作為最后計算結(jié)果。并且取標準值 式中： [τ ]—— 許用扭轉(zhuǎn)剪應力（ N/mm2）， C 為由軸的材料和承載情況確定的常數(shù)。 對于鋼制的軸，按第三強度理論，強度條件為： 設計公式： beMd ][13?? ? （ mm） 式中：б e 為當量應力， Mpa。 22 )( TMM e ??? 為當量彎矩； M 為危險截面的合成彎矩； 22 VH MMM ?? ； MH 為水平面上的彎矩； MV為垂直面上的彎矩； W 為軸危險截面抗彎截面系數(shù)； ? —— 為將扭矩折算為等效彎矩的折算系數(shù)。 對于重要的軸，還要考慮影響疲勞強度的一些因素而作精確驗算。 軸的剛度計算概念 軸在載荷作用下，將產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形。軸的彎曲剛度是以撓度y 或偏轉(zhuǎn)角 θ以及扭轉(zhuǎn)角ф 來度量，其校核公式為： y≤ [y]。 ф≤ [ф]。 軸的設計步驟 設計軸的一般步驟為： （ 1）選擇軸的材料 根據(jù)軸的工作要求，加工工藝性、經(jīng)濟性，選擇合適的材料和熱處理工藝。 （ 3）軸的結(jié)構(gòu)設計 要求：①軸和軸上零件要有準確、牢固的工作位置；②軸上零件裝拆、調(diào)整方便；③軸應具有良好的制造工藝性等。 原則： 1）軸的結(jié)構(gòu)越簡單越合理； 2）裝配越簡單越合理。 （ 2）求作用在齒輪上的力 齒輪分度圓直徑為 11 20 4 80d z m m m? ? ? ? 齒輪所受的轉(zhuǎn)矩為 113109550 nPT ?? 3 119 5 5 0 1 0 8 7 5 4 2 .1200 N m m? ? ? 齒輪作用力 圓周力 12 2 8 7 5 4 2218880t TFNd ?? ? ? 徑向力 0./ c os 21 88 20 / c os 14 .4 5 82 1rtF F tg n tg N??? ? ? ? 軸向力 218 8 564atF F tg tg N?? ? ? ? （ 3）畫軸的計算簡圖并計算支反力 (圖 所示 )。 圖 水平面內(nèi)彎矩圖 截面 c 159 9 74 118 326 .C x A X A CM R l N m m? ? ? ? b 垂直面內(nèi)彎矩圖 MC（圖 所示）。 圖 合成彎矩圖 d 畫扭矩圖（圖 所示） 圖 扭矩圖 87542T Nmm? 又根據(jù) 2/600 mmNB ?? 中北大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 第 22 頁 共 54 頁 查得 ? ? 21 /55 mmNb ?? ? ? 22 /95 mmNb ?? ??? 則 875 42 507 74 .B T N m m? ? ? ? e 繪當量彎矩圖（圖 所示）。 （ 2）求作用在齒輪上的力 齒輪分度圓直徑為 11 23 4 92d z m m m? ? ? ? 齒輪所受的轉(zhuǎn)矩為 113109550 nPT ?? 3 2 . 9 5 59 5 5 0 1 0 7 3 4 9 0 .384 N m m? ? ? 齒輪作用力 圓周力 12 2 7 3 4 9 0 159892t TFNd ?? ? ? 徑向力 0./ c os 15 98 20 / c os 14 .4 5 60 0rtF F tg n tg N??? ? ? ? 中北大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 第 23 頁 共 54 頁 軸向力 159 8 412atF F tg tg N?? ? ? ? （ 3）畫軸的計算簡圖并計算支反力 (圖 所示 )。 圖 水平面彎矩圖 中北大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 第 24 頁 共 54 頁 截面 C 1 546 75 409 50 .C x A X A CM R l N m m? ? ? ? 截面 D 2 546 108 591 84 .D x C X A CM R l N m m? ? ? ? b 垂直面內(nèi)彎矩圖 MC（圖 所示）。 中北大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 第 25 頁 共 54 頁 圖 扭矩圖 73490T Nmm? 又根據(jù) 2/600 mmNB ?? 查得 ? ? 21 /55 mmNb ?? ? ? 22 /95 mmNb ?? ??? 則 734 90 426 24 .B T N m m? ? ? ? e 繪當量彎矩圖（圖 所示）。 （ 2）求作用在齒輪上的力 齒輪分度圓直徑為 11 87 4 348d z m m m? ? ? ? 齒輪所受的轉(zhuǎn)矩為 113109550 nPT ?? 3 2 .6 4 39 5 5 0 1 0 7 5 7 2 9 5 .3 3 .3 3 N m m? ? ? 齒輪作用力 圓周力 12 2 7 5 7 2 9 54352348t TFNd ?? ? ? 徑向 力 0./ c os 43 52 20 / c os 14 .4 5 16 33rtF F tg n tg N??? ? ? ? 軸向力 435 2 5 112 1atF F tg tg N?? ? ? ? （ 3）畫軸的計算簡圖并計算支反力 (圖 所示 )。 中北大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 第 27 頁 共 54 頁 圖 水平面內(nèi)彎矩圖 截面 c 287 0 94 269 780 .C x A X A CM R l N m m? ? ? ? b 垂直面內(nèi)彎矩圖 MC（圖 所示）。 圖 合成彎矩圖 d 畫扭矩圖（圖 所示）。 圖 當量彎矩圖 22( ) 6 2 5 5 0 3caM M T Nm m?? ? ? 軸的設計與校核 高速軸設計 初定最小直徑，選用材料 45δ 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 取高速軸的最小軸 徑為 R=20mm。 聯(lián)軸器用鍵：圓頭普通平鍵。 B*h=6*6,長 L=10mm,倒角為 2*45 度 中間軸設計 中間軸如下： 初定最小直徑 dmin=20mm 選用 6303 軸承， d*D*T=25*62* d1=d6=25mm,取 L1==26mm, L2=19， L4=120mm,d2=d4=35mm,L3=12mm D3=50mm,d5=30mm,L5=*d5=69mm， L6=55mm 齒輪用鍵：圓頭普通鍵： b*h=12*8,長 L=61mm 低速軸設計 初定最小直徑： dmin=25mm 取小軸徑處有鍵槽 dmin’ == 取 d1=75mm,d2=90mm,d3=97mm,d4 =75mm d5=65mm,d6=60mm, L1=35mm,L2=94mm,L3=15mm,L4=28mm,L5=38mm,L6=40mm,L7=107mm 中北大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 第 30 頁 共 54 頁 齒輪用鍵：圓頭普通鍵： b*h=16*6,長 L=85mm 選用 6300 軸承： d*D*T=40*90*,B=23mm,C=20mm 高速軸的校核 由于減速器中，最容易出現(xiàn)損壞的軸為高速軸，故在進行軸的校驗的時候，只需對高速軸進行校驗 [13]。ca= [211。ca 所以軸安全。聯(lián)軸器有時也兼有過載安全保護作用。只有在載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，能保證被聯(lián)兩軸軸線相對偏移極小的情況下，才可選用剛性聯(lián)軸器（如圖 所示 )。 無彈性元件的撓性聯(lián)軸器承載能力大，但也不具有緩沖減震性 能，在高速或轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定或經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)時，有沖擊噪聲。 非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器在轉(zhuǎn)速不平穩(wěn)時有很好的緩沖減震性能；但由于非金屬（橡膠、尼龍等）彈性元件強度低、壽命短、承載能力小、不耐高溫和低溫，故適用于高速、輕載和常溫的場合 金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器除了具有較好的緩沖減震性能外，承載能力較大，適用于速度和載荷變化較大及高溫或低溫場合。當實際載荷超過事前限定的載荷時，保險環(huán)節(jié)就發(fā)生變化 ，截斷運動和動力的傳遞，從而保護機器的其余部分不致?lián)p壞，即起安全保護作用。 聯(lián)軸器的選用 聯(lián)軸器選擇原則： 轉(zhuǎn)矩 T： T↑，選剛性聯(lián)軸器、無彈性元件或有金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器； T有沖擊振動，選有彈性元件的撓性聯(lián)軸器； 轉(zhuǎn)速 n： n↑，非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器； 對中性：對中性好選剛性聯(lián)軸器，需補償時選撓性聯(lián)軸器； 裝拆：考慮裝拆方便，選可直接徑向移動的聯(lián)軸器； 環(huán)境：若在高溫下工作，不可選有非金屬元件的聯(lián) 軸器； 成本：同等條件下，盡量選擇價格低，維護簡單的聯(lián)軸器。鏈齒硬度最好為40HRC 一 45HRC。用單排鏈時，滾子和套筒受力，銷軸只起聯(lián)接作用，結(jié)構(gòu)可靠性好；用雙排鏈時，銷軸受剪力，承受沖擊能力較差，銷軸與外鏈板之間的過盈配合容易松動。鏈輪齒數(shù)一般為 12~22。如圖 所示。 齒輪傳動特點與分類 和其他機械傳動比較，齒輪傳動的主要優(yōu)點是：工作可靠，使用壽命長 ；瞬時傳動比為常數(shù)；傳動效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；功率和速度適用范圍很廣等。 按軸的布置方式分： 平行軸傳動，交叉軸傳動，交錯軸傳動 按齒線相對于齒輪母線方向分：直齒，斜齒，人字齒，曲線齒 按齒輪傳動工作條件分： 閉式傳動，形式傳動，半形式傳動 按齒廓曲線分： 漸開線齒，擺線齒，圓弧齒 按齒面硬度分： 軟齒面 (≤ 350HBs)，硬齒面 (350HBs) 齒輪傳動的主要參數(shù)與基本要求 齒輪傳動應滿足兩項基本要求 : 1)傳動平穩(wěn)； 2)承載能力高。 主要參數(shù) —— 基本齒廓。 —— 模數(shù)。 —— 中心距。 —— 傳動比 i 齒數(shù)比 u。大齒輪的齒數(shù) z2 與小齒輪齒數(shù) z1 之比稱為齒數(shù)比 u。 —— 標準模數(shù) m： ①斜齒輪及人宇齒輪取法向模數(shù)為標準模數(shù)，錐齒輪取大端模數(shù)為標準模數(shù)。 —— 變位系數(shù)。刀具變位量用 xm 表示， x 稱為變位系數(shù)。隨著 x 的改變，輪齒形狀也改變，因而可使 漸開線上的不同部分作為工作齒廓，以改善嚙合性質(zhì)。 若 x1=x2； x1+x2≠ 0，這種齒輪傳動稱為角度變位齒輪傳動。 精度等級的選擇 在漸開線圓柱齒輪和錐齒輪精度標準 (GBl0095— 88 和 GBll365— 89)中 ，規(guī)定了 12 個精度等級，按精度高低依次為 1— 12 級，根據(jù)對運動準確性、傳動平穩(wěn)性和載荷分布均勻性的要求不同，每個精度等級的各項公差相應分成三個組：第 Ⅰ 公差組、第 Ⅱ 公差組和第 Ⅲ 公差組。齒面損傷又有齒面接觸疲勞磨損 (點蝕 )、膠合、磨粒磨損和塑性流動等。 中北大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 第 36 頁 共 54 頁 圖 減速器齒輪分布圖 1電機， 2,6聯(lián)軸器， 3減速器， 4高速級齒輪傳動， 5低速級齒輪傳動， 7輸送機滾筒 齒輪的傳動形式一般有： （ 1）開式齒輪傳動：按齒根彎曲疲勞強度設計公式作齒輪的設計計算，不按齒面接觸疲勞強度設計公式計算，也無需用齒面接觸疲勞強度校核公式進行校核。傳 遞動力的齒輪模數(shù)一般不小于 以防意外斷齒）。硬齒面閉式齒輪傳動計算時先按齒根彎曲疲勞強度設計公式求出模數(shù) m 和接觸齒寬 b，再用齒面接觸疲勞強度校核公式進行校核。與方法一相比，這樣 設計出的齒輪傳動，既剛好滿足接觸疲勞強度，又剛好滿足彎曲疲勞強度，所以結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。i%=1%＜177。 （ 2）按齒面接觸強度設計（以下公式、表、圖均出自《機械設計》） d1t≥ ? ?23 3 )(12HEHt zzuuTk ????? ??? ① 試選載荷系數(shù) kt= ② 查閱資料可得，選取區(qū)域系數(shù) zH= ③ 查閱資料可得， 1?? =, 2?? =, 則： ?? = 1?