课程设计机械专业

1、课程设计机械专业机械设计课程设计2010-2011第 2 学期姓 名： 班 级： 指导教师： 成 绩：日期：2011年5月目录1. 设计目的（3）2. 设计方案（3）3. 传动装置的总体设计 （4）3.1 电机选择（4）3.2 传动装置的总传动比及分配 （5）3.3 传动装置各轴的运动机动力参数 （ 6）4. 传动件的设计（7）4.1 V 带的设计（7）4.2 齿轮的设计（9）5. 轴及轴上零件的设计 （10）5.1 高速轴及轴上零件的设计、 校核（10）5.2 中速轴及轴上零件的设计、 校核（17）5.3 低速轴及轴上零件的设计、 校核（24）6. 箱体结构的设计（29）7. 润滑设计（30

2、）31）8. 密封类型的设计9. 其他附件的设计 （31）10. 参考文献（32）11. 实验心得（33）、设计目的：带式运输机传动系统中的二级圆柱齿轮减速器1）工作条件 要求减速器沿输送带运动方向具有最小尺 寸，单向运转，有轻微振动，两班制工作，使用 期限 10 年。2）原始数据已知条件题号E1E2E3E4E5E6输送带拉130130140170170180力 F （N）000000输送带速 度 v（ m/s）0.680.80.750.850.750.8滚筒直径 D（mm）3003603503803403653）设计工作量（1）设计说明书（2）减速器装配图（3）减速器零件图、设计方案：滚筒输

3、送带联轴器减速器电动机带传动三、传动装置的总体设计3.1 电动机的选择设计内 容计算及说明结果1、选择电动 机的类 型按工作要求和工作条件选用 Y 系列三相鼠 笼型异步电动机，其机构为全封闭自扇冷式 结构，电压为 380V2、选择电动 机的容工作机的有效功率为 ：量F=T/(D/2)=4750PWFV 4750 0.9 4.275KWPW 4.275KWWW 1000 1000 从电机到工作机输送带间 的总效率为：421 2 3 4 5 式中， 1 2 3 4 5分别为联轴 器，轴承，齿轮传动，卷 筒和带的传动效率，由机 械课程设计表可知=0.7761 =0.99， 2 =0.98， 3 =0

4、.96，4 =0.96， 5 =0.96pd 5.5KW420.99 0.984 0.962 0.96 0.96 =0.776所以电动机所需的工作功率为：pd pw 4.275 5.5KWd 0.7763、确定电动机的转速按表推荐的传动比合理范围， 二级圆柱 齿轮减速器传动比 i =860,而工作机卷轴 筒的转速为：60 1000v 60 1000 0.9nw53r / minw d 320所以电动机的可选范围为：nd i nw (860) 24 53 (8471272)0r / min 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、 质 量和价格等因素，为使传动装置结构紧凑， 决定使用同步转速为 1500

5、r/min 的电动机 根据电动机的类型、容量和转速，由 电机产品目录或有关手册选定电动机的型电 动 机 型 号额 定 功 率 /k w满 载 转 速 /(r/ min )起动转矩 额定转矩最大转矩额定转矩Y100L1-42.214202.22.2号为 Y100L1-4 ，其主要性能如下表所示3.2 计算传动装置的总传动比 i 并分配传动比nw53r /min设计计算及说明结果内容1、总传动比n m 1420i m 26 .79 n w53i 26.792、分配传i i i i 动比考虑润滑的条件，为使两级大齿轮相近，取 i i i =2 , 故：i =2i i 2 26.79 2 3.66i

6、3.66i i 3.66i 3.663.3 计算传动装置各轴的运动和动力参数设计内 容计算及说明结果1、各轴的轴 nnm 1420710r /mini2转数n710r /min轴nn710710 193.99i3.66r /minn193.99 r /min轴nn193.9953i3.66r/minn53r /min卷筒轴nn53r /minn卷53r /min2、各轴的 输出功率轴p pd 1 5 5.5 0.98 0.96 5.1744 kw 轴p p 2 3 5.1744 0.98 0.96 4.8681kw 轴p p 2 3 4.8681 0.98 0.96 4.5799 kw 卷筒轴

7、p p 2 1 4.5799 0.98 0.99 4.4434kwp =5.1744 kwp 4.8681 kwp 4.5799 kwp卷 4.4434 kw3、各轴的 输出转矩Td 9.55 106 pd 9.55 106 5.5nm142043.70 104n?mm故轴T 9.55 106 p1 9.55 106 5.1744n171069.5993N?m轴T 9.55 106 p2 9.55 106 4.8681n2193.99239.65N ? m轴T 9.55 106 p3 9.55 106 4.5799n353825.2461N ?m卷筒轴Td 37.0N ?mT 69.5993

8、N?mT 239.65 N?mT 825.2461N ?mT卷 800.6503N ?mT 9.55 106 p 9.55 106 4.4434 n 53800.6503N ?m四、传动件的设计4.1 减速器外传动部件 V 带的设计设计 内容计算及说明结果1、带的型额定功率 P= 4.275KW普通 V 带号和根数取 ka=1.1的确定Pc=ka* p=4.7025kwV带A型根据功率 pc 和小带轮转速n1=710r/min查表得带型为普通 V 带 A 型2、主要参查表得 dmin =75mmd1=90mm数的选择取小轮基准直径 d1=90mm大轮基准直径 d2=i d1 2 90180 m

9、md2=180mm带速 vd1n190 14206.7 m/sv 6.7m/s带速 v60 1000 60000初步确定中心距 ao,即0.7（d1+d2）ao 2（d1+d2）189 ao 540取 ao=300基准长度d1 d2L0 =934mm934 mmL d=1000mmL0 2a0 d1 d20 0 2 124a0查表得 L d=1000m实际中心距 aa a0 Ld L0 333 mm2a =333mm考虑到传动的安装、 调整和 V 带张紧的需要， 中心距的变动范围为 :221mm257mm小包角 1 180 d2 d1 57.3 1680a1 1200即满足条件V 带根数查表得

10、 K a=0.98 kl=1.06p0=0.3kw p=0.03kwpcpc4.7025zp0 po pk kl 0.3 0.03 0.98 1.0613.71 14查 表 8-3 得 Y 带 的 单 位 长 度 质 量 q=0.023kg/m,所以：初拉力500PC 2.52F01 qv 55.82 N0 ZV K作用在带轮轴上的压力 FqFq 2zF0 sin674.6 Nq 0 21 =1680Z=6F0 =55.82NFq =674.6 N4.2 减速器内传动部件的设计4.2 齿轮设计设计 内容计算及说明结果1、选择材 料、热处 理方法及 公差等级（ 1）选用直齿齿轮（ 2）大小齿轮均

11、为锻钢，小齿轮材料为45钢（调质），硬度为 250HBS 大齿轮材料为 45 钢（调质） ，硬度为 220HBS。（ 3）选用的精度等级为 8 级45钢小齿轮调 质处理 大齿轮调 质处理8 级精度2、计算传 动的主 要尺寸因为是软齿面闭式传动，故按齿面接触 疲劳强度进行计算，其设计公式为：d 3 2kT1 u 1 ZH ZEd1 3 1 H E d u H1）选择材料及确定许用应力小齿轮45 钢，硬度为 250HBS, H lim 600Mpa ，FE 450Mpa大齿轮45 钢，硬度为 220HBS, H lim 600Mpa ，FE 450Mpa取 SF=1.25 SH=1.1Z H =2

12、.5 Z E=189.8FE 450F1F1 FE 360 MpaF1F1 SF 1.25H lim 600H 1H 1 545.5 MpaH 1H 1 SH 1.12）按齿面接触强度设计齿轮按 8 级精度取载荷系数 K=1.5 ，齿宽系数 b 0.8小齿轮传递转矩 T1 2.358 104 N mm3 2kT1 u 1 ZH ZEd1 3 =44.2mmd u H齿数取 Z1=20,则 Z2=4.06*20=81 故实际传动比 i=81/20=4.05 模数d1 44.2m 1 2.21 mmz1 20齿宽b dd1 0.8 44.21 35.36 mm取 b2=45mm b1=40mm按表

13、 4-1 取 m=2.5,实际的d1 z m202.5 50 mmd2 z m812.5 202.5mm中心距d1 d2 a50 202.5222、计算传动的主要尺寸3）验算齿轮弯曲强度 :4T 9.01 104N mm T 34.47 104 N mm 查图得齿形系数YFa1=2.36 YFa2=2.28Ysa1=1.68Ysa2=1.772KT1YFa1Ysa1 2 1.5 9.01 104 2.36 1.68 F1 2 2Z1=20Z2=81F1bm2z145 2.52 5076.2Mpa 360Mpa2KT1YFa2Ysa2 2 1.5 34.47 104 2.28 1.77F2bm2

14、z2240 2.52 202.582.38Mpa 360Mpa故是安全的4）齿轮的圆周速度d1n160 100050 7106 1041.875 m/s对照 11-2可知选用 8 级精度是合适的b2=45mmb1=40mmm=2.5d1 50mm d2 = 202.5 mm126.25mmv 1.875m/s五、轴及轴上零件的设计计算5.1 高速轴的设计与计算设计 内容计算及说明结果1、已知条 件高速轴传递的 功率 p1= 1.753kw ，转速 n1=710r/min ， 小 齿 轮 分 度 圆 直 径d1=50mm ，齿轮宽度 b1=45 mm2、选 择轴 的材 料因传递的功率不大， 并对

15、重量及结构尺寸无 特殊要求，故选用常用的材料 45 钢，调制 处理45 钢，调制处理3、初 算轴 径才由教材表 14-2 查得 C=118107，考虑到轴 端既承受转矩又承受弯矩故取中间值 C=110，则：dmin C3 p1 110 3 1.735 14.8mmminn1710轴和联轴器之间有一个键槽， 轴径轴径应该 增大 5% ，轴端最细处的直径： d114.8mm+14.8*0.05mm=15.5 mmdmin=15.5mm轴的结构如图所示1）带轮及轴段 I 的设计 : dmin=15.5mm4、结 构设 计电动机小轮的轴径为 28mm，故大轮应不小 于 28mm取 d=28mmV 带与

16、轴配合长度 L=70mm 为了保证轴 承挡圈只压在 V 带轮上不压在轴的端面上， 故轴段 I 的长度略短取 LI=68dI=28mmL I=68mm2）轴段 II 的设计：II 段用于安装轴承端盖，轴承端盖的 e=7.2mm（由减速器及轴的结构设计而定） 。 根据轴承端盖的拆卸及便于对轴承添加润 滑油的要求，取端盖与 II 段右端的距离为 20mm。故取 LII =34，因其右端面需制出一 轴肩故取 dII =32mm 。3）轴承与轴段 III 和轴段 VI 的设计： 考虑到齿轮有轴向力存在， 且有较大的周 向力和径向力作用， 选用圆锥滚子轴承。 轴 段 III 安装轴承，其直径应即便于轴承安

17、装， 又符合轴承内径系列， 现暂取轴承为 30207 ，由此查表得 d=35mm, 外径 D=72mm ，宽 度 B=17mm,T=18.25mm, 故 dIII =30mm LIII =17+17=34mm 。通常一根轴上的两个轴承取相同型号， 则 dVI =30mm.5） 齿轮及轴段 IV 的设计： 该轴上安装齿轮，为了便于齿轮的安装， dv 应略小于 dIV ， 可初定 dv=40mm，齿轮的 分度圆直径比较小， 采用实心式， 齿轮宽度 b1=45, 为了保证套筒能顶到齿轮的右端面， 该处轴径的长度应比齿轮宽度略短，取 Lv=43mm.4）轴段 IV 的设计： 齿轮左端采用轴间定位，定位

18、轴间的高 度：h=（0.060.1）dV=1.963.2=3mmdII =32mmLII =34mmdIII =35mmLIII =34mmdIV =40mm L IV =43mm轴间直径 dIV =44mm,L IV = 1=10mm6) 轴段 VI 的设计：d VI=30mm,LVI=17mmdv=44mmLv=10mmdVI=35mmLVI=17mm5、键连接轴上零件的周向定位：小齿轮做成齿轮轴的形式 带轮与轴之间的定位均采用 A 型平键连接。 查表得：V 带选用的键尺寸为 b*h*l=6*6*64A 型平键连接V带 b*h*l=6*6*646、倒角如图所示，轴的两端倒角 C1.5，其余

19、图示。两端倒角 C1.5 其余图示7 、轴 的受 力分析画轴的受力分析图， 轴的受力分析分析图如 图所示：已知：作用在齿轮上的圆周力2T1d12 2.358 104 943.2N50F 943.2N径向力Fr F tan943.2 tan 200 343.3NFr 343.3N法相力FFa cos943.21003.7 Ncos20Fa 1003.7N齿轮的分度圆直径 d=50mm 作用在轴左端 的外力 F=744.2 N1）求垂直面的支撑反力：F1vFr L2 Fa d2343.2 44.35 1003.7 2588.7111.3NF1v111.3NF2V Fr F1V 343.3 111.

20、3 454.6NF2V 454.6N2）水平面的支撑反力：F1H F2H Ft 471.6N23）F 在支撑点产生的反力：F1FF2FF K 744.2 110.5LF F1F88.7744.2 927.1927.1N1671.3N外力 F 作用方向与带传动的布置有关，在 具体位置尚未确定前， 可按最不利的情况考 虑，见（ 7）的计算 4）绘垂直面的弯矩图：M av F2V L 454.6 44.35 20.1N M2M av F1V L 111.3 44.35 4.9N.M25）绘水平面的弯矩图：M AH F1H L 236 44.35 10.5N.M26）F 产生的弯矩图：M 2F F K

21、 744.2 110.5 82.2 N .Ma-a截面 F力产生的弯矩为：M AF F1F L 927.1 44.35 41.1N .MAF 1F 27）求合成弯矩图：考 虑最不利的 情况 ，把 MAF 与M 2AV M A2H 直接相加MA= M 2AV M A2H +MAF= 20.12 20.92+41.1=70.1 N.mF1H F2H 471.6NF1F 927.1NF2F 1671.3NM av 20.1N MM av 4.9N.MM AH 10.5N.MM 2F 82.2N.MM AF 41.1N.MM A= M 2AV M A2H +M AF= 4.92 20.92+41.1=

22、62.57 N.m8）求轴传递的转矩：T 2.358 104 N.mm9）求危险截面的当量转矩如图所示， a-a 截面最危险，其当量转矩 为：22M eM a2T如认为轴的扭切应力是脉动循环应变力， 取 折合系数 a=0.6，带入上式可得：M A=70.1N.mM A=62.57N.mT 23.58N.mMeMa2T 270.12 0.6 23.58 271.51N.m 10）计算危险截面处轴的直径轴的材料选用 45 钢，调质处理，由表 14-1 查得 B=650Mp,由表 14-3 查得 -1b=60Mpa, 则：M e3 71.51 103d 3 e322.8mm0.1 1b 0.1 60

23、 考虑到键槽对轴的消弱，将 d 值加大 5% ， 故： d=22.8*1.05=24mm32mm 满足条件8 、强 度的 校核因 a-a 处剖面左侧弯矩大， 同时作用有转矩 ，且有键槽，故 a-a 左侧为危险截面 其弯曲截面系数为：W d3 bt d t 2503 6 650 6 2W 32 2d 32 2 501.25 104 mm3 抗扭截面系数为：d3 bt d t 2503 6 650 6 2WTT 16 2d 16 2 502.5 104mm3 弯曲应力为：3M b 70.1 103b b 4 5.608Mpab W 1.25 104扭切应力为：T1 2.358 104b 1 4 0

24、.94MpaW 2.5 104 按弯扭合成强度进行校核计算， 对于单向转 动的转轴， 转矩按脉动循环处理， 故取折合 系数 a=0.6 则当量应力为：2 2 2 2 e b2 4 2 5.6082 4 0.6 0.94 2 5.721Mpa由表查得 45 钢调质处理抗拉强度极限b =640Mpa ，则由表查得轴的许用弯曲应 力 -1b =60Mpa, e-1b,强度满足要求。9 、键 连接V 带处键连接的挤压应力为：强度的校44T 4 2.358 104核p 6.14Mpap dhl 40 6 64取轴、键 的材料都是 钢， 查表得p= 6090Mpa,pFd1 即：Fa1=Fae+Fd2=1

25、024.6NFa2=Fd2=522.3N(2) 计算当量动载荷 PFa1 1024.6 1.1 eFR1 927.1即P xFr yFa 0.4 103.4 1.6 314 543.76(3) 校核轴承寿命 查表得： fT=1.0 fp=1.1N106 6 3106 fT c1061.0 54.2 103 3Lhh 60n fp p60 710 1.1 543.7667.8 106Lh 10 365 18 6.57 104h满足使用LhLh即满足使用寿命要求寿命要求5.2 中轴的设计与计算设计 内容计算及说明结果1 、已 知条 件中 间 齿 轮 的 功 率 为 1.649kw ， 转 速 n2

26、=174.88r/min, 大 齿 轮 的 分 度 圆 直 径 d1=202.5mm,大齿轮的分度圆直径 d2=50mm2 、选 择轴 的材料因传递的功率不大， 并对重量及结构尺寸 无特殊要求，故选用常用的材料 45 钢，调质 处理材料 45 钢 调质处理3 、初 选轴 径由教材表 14-2 查得 C=118107，考虑到轴端 既承受转矩又承受弯矩故取中间值C=110，则：p21.649dmin C3 n2 110 3 174.88 22.5mm 轴和联轴器之间有一个键槽， 轴径轴径应该增 大 5% ，轴端最细处的直径： d122.5*1.05mm=23.6 mmdmin 23.6 mm4、结

27、 构设 计轴的结构如图所示1)轴段 I 和轴段 V 的设计：5、键连接考虑到齿轮有轴向力存在， 且有较大的周 向力和， 故选用圆锥滚子轴承， 轴段 I 和轴段 VI 安装轴承，其直径应便于安装，有复合轴 承内径系列，现暂取轴承 30206 查 表 得 ： d=30mm, 外 径 D=62mm,宽 度 B=16mm,T=17.25m，m 故取 dI =dv=30mm LI =32mm LV=32mm (2) 大齿轮及轴段 II 的设计：该轴上安装齿轮，为了便于齿轮的安装， dv 应略小于 dII ， 可初定 dII =40mm，齿轮的分 度圆直径比较小，采用实心式，齿轮宽度 b1=40, 为了保

28、证套筒能顶到齿轮的右端面， 该 处轴径的长度应比齿轮宽度略短，取 LII =38mm.(3)轴段 III 的设计： 考虑到高低速轴的配合及大小齿轮的定 位取 dIII =46mm LIII =32+17+6=55mm (4) 小齿轮及轴段 IV 设计：该轴上安装齿轮，为了便于齿轮的安装， dv 应略小于 dIV， 可初定 dIv =40mm，齿轮的分 度圆直径比较小，采用实心式，齿轮宽度 b1=45, 为了保证套筒能顶到齿轮的右端面， 该 处轴径的长度应比齿轮宽度略短，取 LIv =43mm.轴上零件的周向定位： 齿轮，带轮与轴之间的定位均采用 A 型平 键连接。查表得： 大齿均选用的键尺寸为

29、 b*h*l=10*8*38 小齿均选用的键尺寸为 b*h*l=10*8*43dI =dv=30mmLI =32mmLV=32mmdII =40mmLII =38mmdIII =46mmLIII =55mmdIv =40mmLIv =43mmA型 平键连接 大齿均 b*h*l=10*8*38 小齿均 b*h*l=10*8*406、倒角两端倒角为： 1.2*45 0 其余见图两 端 倒 角 为 ：1.2*45 07 、轴 的受 已知：作用在齿轮上的 力分析大齿轮： 大齿轮：圆周力2T2 2 9.01 104F 2 890Nd1202.5径向力Fr F tan 890 tan 200 324N 法

30、相力F 890Fa947.1Ncoscos 20小齿轮：圆周力2T2 2 9.01 104F 2 3604N d250径向力Fr F tan 3604 tan 200 1131.7 N 法相力F 3604Fa3835.3Ncoscos 20(1)画轴的受力分析图，轴的受力分析图如下 图所示：F 890 NFr 324 NFa 947.1N小齿轮：F 3604 NFr 1131 .7NFa 3835.3NF1H 451NF2H 1004 .7NF1V = 2546.7N(2)求支撑反力： 水平面上：Fr1 L2Fr 2 L3 Fa2F1Hd22Fa1 d21451NF2V 5260.7 NF2H

31、 Fr1 Fr 2 F1H 324 1131.7 451 1004.7NF1 2585 .6N垂直面上：F F 2 L3 F 1 L2 L 3 F1V1VL1 L2 L3890 46 36.4 97.5 462546.7N 187F2 5355 .8NF 2 F 1F1V3604 890 ( 2546) 轴承 1 的总反力为：5260.7N254622585.6NM aH 19.6N .m（3）画弯矩图： 在水平面上： a-a 剖面左侧为：M aH F1H L1 451 43.5 19.6N .m a-a 剖面右侧为：M aH M aH Fa 2 d2 19.6 103 947.1 101.2

32、5 aH aHa 2 2115.5N.mb-b 剖面右侧为：M bH F2H L3 1004.7 46 46.2N .m b-b 剖面左侧为：MaH MaH Fa3 d2 19.6N.m 3835.3 25 aH aHa 3 2115.5N.m 垂直面上：M aVF1V L1 2546.7 43.6 111N .mM bV F2V L3 5260.7 46 242N .m 合成弯矩图：a a剖面左侧：M a M aH 2 M aV 219.62 1112112.7 N ma a剖面右侧：M aM aH2 M aV2115.52 1112160.2 N m b b剖面左侧： M bM bH 2

33、M bV 246.22 2422246.4 N m b b剖面右侧： 2 2 2 2 M bM bH2 M bV2115.52 2422268.2 N mMaH 115.5N .mM bH 46.2N.mMaH 115.5N .mM aV 111N .mMbV 242 N.ma a剖面左侧：Ma 112.7N m a a剖面右侧：M a 160.2N m b b剖面左侧：Mb246.4 N mb b剖面右侧：M b 268.2 N m8 、校 核轴 的强度因 b-b 右侧弯矩大，同时有转矩。 故 b-b 左侧 为其危险剖面 其弯矩系数：3 2 3 2W d3 bt d t 2503 6 650

34、 6 2W 32 2d 32 2 50 12500mm33 2 3 2 d 3 bt d t 2403 6 6 40 6 2W16 2d 32 2 40325000 mm3弯曲应力：5M B 2.682 105b B21.456 Mpab W 12500扭切应力：T2 90.1 1042 3.064MpaWT25000按弯曲合成强度进行校核计算， 对于单向转动 的转轴， 转矩按脉动循环处理， 故取折合系数 a=0.6，则当量应力为：2 2 2 2 e b2 4 221.4562 4 0.6 3.064 222Mpa由 表 查 得 45 钢 调 质 处 理 抗 拉 强 度 极 限 b =640M

35、pa ，则由表查得轴的许用弯曲应力 -1b =60Mpa, e-1b ,强度满足要求。轴的强度满足要 求9 、校 核键 连接强度齿轮处键连接的挤压应力为：44T 4 9.01 104 p 56Mpa p dhl 40 7 23取轴、键 的材 料 都是 钢， 查表 得 p= 6090Mpa,pFd1 即：Fa1=Fae+Fd2=4532.45NFa2=Fd2=1644.25N(3) 计算当量动载荷 P1 和 P2Fa1 4532.45a1 1.75 eFR1 2585.6Fa2 1644.25 0.3125 eFR2 5261.6即P1 xFr1 yFa1 0.4 2585.6 1.6 4532

36、.45 8286.16N(3)P2 Fr2 5261.6N 校核轴承寿命 因 P2P1故只需校核轴承 1 查表得： fT=1.0 fp=1.1106 6 3106 fT c1061.0 43.3 103 3Lhh 60n fp p60 174.88 1.1 8286.1651.71 105Lh 10 365 18 6.57 104hLhLh即满足使用寿命要求轴承寿命满足要 求5.3 低速轴的设计与计算设计 内容计算及说明结果1 、已 知条 中 间 齿 轮 的 功 率 为 1.551kw ， 转 速 件n3=43r/min, 齿轮的分度圆直径 d1=202.5mm2、选 择轴 因传递的功率不大，

37、 并对重量及结构尺寸 的材料 无特殊要求，故选用常用的材料 45 钢，调质 处理3 、初 选轴 径由教材表 14-2 查得 C=118107，考虑到轴端 既承受转矩又承受弯矩故取中间值 C=110， 则：dminC3 np22 110 3 117.54.581820.89mm材料 45 钢 调质处理轴和联轴器之间有一个键槽， 轴径轴径应该增 大 5% ，轴端最细处的直径： d120.89*1.05mm=21.9mmdmin 21.9mm(1)联轴器及轴段 VI 的设计：dVI =30mmLVI =58mm轴段 VI 安装联轴器此段设计应与联轴器 的选择同步选择， 为补偿联轴器所连接两轴的 安装

38、误差、隔离震动，选用弹性柱销联轴器查 表得 ka=1.3，则计算转矩Tc ka T3 1.3 1.04 10 、结 构设 低速轴轴的结构如图所示：41.35 104查表得： LX2 型联轴器满足要求，工称转矩 Tn=560n.m ，需用转速 n=4300r/min, 轴孔范围 2035 由于 d21.9,取 dVI =30mm 。轴孔长度 60mm，J 型轴孔， A 型键，为了保证轴段挡 圈只在半联轴器上，故L VI 略短，取L VI =58mm(2)轴承及轴段 I 和轴段 IV 的设计：考虑到齿轮有轴向力存在， 且有较大的周向力 和径向力作用，选用圆锥滚子轴承。 轴段 I 和dI =dIV

39、=35mmIV 安装轴承，其直径应即便于轴承安装，又L I =17mm符合轴承内径系列，现暂取轴承为 30207 ，由此查表得 d=35mm,外径 D=72mm，宽度 B=17mm,T=18.25mm, 故dI =dIV =35mmL I =17mmLIV =17+17=34mm(3)齿轮及轴段 III 的设计：LIV =34mm该轴上安装齿轮，为了便于齿轮的安装， dIIIdIII =40mm应略小于 dII ， 可初定 dIII =40mm，齿轮的分度 圆直径比较小， 采用实心式，齿轮宽度 b1=30, 为了保证套筒能顶到齿轮的右端面， 该处轴径 的长度应比齿轮宽度略短，取 LIII =2

40、8mm.LIII =38mm(4) 轴段 II 的设计：dII =42mmh=(0.07-0.1)d=2.8-4取 dII =42mm,L=10mm(5) 轴段 V 的设计：轴承端盖的总长度为 30(由减速器及轴承端L=10mm盖结构设计而定) 。根据轴承端盖便于拆装，LV=60mm取轴 承端 面与 联轴器的距 离 L=30mm故 LV=60mm ,dV=33mmdV=33mm5、键连接轴上零件的周向定位：A 型平键连接齿轮，联轴器与轴之间的定位均采用 A 型齿轮平键连接。查表得：b*h*l=12*12*42齿轮选用的键尺寸为 b*h*l=12*12*42联轴器选用键尺寸为 b*h*l=12*

41、12*54联轴器b*h*l=12*12*546、倒角两端倒角为： 1.2*45 0 其余见图两端倒角为：1.2*45 07 、轴 的受 已知：作用在齿轮上的 力分析齿轮：齿轮：圆周力2T2d12 3.447 104202.53402.2N径向力F 3402.2 NFr 1238.3NFr F tan 3402.2 tan 200 1238.3N法相力Fcos3402.2cos203620.5NFa 3620.5N(2)画轴的受力分析图，轴的受力分析图如下图所示：(2)求支撑反力： 水平面上：F2H Fr L2 LFa 2L2L1406.8N1238.3 45.5 3620.5 2584F1HF

42、r F2H1238.3 406.8 1645N垂直面上：F2VF 2 L2L1 L23402.2 45.5841842.8NF1V F 2 F2V3402 1842 .8 1559.1N 轴承的总反力为：2 2 2 2F2F2H2 F2V 2406.8 2 1842.82 1887F1F1H 2 F1V216452 1559.12 2266.5N（4）画弯矩图： 在水平面上： a-a 剖面左侧为：M aHF2H L1 406.8 38.5 15.6N .ma-a 剖面右侧为：M aH F1H L2 1645 45.5 74.8N .m垂直面上：M aV F2V L1 1842 38.5 71N

43、 .m 合成弯矩图：a a剖面左侧：M a M aH 2 M aV 2 15.62 71272.7 N ma a剖面右侧：M a M aH2 M aV274.82 712103.1N mF2HF1H.2N2VF1VF2F1aH406.8N1645N1842.8N1559.1N1887 .2N2266 .5 N15.6N .mM aH 74.8 N .mM aV 71N.maa剖面左侧：Ma72.7 N maa剖面右侧：Ma103.1N m8 、校 核轴因 b-b 左侧弯矩大，同时有转矩。故 b-b 左侧的强度为其危险剖面 其弯矩系数：32Wd 3 bt d t 2503 626 50 6 2W

44、32 2d322 50312500mmd 3 bt d t 2503 66 50 6 2W16 2d162 50325000 mm3弯曲应力：5M B 1.03 1058.248Mpab W 12500扭切应力：T2 34.47 104WT2500013.8Mpa按弯曲合成强度进行校核计算，对于单向转动的转轴，转矩按脉动循环处理，故取折合系数a=0.6，则当量应力为：2 2 2e b2 4 2 8.2482 4 0.6 13.8 2 23.57Mpa由 表 查 得 45 钢 调 质 处 理 抗 拉 强 度 极 限 b =640Mpa ，则由表查得轴的许用弯曲应力 -1b =60Mpa, e -1b ,强度满足