【正文】 二章可知，低速軸上的功率 3 KW? ， 3 ? r/min， 3 .T N m? 1．求作用在齒輪上的力 已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為 4 175d mm? 直齒輪，壓力角為20 。軸的材料選取為 45 鋼，根據(jù)教材表 153，取 112，于是得 低速軸的左端與聯(lián)軸器連接，因此軸左端第一段的直徑為聯(lián)軸器的直徑，所以要選擇聯(lián)軸器的型號(hào)。 m 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小與聯(lián)軸器公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)，選用 HL4型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為 1250N所以選軸的最小直徑 min 55d mm? 。 軸的左端是與聯(lián)軸器相連，此處應(yīng)有鍵槽，右端軸與一齒輪相配合，齒輪右端有滾動(dòng)軸承，齒輪與滾動(dòng)軸承之間應(yīng)有套筒相連，與右邊相對(duì)應(yīng)，左端也應(yīng)有滾 動(dòng)軸承，支持軸的運(yùn)轉(zhuǎn)。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為 84mm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的斷面上，故軸左端第一段的長(zhǎng)度 L=82mm。軸的左端第三段右端為軸肩定位，查滾動(dòng)軸承的定位軸肩高度為 ，故軸第四段的直徑為 40mm。齒輪的右端用套筒 定位，套筒相連齒輪與滾動(dòng)軸承，根據(jù)滾動(dòng)軸承的寬度與套筒的寬度，取軸右端的長(zhǎng)度為 L=40mm，齒輪的寬度為 65mm，所以取軸右第二段長(zhǎng) L=99mm。 5）取齒輪距箱體內(nèi)壁之間的距離為 a=16mm，齒輪與齒輪之間的距離取 40mm，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承的位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離 s，取 s=7mm 所以軸上右端第一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)=18+16+3+7=44mm。 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度，根據(jù)式 54 進(jìn)行校核。利用材料力學(xué)知識(shí)可求出滾動(dòng)軸承作用在軸上的力的大小與方向，然后再根據(jù)作用在軸上的力，畫(huà)出軸上的彎 矩扭矩圖，對(duì)軸進(jìn)行校核。受力如表 43 所示。 m MNV= m 轉(zhuǎn)矩 T2= 從軸的受力與彎矩扭矩圖可看出軸的危險(xiǎn)截面在軸右端與齒輪配合處，故對(duì)此處進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)式子與上圖中的數(shù)據(jù)可對(duì)軸進(jìn)行校核。 九、 鍵的選擇與校核 1 、 高速軸上鍵的選擇與校核 一般 8 級(jí)以上精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接。 由 1 35d mm?? ， 1 50L mm? ；。當(dāng)鍵的長(zhǎng)度大于 時(shí)，其多出的長(zhǎng)度實(shí)際上可以認(rèn)為并不承受載荷，故一般采用的鍵長(zhǎng)不宜超過(guò)（ ）d。而這兩個(gè)鍵均能滿(mǎn)足要求。 鍵 1 的工作長(zhǎng)度為 l1=L1b1=408=32mm，接觸高度 k1= m 得鍵 1 的擠壓強(qiáng)度 ： δ p1=2 1000/k1 d1 =2 1000／ 32 26 = MPa[δ p] 西南科技大學(xué)城市學(xué)院 36 | 則鍵的擠壓強(qiáng)度滿(mǎn)足要求，故鍵 1 合適，其型號(hào)為鍵 8 40 GB/T10962022 中速軸上鍵的選擇與校核 選擇普通 A 型平鍵。 查表 6— 1（教材）， 由 1 69d mm?? 初選鍵 1 為鍵寬 1 12b mm? ，鍵高 1 8h mm? 鍵長(zhǎng) 1 50L mm? ；由 2 mm?? 初選鍵 2 鍵寬 2 12b mm? ，鍵高 2 8h mm? ，鍵長(zhǎng) 2 50L mm? 。故對(duì)鍵 1，其鍵長(zhǎng)應(yīng)不大于（ ） mm；對(duì)鍵 2，其鍵長(zhǎng)應(yīng)不大于（ ） mm。 查表 6— 2（教材），鍵的材料為 45 鋼，許用擠壓應(yīng)力取為 [δp]=100120MPa，取 [δ p]=110MPa。 h1= 8=4mm， d1=42mm，傳遞轉(zhuǎn)矩 T= T l1 h2= 8=4mm， d2=40mm，傳遞轉(zhuǎn)矩 T= T l2 由 1 169d mm?? ， 1 70L mm? ；。當(dāng)鍵的長(zhǎng)度大于 時(shí)，其多出的長(zhǎng)度實(shí)際上可以認(rèn)為并不承受載荷，故一般采用的鍵長(zhǎng)不宜超過(guò)（ ）d。而鍵均能滿(mǎn)足要求。 鍵 1 的 工 作 長(zhǎng) 度 為 l1=L1b1=9020=70mm ， 接 觸 高 度k1= m， 得鍵 1 的擠壓強(qiáng)度 δ p1=2 1000/k1 d1 =2 1000／ 6 70 72= MPa[δ p] 則鍵的擠壓強(qiáng)度滿(mǎn)足要求，故鍵 1 合適，其型號(hào)為鍵 20 90 GB/T10962022 十、滾動(dòng)軸承和聯(lián)軸器的選擇 西南科技大學(xué)城市學(xué)院 38 | 1 、 高速軸上滾動(dòng)軸承的選擇 按承載較大的滾動(dòng)軸承選擇型號(hào)。軸承類(lèi)型選為深溝球軸承，軸承預(yù)期壽命3 3 0 0 8 7 2 0 0hlh? ? ? ?。相關(guān)尺寸： 25. 5 , 17 , 62 , 35rC KN B m m D m m d m m? ? ? ? 驗(yàn)證軸承壽命是否合格 因 0aF? ，所以 X=1 61060 th fCL np???? ???? 其中 1, 3,trf P F??? 取 大 值；代入數(shù)據(jù)驗(yàn)算得 3631 0 2 5 .5 1 0 665006 0 9 7 3 1 6 2 2 .4hhL h l???? ? ???? ?? ； 所以，該軸承能滿(mǎn)足要求。因支撐跨距不大故采用兩端固定式軸承組合方式。 由前計(jì)算，軸承承受徑向力 12116 , 152 V N VF N F N??； ? 軸承的工作轉(zhuǎn)速 n2= r/min 軸承選擇方法同上，由已知條件查手冊(cè)，由表 51，初選軸承 6007。 3 、 低速軸上滾動(dòng)軸承和聯(lián)軸器的選擇 1. 滾動(dòng)軸承的選擇 按承載較大的滾動(dòng)軸承選擇型號(hào)。軸承類(lèi)型選為深溝球軸承軸承預(yù)期壽命 7200hlh? 。 西南科技大學(xué)城市學(xué)院 40 | 相關(guān)尺寸： 32 , 18 , 100 , 65rC KN B m m D m m d m m? ? ? ? 2. 驗(yàn)證軸承壽命是否合格 因 0aF? ，所以 X=1 由公式（ 61），其中 1, 3,trf P F??? 取 大 值；代入數(shù)據(jù)驗(yàn)算得 363 61 0 3 2 1 0 3 .7 7 1 06 0 6 7 1 2 9 3 .6hhL h l???? ? ? ???? ??； 所以，該軸承能滿(mǎn)足要求。取 ? ，則 3 857 .71 111 AT K T N m? ? ? ? ? ?，軸的轉(zhuǎn)速 n3=67 r/min，查手冊(cè)表 6100，選取彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器 HL4，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩 1250 N標(biāo)記： HL4 聯(lián)軸器5 5 8 4H L 4 / 5 0 1 45 0 8 4ZC G B TJB ?? 十一、箱體及其附件設(shè)計(jì) 箱體各尺寸設(shè)計(jì) 名稱(chēng) 符號(hào) 數(shù)值 箱座壁厚 δ +3= 箱蓋壁厚 δ +3=8mm 箱座凸緣厚度 b δ 1=12mm 箱座底凸緣厚度 b2 df=15mm 箱蓋與箱座連接螺栓直徑 d2 df=10mm 窺視孔蓋螺釘直徑 d4 d2=8mm 安裝螺栓直徑 dx M12 至外箱壁距離 C1min 18mm 至凸緣邊距離 C2min 16mm 沉頭座直徑 Dcmin 26mm 軸承旁凸臺(tái)半徑 R1 R1=C2=16mm 凸臺(tái)高度 h 70mm 外箱璧至軸承座端面距離 L1 L1=C1+C2+6=40mm 大齒輪頂圓于內(nèi)壁距離 Δ 1 12mm 齒輪端面與內(nèi)壁距離 Δ 2 10mm 箱蓋 箱座肋厚 m1，m2 m1? δ =7mm 軸承端蓋外徑 D2 D2=100+5?d3=150mm 西南科技大學(xué)城市學(xué)院 42 | 軸承端蓋凸緣厚度 t t=1所以窺視孔蓋長(zhǎng) A2=140 mm，寬 B2=120 mm。 直徑 48 3dM?取 為 ，則相應(yīng)系數(shù)為： 1 2 13 0 , 4 5 , 2 5 , 7 0 , 6 2 , 5 2D m m B m m h m m H m m D m m H m m? ? ? ? ? ?， 111 0 , 5 , 1 5 , 1 3 , 3 2 , 1 0a m m m m K m m b m m h m m b m m?? ? ? ? ? ? 345 6 , 3 6 , 5 5 , 8D m m D m m L m m? ? ? 孔 數(shù) 為。與電動(dòng)機(jī)軸側(cè)為透蓋，另側(cè)為悶蓋。查手冊(cè)表 695，螺釘直徑d3=6，螺釘個(gè)數(shù) 4. 032 .5 6 2 2 .5 6 7 7D D d m m? ? ? ? ? ?； 2 0 32 .5 7 7 2 .5 6 9 2D D d m m? ? ? ? ? ?； e== 6=； 1 10e e mm?? ； 2） 中間軸上的軸承端蓋，選用凸緣式軸承蓋。 由前面的計(jì)算知，軸承外徑 D=80mm。且與滾筒軸側(cè)為透蓋，另側(cè)為悶蓋。查手冊(cè)表 695，螺栓直徑d3=8，螺釘個(gè)數(shù) 4 100 8 120D D d m m? ? ? ? ? ?； 2 0 120 8 140D D d m m? ? ? ? ? ?； 8 d m m? ? ? ?； 1 12e e mm?? 4. 油標(biāo)及油標(biāo)孔 1） 油標(biāo)采用桿式油標(biāo)，其基本尺寸為：1 2 320 6 20 8 42d m m d m m d m m d m m h m m? ? ? ? ?， ， ， ， ， 11 5 1 0 6 3 2 2 6a m m b m m c m m D m m D m m? ? ? ? ?， ， ， ， 。取其外徑為φ 60mm，其軸線(xiàn)與 V 面成 30? 角。由于此箱體總體尺寸居中，故可選一般大小的油塞孔。 6. 起吊裝置 查手冊(cè)表 644，初選吊環(huán)螺釘 M10，則其他尺寸有表可得： D1=24 mm， h1=8 mm， l=20， d4=44 mm， h=22 mm， r1=4 mm， r=1 mm，a1= mm， d3= mm， a=3 mm， b=12 mm， D2=15 mm， h2=3 mm。 2） 齒輪可以直接由箱體內(nèi)的油液潤(rùn)滑。一般選擇氈圈油封，查手冊(cè)表 685：對(duì)于軸徑 27d mm?? 的軸，氈圈的基本尺寸為： 113 9 2 4 7D m m d m m B m m? ? ?， ， 。 8. 擋油環(huán) 1） 高速軸上擋油環(huán) 高速軸左側(cè)的擋油環(huán)，內(nèi)徑 21 35d mm?? ，外徑 D21=80 mm， 厚度 6e mm? ； 高速軸右側(cè)的擋油環(huán)，內(nèi)徑 21 35d mm?? ，外徑 D21=80 mm， 厚度 6e mm? ； 2） 中間軸上擋油環(huán) 中間軸左側(cè)的擋油環(huán)，內(nèi)徑 21 35d mm?? ，外徑 D21=80 mm， 厚度 6e mm? ； 中間軸右側(cè)的擋油環(huán)，內(nèi)徑 21 35d mm?? ，外徑 D21=80 mm， 厚度 6e mm? ； 3） 低速軸上擋油環(huán) 低速軸左側(cè)的擋油環(huán)，內(nèi)徑 31 62d mm?? ，外徑 31 100D mm?? 厚度 6e mm? 。 十二、設(shè)計(jì)感悟 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的努力，我們最終完成了這次機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的任務(wù)。從剛拿起筆到電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選用，從齒輪的設(shè)計(jì)到軸設(shè)計(jì)和校核，從箱體的設(shè)計(jì)到繪圖，到裝配成型，西南科技大學(xué)城市學(xué)院 47 | 每一步都記過(guò)了認(rèn)真的設(shè)計(jì)和反復(fù)的校正驗(yàn)算。在設(shè)計(jì)的工程中收獲很大。設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)綜合了機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、理論力學(xué)、材料力學(xué)、互 換性、學(xué)等科學(xué)的運(yùn)用過(guò)程。而當(dāng)我們攻克一個(gè)一個(gè)難題的時(shí)候我們不由的在心中生出狂喜的感覺(jué)。只有我們平時(shí)能一點(diǎn)一滴的積累我們所學(xué)的知識(shí)，將它們熟記于心中，才能在今后的設(shè)計(jì)中發(fā)揮的游刃有余。通過(guò)這樣的 實(shí)習(xí)，讓一些同學(xué)親身體驗(yàn)了自己所學(xué)知識(shí)的價(jià)值，也讓我們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了我們所學(xué)專(zhuān)業(yè)，更加對(duì)我們的未來(lái)有了一定的信心。 總之，設(shè)計(jì)中的事情是非常煩瑣的，往往看似簡(jiǎn)單的東西卻要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間的反復(fù)驗(yàn)證，如箱體的尺寸，軸的尺寸，以及軸承等元件的設(shè)計(jì)，而這些又考驗(yàn)了我們的耐性和思索的能力。在這個(gè)過(guò)程中要有探討的習(xí)慣，否則設(shè)計(jì)將難以進(jìn)行。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，也對(duì)團(tuán)隊(duì)精神的進(jìn)行了考察，讓我們?cè)诤献髌?來(lái)更加默契，在成功后一起體會(huì)喜悅的心情。 此次設(shè)計(jì)也讓我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及時(shí)請(qǐng)教或上網(wǎng)查詢(xún)，只要認(rèn)真鉆研，動(dòng)腦思考，動(dòng)手實(shí)踐，就沒(méi)有弄不懂的知識(shí)，收獲頗豐