慢动卷扬机传动装置课程设计

1 机械设计课程设计成果说明书 题 目： 慢动卷扬机传动装置设计 学生姓名： 陈晋 学 号： 091309133 学 院： 东海科技学院 班 级： 械（ 1） 指导教师： 胡晓珍 、史 晓 敏 2 目录 一、设计任务书 . 3 二、传动装置的总体设计 . 4 （一）传动方案的分析和拟定 . 4 （二）电动机的选择 . 错误 !未定义书签。 （三）传动装置的总传动比的计算和分配： . 5 （四）传 动装置的运动和动力参数计算 . 5 三、传动零件的设计计算 . 7 （ 一） . 7 （二）高速级齿轮 的设计计算 . 12 （三）低速级齿轮的设计计算 . 错误 !未定义书签。 四、轴系零件的设计计算 . 17 （一）轴的设计计算 . 17 1、输入轴的设计计算 . 17 2、中间轴的设计计算 . 22 3、输出轴的设计计算 . 28 （二）滚动轴承的校核 . 33 五、减速器的润滑设计 . 37 六、箱体、机架及附件的设计 . 37 （一）、减速器箱体的结构设计 . 38 （二）、减速器箱体的附件设计 . 39 设计小结 . 42 参考资料 . 42 3 一、设计任务书 、原始数据 钢绳拉力 F（ 20 钢绳速度 V（ m/ 20 滚筒直径 D（ 350 、已知条件 1） 钢绳拉力 F； 2）钢绳速度 V； 3）滚筒直径 D； 4）工作情况： 单班制，间歇工作，经常正反转，启动和制动，载荷变动小； 5）工作环境：室内，灰尘较大，环境最高温度 35 相交流电； 6）使用折旧期 10年， 3年大修一次； 7）制造条件及生产批量：专门机械厂制造，小批量生产。 8）提升速度允许误差 5% 。 、参考传动方案 4 二、传动装置的总体设计 （一 ）传动方案的分析和拟定 1、将带传动布置于高速级 将传动能力较小的带传动布置在高速级，有利于整个传动系统结构紧凑，匀称。同时，将带传动布置在高速级有利于发挥其传动平稳，缓冲吸振，减少噪声的特点。 2、选用闭式斜齿圆柱齿轮 闭式齿轮传动的润滑及防护条件最好。而在相同的工况下，斜齿轮传动可获得较小的几何尺寸和较大的承载能力。采用传动较平稳，动载荷较小的斜齿轮传动，使结构简单、紧凑。而且加工只比直齿轮多转过一个角度，工艺不复杂。 3、将传动齿轮布置在距离扭矩输入端较远的地方 由于齿轮相对轴承为不对称布置，使其沿齿 宽方向载荷分布不均。固齿轮布置在距扭矩输入端较远的地方，有利于减少因扭矩引起的载荷分布不均的现象，使轴能获得较大刚度。 综上所述，本方案具有一定的合理性及可行性 （二）电动机的选择 1、 选择电动机类型 按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压 380V， 2、 选择电动机的容量 电动机工作功率为 1000w 此 1000d 电动机至运输带的传动效率为 2421 2 3 4a 式中：1 2 3 4 、 、 、分别为联轴器、轴承、齿轮传动、卷筒的传动效率。 取1 ，2 （滚子轴承），3 （齿轮精度为 8级，不包括轴承效率），4 ，则 2 4 20 . 9 6 0 . 9 8 0 . 9 7 0 . 9 6 0 . 7 9a 所以 2 0 1 0 0 0 2 0 8 . 4 31 0 0 0 1 0 0 0 0 . 7 9 6 0d k W 3、确定电动机转速 卷筒工作转速为 6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 2 0 1 8 . 2 0 / m i 1 4 3 5 0 6 0 按指导书上表 1 推荐的传动比合理范围，取 V 带传动的传动比 1 2 4i ， 二级圆柱齿轮减速器传动比 2 8 40i ， 则总传动比合理范围为 16 160， 故电动机的转速范围为 (1 6 1 6 0 ) 1 8 . 2 2 9 1 . 2 2 9 1 2 / m i i n r 符合这一范围的同步转速有 750 / 1500 / 根据容量和转速，由有关手册查出有二种适用的电动机型号，因此有两种传动比方案， 如表： 方案 电 动机型号 额定功率 电动机转速 r/动装置的传动比 5 步转速 满载转速 总传动比 V 带传动比 减速器 1 1 750 730 1 1500 1460 合考虑电动机和传动装置的重量、噪声和带传动、减速器的传动比，可见方案 1比较适合，因此选定电动机型号为 主要性能见下表： 型号 额定功率 载时 堵 转 电 流额 定 电 流堵 转 转 矩额 定 转 矩最 大 转 矩额 定 转 矩1 转速 r/流 (380A 效率 % 功率因数 730 7 2 （三）传动装置的总传动比的计算和分配 1、总传动比 730 4 0 . 11 8 . 2ma ni n 2、分配传动装置传动比0ai i i 式中0 别为带传动和减速器的传动比。 为使 V 带传动外廓尺寸不致过大，初步取0 3i （实际的传动比要在设计 V 带传动时，由所选大、小带轮的标准直径之比计算），则减速器传动比为：04 0 . 1 1 3 . 3 33i 3、 分配减速器的各级传动比 展开式布置。考虑润滑条件 ,为使两级大齿轮直径相近 ,可由指导书图 12 展开式曲线查得1 ，则2 11 3 . 3 3 3 . 14 . 3ii i 。 （四）传动装置的运动和动力参数计算 1、 各轴转速 轴 0730 2 4 3 / m i 轴 1243 5 6 . 5 9 / m i 3 轴 25 6 . 5 9 1 8 . 2 5 / m i 1 2、各轴输入功率 轴 0 1 1 8 . 4 3 0 . 9 6 8 . 0 9p p k W 轴 1 2 2 3 8 . 0 9 0 . 9 8 0 . 9 7 7 . 6 9p p p k W 6 轴 2 3 2 3 7 . 6 9 0 . 9 8 0 . 9 7 7 . 3 1p p p k W 卷筒轴 3 4 2 4 7 . 3 1 0 . 9 8 0 . 9 9 7 . 1 0Vp p p k W 3、 各轴输出功率 轴 0 . 9 8 8 . 0 9 0 . 9 8 7 . 9 3p p k W 轴 0 . 9 8 7 . 6 9 0 . 9 8 7 . 5 4p p k W 轴 0 . 9 8 7 . 3 1 0 . 9 8 7 . 1 6p p k W 卷筒轴 0 . 9 8 7 . 1 0 0 . 9 8 6 . 9 6p k W 4、各轴输入转矩 电动机轴输出转矩 8 . 4 39 5 5 0 9 5 5 0 1 1 0 . 2 8730dd 轴 000 1 1 1 1 0 . 2 8 3 0 . 9 6 3 1 7 . 6 i T i N m 轴 111 2 2 3 3 1 7 . 6 1 4 . 3 0 . 9 8 0 . 9 7 1 2 9 8 . 2 8T T i T i N m 轴 222 3 2 3 1 2 9 8 . 2 8 3 . 1 0 . 9 8 0 . 9 7 3 8 2 5 . 8 4T T i T i N m 卷筒轴 24 3 8 2 5 . 8 4 0 . 9 8 0 . 9 6 3 7 1 1 . 8 3 N m 5、 各轴输出转矩 轴 0 . 9 8 3 1 7 . 6 1 0 . 9 8 3 1 1 . 2 6T T N m 轴 0 . 9 8 1 2 9 8 . 2 8 0 . 9 8 1 2 7 2 . 3 1T T N m 轴 0 . 9 8 3 8 2 5 . 8 4 0 . 9 8 3 7 4 9 . 3 2T T N m 卷筒轴 0 . 9 8 3 7 1 1 . 8 3 0 . 9 8 3 6 3 7 . 5 9 N m 运动和动力参数计算结果整理于下表： 轴名 效率 P 矩 T 转速 n r/动比 i 输入 输出 输入 输出 电动机轴 30 3 轴 43 轴 轴 筒轴 三、传动零件的设计计算 （一） 1、 确定计算功率，故 1 1 1 . 1 1 2 . 1c a P k W 2、选择 根据 1 2 . 1 7 3 0 / m i nc a mp k W r、 n,由书本图 8型带。 3、 确定带轮的基准直径d、实际传动比并验算带速 V 1）初选小带轮的基准直径1书本表 8小带轮的基准直径1 150dd 2)验算带速 V 1 3 . 1 4 1 5 0 7 3 0 / 5 . 7 3 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0m s m s 因为 5m/。 2计算小齿轮传递的转矩 1 3 1 7 0 0 0 m m9 3由表 10d 。 4由表 1021 8 9 P。 5由图 10齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限li m 1 600H M P a ；大齿轮的接触疲劳强度极限 550H M P a 。 6由式 60hN n 计算应力循环次数 91 6 0 6 0 2 4 3 1 8 3 0 0 1 0 1 . 0 5 6 1 0 9 821 . 0 5 1 0 2 . 2 8 1 04 . 6N 7由图 10，2 。 8计算接触疲劳许用应力 (失效概率 1%,安全系数 S=1) 1 l i m 11 1 6 0 0 6 0 0 M P 2 l i m 22 1 . 0 6 5 5 0 5 8 3 M P 9许用接触应力 12 6 0 0 5 8 3 5 9 1 . 522 P a M P a 。 10由图 10。 11由图 10 ，2 ，则12 0 . 7 9 0 . 8 9 1 . 6 8 。 2）计算 1试计算小齿轮的分度圆直径1由计算公式得 2312 1 . 6 3 1 7 4 . 6 1 2 . 4 3 3 1 8 9 . 8( ) 7 8 . 51 1 . 6 8 4 . 6 5 8 3t m m m 2计算齿轮的圆周速度 1 3 . 1 4 7 8 . 5 2 4 3 0 . 9 96 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0mv s 3计算齿宽 7 8 . 5 7 8 . 5d m m m m 11c o s 7 8 . 5 c o s 1 4 3 . 7 830d 2 . 2 5 2 . 2 5 3 . 7 8 8 . 5 0 5m m m 10 7 8 . 5 9 . 28 . 5 0 5b h 4计算纵向重合度10 . 3 1 8 t a n 0 . 3 1 8 1 2 0 t a n 1 4 1 . 5 8 6d Z 5计算载荷系数 已知使用系数 1，根据 mv s ， 8级精度，由图 10由表 10得 1 . 2,从表 10得 ,由图 10得载 荷系数 1 . 1 1 . 1 1 1 . 4 2 1 1 . 2 1 . 8 9A V H K K K 6按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径 3311 1 . 8 97 8 . 5 8 2 . 4 41 . 6 7计算模数o s 1 4 8 2 . 4 4 c o s 1 4 3 . 9 920n 3、按齿根弯曲强度设计 由式 213212 c o s F a S Y 1）确定公式内的各计算数值 1计算载荷系数 1 1 . 1 1 1 . 2 1 . 3 5 1 . 7 9 8A V F K K K 2根据纵向重合度 ,从图 10。 3由图 10得小齿轮的弯曲疲劳强度极限1 500 P a ；大齿轮的弯曲疲劳强度极限2 380 P a 4由图 10 1 2 5计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲 劳安全系数 S= 1 11 0 . 8 5 5 0 0 3 0 3 . 5 71 . 4 P 2 22 0 . 8 8 3 8 0 2 3 8 . 8 61 . 4 P 6查取齿形系数 由表 10 1 2 7查取应力校正系数 由表 10 1 2 8计算大小齿轮的 加以比较 11 111 2 . 7 4 1 . 5 6 0 . 0 1 4 0 83 0 3 . 5 7F a S 222 2 . 1 8 1 . 7 9 0 . 0 1 6 3 42 3 8 . 8 6F a S 经比较得大齿轮的数值大。 9计算当量齿数 11 3320 2 1 . 8 9c o s c o s 1 4v 22 3392 1 0 0 . 7 1c o s c o s 1 4v 2) 设计计算 2 421 332 212 c o s 2 1 . 7 9 8 3 1 . 7 1 0 0 . 8 8 c o s 1 4 0 . 0 1 6 3 4 4 . 21 2 0 1 . 6 8F a S Y YY 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算得法面模数根弯曲疲劳强度计算的模数，取 ，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径1 8 2 来计算应有的齿数。于是由 11c o s 8 2 . 4 4 c o s 1 4 184 . 5m ，取 1 18Z ， 则21 1 8 4 . 6 8 3 ，取2 83Z 。 4、几何尺寸计算 1计算中心距 12 1 8 8 3 1 . 5 2082 c o s 2 c o s 1 4m 将中心距圆整后取 205a 。 2按圆整后的中心距修整螺旋角 12 1 8 8 3 4 . 5a r c c o s a r c c o s 1 4 . 0 62 2 2 0 5 因 值改变不大，所以参数、 K、 3计算大小齿轮的分度圆直径 111 8 4 . 5 7 4 . 2c o s c o s 1 4 . 0 6nd m 22 8 3 4 . 5 342c o s c o s 1 4 . 0 6nd m 4计算齿轮宽度 1 1 7 4 . 2 7 4 . 2db m 取齿宽 ：2B=75 1B=802 （三）低速级齿轮的设计计算 1、 选精度等级、材料及 齿数 1）材料及热处理 由表 100质），硬度为 280 大齿轮的材料为 45钢（调质），硬度为 240者的硬度差为 40 2） 精度等级选用 8 级 ,选取小齿轮比为1 20z ，则大齿轮2 1 1 2 0 3 . 1 6 2z z i ,取2 62z ，螺旋角 14 2、 按齿面接触强 度设计 由设计公式进行试算，即 12 211 ()311t t i 1） 确定公式内的各计算 数值 1试选载荷系数 。 2计算小齿轮传递的转矩 612 9 5 5 0 0 0 0 7 . 6 99 5 5 0 0 0 0 1 . 2 9 8 1 05 6 . 5 9 m m N m 3由表 10d 。 4由表 1021 8 9 P。 5由图 10 齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限li m 1 600H M P a ；大齿轮的接触疲劳强度极限 550H M P a 。 6由式 60hN n 计算应力循环次数 71 6 0 6 0 5 6 . 5 9 1 8 3 0 0 1 0 8 . 1 4 9 1 0 7 728 . 1 4 9 1 0 2 . 6 3 1 03 . 1N 7由图 10，2 。 8计算接触疲劳许用应力 (失效概率 1%,安全系数 S=1) 1 l i m 11 1 . 1 6 6 0 0 6 9 6 M P 2 l i m 22 1 . 2 2 5 5 0 6 7 1 M P 13 9许用接触应力 12 6 9 6 6 7 1 6 8 3 . 522 P a M P a 10由图 10。 11由图 10 ，2 ，则12 0 . 7 9 0 . 8 5 1 . 6 4 。 2）计算 1试计算小齿轮的分度圆直径1由计算公式得 3 231 2 1 . 6 1 2 9 8 1 0 3 . 1 1 2 . 4 3 3 1 8 9 . 8( ) 9 2 . 11 1 . 6 4 3 . 1 6 7 1t m m m 2计算齿轮的圆周速度 1 3 . 1 4 9 2 . 1 5 6 . 5 9 0 . 2 76 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0mv s 3计算齿宽 9 2 . 1 9 2 . 1d m m m m 11c o s 9 2 . 1 c o s 1 4 4 . 4 620d 2 . 2 5 2 . 2 5 4 . 4 6 1 0 . 0 4 4m m m 9 2 . 1 9 . 21 0 . 0 4 4b h 4计算纵向重合度10 . 3 1 8 t a n 0 . 3 1 8 1 2 0 t a n 1 4 1 . 5 8 6d Z 5计算载荷系数 已知使用系数 ，根据 s ， 8 级精度，由图 10 由表 10得 1 ,从表 10得 ,由图 10得载荷系数 1 1 . 0 5 1 . 4 2 1 1 . 2 1 . 7 9A V H K K K 6按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径 3311 1 . 7 99 2 . 1 9 5 . 6 1 61 . 6 7计算模数o s 1 4 9 5 . 6 1 6 c o s 1 4 4 . 6 2 620n 3、按齿根弯曲强度设计 由式 213212 c o s F a S Y 1）确定公式内的各计算数值 14 1计算载荷系数 1 1 . 0 5 1 . 2 1 . 3 5 1 . 7 0 1A V F K K K 2根据纵向重合度 ,从图 10。 3由图 10得小齿轮的弯曲疲劳强度极限1 500 P a ；大齿轮的弯曲疲劳强度极限2 380 P a 4由图 10 1 2 5计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S=1 1 11 0 . 9 2 5 0 0 3 2 8 . 5 71 . 4 P 2 22 0 . 9 5 3 8 0 2 5 7 . 8 61 . 4 P 6查取齿形系数 由表 10 1 2 7查取应力校正系数 由表 10 1 2 8计算大小齿轮的 加以比较 111 2 . 7 4 1 . 5 6 0 . 0 1 3 03 2 8 . 5 7F a S 222 2 . 2 6 1 . 7 4 0 . 0 1 5 02 5 7 . 8 6F a S 经比较得大齿轮的数值大。 9计算当量齿数 11 3320 2 1 . 8 9c o s c o s 1 4v 22 3362 6 7 . 8 7c o s c o s 1 4v 2) 设 计计算 2 621 332 212 c o s 2 1 . 7 0 1 1 . 2 9 8 1 0 0 . 8 8 c o s 1 4 0 . 0 1 5 4 . 81 2 0 1 . 6 4F a S Y YY 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算得法面模数根弯曲疲劳强度计算的模数，取 5n ，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径1 来计算应有的齿数。于是由 11c o s 9 5 . 6 c o s 1 4 195m ，取 1 19Z ， 则21 1 9 3 . 1 5 9 ，取2 115Z 。 15 4、几何尺寸计算 1计算中心距 12 1 9 5 9 5 2 0 0 . 92 c o s 2 c o s 1 4m 将中心距圆整后取 269a 。 2按圆整后的中心距修整螺旋角 12 1 9 5 9 5a r c c o s a r c c o s 1 4 . 0 72 2 2 0 0 因 值改 变不大，所以参数、 K、 3计算大小齿轮的分度圆直径 111 9 5 9 7 . 9c o s c o s 1 4 . 0 7nd m 22 5 9 5 304c o s c o s 1 4 . 0 7nd m 4计算齿轮宽度 1 1 9 7 . 9 9 7 . 9db m 取齿宽 ：2B=98 1B=1036 高、低速级齿轮参数 名称 高速级 低速级 中心距 a(208 200 法面摸数 ( 螺旋角 （ ） 齿顶高系数 * 顶隙系数 c 力角 20 20 齿 数 18 19 81 59 分度圆 直径 （ 342 304 齿 宽 （ 80 103 （ 75 98 齿轮等级精度 8 8 材料及热处理 40 45，并经调质及表面淬 火，齿 轮硬度 分别为2802400 45，并经调质及表面淬 火，齿 轮硬度 分别为2802407 四、轴系零件的设计计算 1、输入轴的设计计算 1）输入轴上的功率1p、转速1 . 0 9 , 2 4 3 / m i n , 3 1 7K W r N mp n T 2）求作用在齿轮 1上的力 因已知齿轮分度圆直径1 = m 3 1 7 1 0 = = = 1 9 8 1 2 . 5 . 2 1t a n 1 9 8 1 2 . 5 t a n 2 0 = = = 7 4 3 4 Nc o s c o s 1 4 . 0 6t 1 = t g = 1 9 8 1 2 . 5 1 4 . 0 6 = 4 9 6 2 N 3） 初步确定轴的最小直径 先按式（ 15 2）初步估算轴的 最小直径，选取轴的材料为 45钢，调质处理。根据表 15 3，取0=100A，于是得： 1 33om i 0 9= = 1 2 0 = 3 9 m 4）轴的结构设计 1 拟定轴上零件的装配方案，如图所示 2 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。 轴上零件的周向定位 带轮与轴的周向定位采用平键连接，按截面12d=39表查得平键 截面1 2 8b h m m ，键长为 56们之间的配合 采用 76 4 确定轴上的圆角和倒角尺寸 参考表 15轴端倒角为 5 ，左段 2、 3、 4处轴肩的倒角为 2R 端轴肩角半径 R=2 5） 求轴上的载荷 首先根据轴的结构图做出轴的计算简图 ,从上已经知道 ,对于圆锥滚子轴承 30209,由手册中可查得 a=为简支梁的轴的支承跨距 23 5 7 . 1 5 1 5 7 . 1 5 2 1 4 . 3 。对轴进行计算并做出弯矩图和扭矩图。 19 对水平面进行计算： 122 2 3 31 9 8 1 2 . 5()N H N H F l l 121 4 5 2 8 . 95 2 8 3 . 61 2 8 3 0 3 2 6 . 6H N H N m 对垂直面进行计算： 122 2 3 37434()N V N V F l 123 9 7 2 6 1 11 2 2 2 7 0 1 1 . 2v N V N m 22 3 5 4 4 0 2 1 . 9v N V N m 求总的弯矩，即合成弯矩： 2 2 2 211 ( 2 2 7 0 1 1 . 2 ) ( 8 3 0 3 2 6 . 6 ) 8 6 0 7 9 9 . 8 N m 2 2 2 222 ( 8 3 0 3 2 6 . 6 ) ( 5 4 4 0 2 1 . 9 ) 9 9 2 6 7 4 . 2 N m 20 扭矩 317000T N m m 载荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 121 4 5 2 8 . 9 , 5 2 8 3 . 6N H N F N123 9 7 2 . 2 , 3 4 6 1 . 8N V N F N弯矩M 8 3 0 3 2 6 . 6 m m2 2 7 0 1 1 . 2 , 5 4 4 0 2 1 . 9 m M N m 总弯矩 M 128 6 0 7 9 9 . 8 , 9 9 2 6 7 4 . 2M N m m M N m m 扭矩T 317000T N m m 6）按弯曲合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度，由上表的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取 = 22 22139 9 2 6 7 4 . 2 0 . 6 3 1 7 0 0 0 5 4 . 5 80 . 1 5 7c a 前以选定轴的材料为 45钢，调质处理，查表 的1 60此 判断危险截面 从受载情况来看，截面 面 应力集中不大，而且这里轴的直径最大，故截面 而只需校核截面 5左右两侧即可。 2截面 5左侧 抗弯截面系数： 3 3 30 . 1 0 . 1 5 2 1 4 0 6 0 . 8W d m m 抗弯截面系数： 3 3 30 . 2 0 . 2 5 2 2 8 1 2 1 . 6TW d m m 截面左侧的弯矩 212308 3 5 1 8 8 . 7 6 9 2 6 2 4 . 5 m 截面上的扭矩 T=面上的弯曲应力： 6 9 2 6 2 4 . 5 4 9 . 2 61 4 0 6 0 . 8b M M p 截面上的扭转应力： 317000 1 1 . 2 72 8 1 2 1 . 6T p 材料 45 钢，调质处理，查表 1540B M ，1 275M ，1 155M 。 截面 上由于轴肩形成的理论应力集中系数： 因 2 0 52r d 57 1 . 1 052D d 查得 ， 由附图 3， 应力集中系数为： 21 1 ( 1 ) 1 0 . 8 2 ( 2 . 0 1 ) 1 . 8 2 1 ( 1 ) 1 0 . 8 5 ( 1 . 3 2 1 ) 1 . 2 7 由附图 3 ；由附图 3 。 轴按磨削加工，由附图 30 轴未进行表面强化处理，即 1q ，则得综合影响系数： 1 1 . 8 2 11 1 2 . 6 10 . 7 2 0 . 9 2 1 1 . 2 7 11 1 1 . 6 40 . 8 2 0 . 9 2 碳 钢的特性系数： 0 ，取= 0 ，取 计算安全系数得： 1 275 2 . 1 42 . 5 4 9 . 2 6 0 . 1 0 1 155 1 6 . 2 81 1 . 2 7 1 1 . 2 71 . 6 4 0 . 0 522 2 2 2 22 . 1 4 1 6 . 2 8 2 . 1 2 1 . 52 . 1 4 1 6 . 2 8 故可知其安全 。 3截面 5右侧 抗弯截面系数： 3 3 30 . 1 0 . 1 5 7 1 8 5 6 9 . 3W d m m 抗弯截面系数： 3 3 30 . 2 0 . 2 5 7 3 7 0 3 8 . 6TW d m m 截面左侧的弯矩 4 2 4 1 2 1 m m 截面上的扭矩 T=面上的弯曲应力： 8 3 5 1 8 8 . 7 4 4 . 9 81 8 5 6 9 . 3b M M p 截面上的扭转应力： 317000 8 . 5 63 7 0 3 8 . 6T p 22 过盈配合处的 k值，由附表 3，并取 0 . 8 2 . 2 5 1 . 8 4k 轴按磨削加工，由附图 30 111 2 . 2 5 1 2 . 3 70 . 9 2 11 . 8 4 1 1 . 8 90 . 9 2K 计算安全系数得： 1 275 2 . 5 82 . 3 7 4 4 . 9 8 0 . 1 0 1 155 1 8 . 6 78 . 5 6 8 . 5 61 . 8 9 0 . 0 522 2 2 2 22 . 5 8 1 8 . 6 7 2 . 5 6 1 . 52 . 5 8 1 8 . 6 7 故可知其截面右侧强度也是足够的。 2、中间轴的设计计算 1）中间轴上的功率2p、转速2 . 7 , 5 6 . 5 9 / m i n , 1 2 9 8K W r N mp n T 2）求作用在齿轮 3上的力 因已知齿轮分度圆直径3 = m 1 2 9 8 1 0 = = = 2 6 5 1 6 . 9 . 9 33 t a n 2 6 5 1 6 . 9 t a n 2 0 = = = 9 9 4 6 . 8 Nc o s c o s 1 4 . 0 6F t 33 = t a n = 2 6 5 1 6 . 9 t a n 1 4 . 0 6 = 6 6 1 1 . 4 N 3） 初步确定轴的最小直径 先按式（ 15 2）初步估算轴的最小直径，选取轴的材料为 45钢，调质处理。根据表 15 3，取0=120A，于是得： 23 3 33om i 7= = 1 2 0 = 4 4 . 3 m . 5 9d 4）轴的结构设计 1拟定轴上零件的装配方案，如图所示 2根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。 h=6径34 85 。 轴上零件的周向定位 齿轮与轴的周向定位采用平键连接，按截面23 71 ，查表查得平键 截面2 0 1 2b h m m ， 键 长 为 90 按截面 45 70 ，查表查得平键 截面24 2 0 1 2b h m m ，键长为 636 6 确定轴上的圆角和倒角尺寸 参考表 15轴端倒角为 2 45 ，轴段 2、 6 处轴肩的倒角为 段 3、 4、 5的倒角为 R=2 5） 求轴上的载荷 首先根据轴的结构图做出轴的计算简图 ,从上已经知道 ,对于圆锥滚子轴承 30211,由手册中可查得 a=为简支梁的轴的支承跨距 。 对轴进行计算并做出弯矩图和扭