【正文】 先求出軸上受力零件的載荷，并將其分解為水平分力和垂直分力，如圖 51a 所示。 （ 2）做出彎矩圖 根據(jù)上述簡圖，分別按水平面和垂直面計算各力產(chǎn)生的彎矩，并按計算結(jié)果分別做出水平面上的彎矩 HM 圖 `和垂直面上的彎矩 VM 圖；然后按下式計算總彎矩并做出 M 圖。 由表 3得 ,斜齒輪分度圓直徑 mmd ? 。 查表 151 得 [ 1?? ]=60MPa ca? 〈 [ 1?? ] 此軸合理安全 7. 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 . ⑴ . 判斷危險截面 截面 A,Ⅱ ,Ⅲ ,B只受扭矩作用。 抗彎系數(shù) W= 3d = 333? = 抗扭系數(shù) Tw = 3d = 333? = 截面Ⅶ的右側(cè)的彎矩 M 為 mmNMM ????? 1 截面Ⅳ上的扭矩 1T 為 1T =27590 mmN? 截面上的彎曲應(yīng)力 ??WMb? ? 截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 T? =TWT1 = 590 ? 軸的材料為 45鋼。 由課本 35P 表 151查得： aB MP640?? aMP2751 ??? aMPT 1551 ?? 因 ?dr ? ?dD ? 經(jīng)插入后得 ??? T? = 軸性系數(shù)為 ??q ?q = ?K? =1+ )1( ????q = K? =1+?q （ T? 1） = 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 嘉興學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 22 所以 ??? ??? ?? ?? ?? 綜 合系數(shù)為： K? = K? = 碳鋼的特性系數(shù) ～??? 取 ～??? 取 安全系數(shù) caS S? = ??? maaK ??? ?? 1 S? ???mtak ?????1 caS 22 ?? ?? ?? SSSS ≥ S= 所以它是安全的 截面Ⅳ右側(cè) 抗彎系數(shù) W= 3d = ? = 抗扭系數(shù) Tw = 3d = ? = 截面Ⅳ左側(cè)的彎矩 M為 M= 截面Ⅳ上的扭矩 1T 為 1T =27590 截面上的彎曲應(yīng)力 ??WMb? 7 ? 截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 T? =TWT1 = ? ?K? = ?????? ??K K? = ?????? ??K 所以 ??? ??? ?? ?? ?? 綜合系數(shù)為： K? = K? = 碳鋼的特性系數(shù) ～??? 取 ～??? 取 安全系數(shù) caS 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 嘉興學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 23 S? = ??? maaK ??? ?? 1 S? ???mtak ?????1 caS 22 ?? ?? ?? SSSS ≥ S= 所以它是安全的 軸承的選擇及校核 1. 軸承的選擇 由于軸上安裝的零件有斜齒輪，對軸有軸向的作用力，因此采用角接觸球承支撐軸，再根據(jù)最小軸段的軸徑查標(biāo)準(zhǔn)（ GB/T2971944）選取相應(yīng)的軸承型號，見表 3。 rF tF aF ( 2dF ) sdx ( 1dF ) 124 51 (a) rF aF 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 嘉興學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 24 HrF2 HrF1 VrF2 VrF1 tF (b) (c) 圖 71 軸系 3 部件的受力情況 (1) 計算軸承受到的徑向載荷 1rF 和 2rF 將軸系 3 部件受到的空間力系分解為鉛垂面（圖 71b）和水平面（圖 71c）兩個平面力系。 圖 71 中各力的值已在軸的彎扭合成強(qiáng)度校核中求出，具體如下 ?tF N ?rF N ?aF N ?VrF N ?VrF N ?HrF N ?HrF N 則 2221211 ????? HrVrr FFF N 2222222 ????? HrVrr FFF N (3) 計算軸承當(dāng)量動載荷 1P 和 2P 15000 ??racF 所以 e = Y = 因為 eFF ra ??? 查 [2]表 136取載荷系數(shù) 1?pf 。 鍵的設(shè)計及校核 （ 1）中間軸上鍵的 設(shè)計 ： 該處軸的直徑 mmd 45? ，查 [1]表 861得： 鍵寬 mmb 14? ；鍵高 mmh ? ；取鍵長 1l 為 50mm ,取鍵長 1l 為 36mm （ 2）低速軸上鍵的設(shè)計 ： 裝齒輪處 軸的直徑 mmd 65? ，查 [1]表 861得： 鍵寬 18b mm? ；鍵高 11h mm? ；取鍵長為 56mm . 與聯(lián)軸器處軸的直徑 mmd 50? ，查 [1]表 861得： 鍵寬 14b mm? ；鍵高 9h mm? ；取鍵長為 56mm . 。 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 減速器的箱體選 用 灰鑄鐵 HT200 鑄造制成， 為了有利于多級齒輪傳動的等油面浸油潤滑箱體 采用剖分式結(jié)構(gòu) 。有關(guān)數(shù)據(jù)見 表 5（下同）。 因其傳動件速度小于 12m/s，故采用侵油潤油，同時為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯x H 為 40mm。 箱體 結(jié)構(gòu)有良好的工藝性 . 箱體 壁厚 取 10mm， 箱蓋壁厚取 ，外 圓角半徑為 R=5mm。 箱體 附件 的 設(shè)計 （ 1） 視孔蓋和 檢查孔 為了檢查傳動件嚙合情況、潤滑狀態(tài)以及向箱體內(nèi)注油，在箱體蓋上部便于 觀察傳動件嚙合區(qū)的位置開足夠大的檢查孔，平時則將檢查孔蓋板蓋上并用螺釘予以固定，蓋板與箱蓋凸臺接合面間加裝防滲漏的紙質(zhì)封油墊片。 蓋板用鑄鐵制成， 并 用 M6的螺釘 緊固 ，有關(guān)數(shù)據(jù)見表 5. （ 2）排油孔 螺塞 為了換油及清洗箱體時排出油污，在箱體底部油池最低處設(shè)有排油孔，平時排油孔用螺塞及封油墊封住。 排油孔螺塞的直徑根據(jù) [1]可知，取箱座壁厚的 23倍，故取 d=20mm。桿式 油標(biāo)上有按最高和最低油面的確定的刻度線，觀察時拔出桿式油標(biāo)，由其上的油痕判斷油面高度是否適當(dāng)。 （ 4） 通氣 器 為溝通箱體內(nèi)外的氣流使箱體內(nèi)的氣體的氣壓不會因減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時的 溫升而增大、從而造成減速器密封處滲漏，在箱蓋頂部或檢查孔蓋板上 安裝通氣器。 在此，選擇鋼制通氣器，并焊接在鋼制檢查 孔蓋板上。 起蓋螺釘?shù)闹睆揭话闩c箱體凸緣聯(lián)接螺栓直徑相同，其螺紋長度大于箱體凸緣的厚度，材料為35 號鋼并通過熱處理使硬度達(dá) HRC2838. (6) 定 位銷 為確定箱座與箱蓋的相互位置。取銷的直徑（小端直徑）2)~( dd ? ， 2d 為箱座、箱蓋凸緣聯(lián)接螺栓的直接。 （ 7）起吊裝置 吊環(huán)裝置裝在箱蓋上，用來拆卸和吊運(yùn)箱蓋箱座。 （ 8）軸承蓋 選用螺釘聯(lián)接式的軸承蓋結(jié)構(gòu)形式。 以上有關(guān)數(shù)據(jù)見下表 表 5 減速器箱體及附件主要結(jié)構(gòu)尺寸關(guān)系 名稱 符號 計算公式 結(jié)果 箱座壁厚 ? ??? a? 10 箱蓋壁厚 1? ??? a? 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 嘉興學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 28 箱蓋凸緣厚度 1b 11 ??b 箱座凸緣厚度 b ??b 15 箱座底凸緣厚度 2b ? ?b 25 地腳螺釘直徑 fd ?? ad f 16 地腳螺釘數(shù)目 n 查 《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》表 46 6 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 1d fdd ? 12 機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑 2d 2d =（ ~） fd 12 軸承端蓋螺釘直徑 3d 3d =（ ~） fd 8 視孔蓋螺釘直徑 4d 4d =（ ~） fd 8 定位銷直徑 d d =（ ~） 2d 8 fd 1d 2d 至外機(jī)壁距離 1C 查 《械課程設(shè)計指導(dǎo)書》表 4 30 20 18 fd 2d 至凸緣邊緣距離 2C 查 《械課程設(shè)計指導(dǎo)書》表 4 26 16 外機(jī)壁至軸承座端面距離 1l 1l = 1C + 2C +（ 8~12） 50 大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離 1? 1? ? 20 齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離 2? 2? ? 15 機(jī)蓋，機(jī)座肋厚 mm,1 ?? , 11 ?? mm 8 軸承端蓋外徑 2D DD?2 +（ 5~） 3d 75 75 80 大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離 S 2DS? 75 75 80 潤滑 及 密封設(shè)計 經(jīng)上述計算可知，低速軸上齒輪轉(zhuǎn)速大于 2m/s，故選用浸油潤滑，由 [1]查得，箱體內(nèi)油深保持在 30～ 50 之間，當(dāng)減速器工作時，浸油齒輪圓周轉(zhuǎn)動飛濺 形成油霧，在箱體壁上聚集 ，通過導(dǎo)油槽 導(dǎo)入軸承，齒輪等工作元件 ，起到潤滑的目的。 在軸承端蓋與軸結(jié)合處采用氈圈式密封，利用矩形截面的毛氈圈嵌入梯形槽中所產(chǎn)生的對軸的壓緊作用，獲得防止?jié)櫥吐┏龊屯饨珉s質(zhì)灰質(zhì)等侵入 軸承室的密封效果。檢查孔蓋板、排油螺塞、油標(biāo)、與箱體的接合面間采用紙封油墊加以密封。 2）輸出軸上聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)計算得輸出軸的轉(zhuǎn)矩 T= mN? ，查 [1] 表 8171，選用型號為 HL9 聯(lián)軸器，又因輸出軸 直徑為 50mm ，故取聯(lián)軸器的軸孔直徑為 50mm ，滿足國標(biāo)規(guī)定。 在設(shè)計過程中， 還會遇到以下問題： 1）對設(shè)計計算公式陌生，不知道用哪個計算公式計算； 2) 不清楚哪些尺寸需要標(biāo)注 公差、粗糙度的選擇、配合公差的選擇等； 3）材料的選擇， 零件的工藝等。 但是在整個過程中，加強(qiáng)了自學(xué)、自主能力。 在這次設(shè)計過程中，我還看到，要成為一名優(yōu)秀的 設(shè)計 工程師，不僅要有強(qiáng)硬的理論知識，豐富的實(shí)際操作經(jīng)驗，而且還必須有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S