机械设计课程设计原始资料

1、机械设计课程设计原始资料设计题目卷扬机传动装置设计二、运动简图n43卷扬机传动装置1 电动机2v带3齿轮减速器4联轴器5滚筒6输送带三、工作条件该装置双向传动，断续工作，有轻微冲击，起动载荷为公称载荷的1.4每天工 作8小时，使用期限5年(每年按300天计算),大修期2年四、原始数据卷筒直径d (mm)： 420运输带速度v (m/s)： 0.85钢丝绳拉力f (n)： 4200五、设计工作量1减速器总装配图一张2齿轮、轴零件图齐一张3设计说明书一份六、设计说明书内容1. 运动简图和原始数据2. 电动机选择3. 主要参数计算4. v带传动的设计计算5. 减速器斜齿圆柱齿轮传动的设计计算6. 机

2、座结构尺寸计算7. 轴的设计计算8. 键、联轴器等的选择和校核9. 滚动轴承及密封的选择和校核10. 润滑材料及齿轮、轴承的润滑方法11. 齿轮、轴承配合的选择12. 参考文献七、设计要求1各设计阶段完成后，需经指导老师审阅同意后方能进行下阶段的设计；2. 在指定的教室内进行设计.第一章电动机的选择及功率的计算1.1电动机的选择及运动参数的计算1.1.1电动机的选择根据减速装置工作条件和工作要求，选用三相笼型异步电动机。电源的电压为380vo1. 1.2选择电动机功率根据已知条件，工作机所需要的有效功率为:其中f:运输带工作拉力v:运输带工作速度电动机所需要的功率匕为：pd=由表9-6确定各部

3、分效率为：滚动轴承传动效率巾=0.99 （三对齿轴承与一对卷筒轴承），齿轮传动效率；72 = 0.97 （齿轮精度为8级），齿轮联轴器传动效率仏=0.99卷筒效率“4 = 0.96代入上式得：传动装置总效率“ =0.99 xo.972xo.9vxo.96xo.96 = 0.82电动机所需要的功率为：他=竺加=4.35皿 ° “ 0.82因载荷轻微冲击，电动机额定功率焉等于14&即可查表选电动机功率 為为75kw,选型号为y132m4的电动机.1. 1.3确定电动机转速卷筒轴工作转速：按表2-1推荐的传动比合理的范围，二级圆柱齿轮减速器传动比范围为i=840.则电动机转速可选范

4、围为：nd 二 innw=（840）x40.6=324.81624i7min选取电动机型号为y132m-4,其主要参数见表1：同步转速(min-1 )额定功率(加)满载转速(min-1 )起步/ 转矩/页定 /转矩最大/ 转矩/页定 /转矩15007.514402.22.3二.主要参数的计算一、确定总传动比和分配各级传动比传动装置的总传动比z= 35.5%40.6查表可得v带传动单级传动比常用值24,圆柱齿轮传动单级传动比常用值为35,展开式二级圆柱齿轮减速器i严(1.3ib”；。ii=l. 4i2,而 ia=i0iii2,取 i0=2. 5,i = ii2 = ia/i0 = 14.2初分传

5、动比为心带=2.5, «=4.47, 4 =3.18o二、计算传动装置的运动和动力参数木装置从电动机到工作机有三轴，依次为i, ii, iii轴，则1、各轴转速nm 14405 / = 576 r/ min% 带2.5=空_ 1羽&” nin出 z； 4.47=勺=h128.86tit=40.52/nin4q64q520.6=1.97%<3%2、各轴功率p £（） = p（l x?7v 带=435x096 = 476aw垃=片i ii = ax”：轴承 x齿轮=4176x0.99x097 = 401rwaii =百【"iiiii f 轴承 x&quo

6、t;齿轮=4.01x0.99x0.97 = 3.s5kw3、各轴转矩p435td = 9550 = 9550x= 28.849/v "n(l1440t = tdiy 带o =2&849 x 2.5 x 0.96 = 69.238n - mtu =7；初i = 69238x4.47x0.99x0.97 = 297207/v - m心=片羽1】hi =297.207x318x099x097 = 907597n"三v带传动的设计计算一、确定计算功率<查表可得工作情况系数ka =1.2故 £ =心 x p = 1.2x 7.5 = 9.0bv二、选择v带的带

7、型根据£“、/,由图可得选用a型带。三、确定带轮的基准直径心并验算带速卩1、初选小带轮的基准直径查表8-6和8-8可得选取小带轮的基准直径心=90mm2验算带速u按计算式验算带的速度7cd,xn龙x90xl440v =60x100060x1000=6.782 777/ s因为5m/s < v < 30m/s ,故此带速合适。3、计算大带轮的基准直径心2按式(8-15a)计算大带轮的基准直径=,=2.5x90 = 225772/7?根据教材表88,圆整得dd2 = 224mm4、确定v带的中心距a和基准直径厶（1）按计算式初定中心距绳=430加n （。.了血+ dd2） &

8、lt;a0 < 2（ddl +為）（2）按计算式计算所需的基准长度兀a/o = 20 + (dd + dd2) +(4/2 _ 4/1 f%2x430 +即(90 + 224) +詈券=1364mm查表可选带的基准长度ld = 1400mm（3）按计算式计算实际中心距g= (430 +1400 13642屮心距的变化范围为（427 m m - 490m m ）。5、验算小带轮上的包角©,- 180°-（j/2 一d（/）= 180° -（224一90）-= 163° > 120°、计算带的根数（1）计算单根v带的额定功率耳由 门=9

9、0mm和 =1440 r/min 查表可得 p（） = 1.064bv根据/7 = 1440"min,心2.5和 a 型带，查表可得=0a69kw. ©=0.956、 kl = 0.96 o故 pr =（+a）v£ = （1.064 + 0.169）x0.956x0.96 = 1.132bv（2）计算v带的根数z7 =冬=丄二=6.625故取v带根数为7根p, 1.1327、计算单根v带的初拉力的最小值（丘）斷查表可得a型带的单位长度质量q = 0.10kg/m(坨).=500_ p“ +=(500x(25-o.956)x7.5d)b67822)n=132j74n

10、' 0 7n,nkazv0.956x7x6782应使带的实际初拉力佗(佗)斷。8、计算压轴力耳压轴力的最小值为(fp) . =2z(f( sin = 2x7xl32.174xsin = 1 8 3 0.1 n r / min v / nun2四减速器斜齿圆柱齿轮传动的设计计算一、高速级齿轮1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1) 按图所示的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。(2) 运输装置为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。(3) 材料选择：查表可选择小齿轮材料为40cr(调质)，硬度为280hbs； 大齿轮材料为45钢(调质)，硕度为240hbs,二者材料硕度差为40hbs。

11、(4) 选小齿轮齿数z, = 24 ,大齿轮齿数z2 =4.47x24 = 107.28,取z2=108(5) 选取螺旋角，初选螺旋角0 = 14°2、按齿面接触强度设计，按计算式试算即血n12ktt u ± 1z/ zekt(i) 确定公式内的各计算数值 试选kt =1.6,由图 10-26=0.780,=0.85则有ea =eai+ea2 =1.63 小齿轮传递转矩久=69.238n / m 查图10-30可选取区域系数zh = 2.433查表10-7可选取齿宽系数 =1 查表10-6可得材料的弹性影响系数ze = s9.smpa o 查图10-21d得按齿而硬度选取小

12、齿轮的接触疲劳强度极限=600mp ,大齿轮的接触疲劳强度极限巧怙2 = 550mpa o 按计算式计算应力循环次数tv, =60n,jl, =60x576xlx(8x300x5) = 4.147xl08 查图可选取接触疲劳寿命系数灯计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数5 = 1,按计算式(10-12)得(yh = "丽=1.02x600 = 612mpa sy 二灯山曲=1.12x550 二 616m£ s如=0 比=612 + 616=64 砂(2) 计算相关数值 试算小齿轮分度圆直径d“，由计算公式得2x1.6x63.667x1000 5.59xx4.591

13、x1.560"2.433x189.8?<614>=44.81mm 计算圆周速度兀 d”龙x44.81x576 ,v = = 1.351 ms60x100060x1000/ 计算齿宽b及模数也b =屛“ =1x44.81 = 44.81加加clt cos p 44.8 lx cos 1424mnt = = 1.812mmh = 225% = 2.25 x 1.812mm =r7=10-991 计算总相重合度5引=0.318dz tan 0 = 0.318 x 1 x 24 x tan 14 = 1.902 计算载荷系数k查表可得使用系数心=1.25,根据1.351/$, 7

14、级精度，查表10-8可得动载系数褊=1.07,由表10-4查得的值与直齿轮的相同，为1.419khp = 1.350，故载荷系数 k = kakvkhakhp = 1.25x1.07x1.4x1.419 = 2.658 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，按计算式得计算模数叫=1.987mmzj24_ d cos 0 _ 53.07 lx cos 143、按齿根弯曲强度设计，按计算式(10-17)试算即 3以码曲0(1) 确定公式内的各计算数值 、计算载荷系数=1.25 x 1.07 x 1.4 x 1.35 = 2.528 根据纵向重合度£0=1.902,查图10-28可得螺旋

15、角影响系数=0.88 o 查图可选取区域系数召=2.433 , % = 0.795 ,彰=0-875则有 查表取应力校正系数41=1-569, 2 =1-783 o 查表取齿形系数yfal = 2.724,鴛2 =2.194。(线性插值法) 查图10-20c可得小齿轮的弯曲疲劳强度极限o阳=500m£，大齿轮的弯 曲疲劳强度极限碍血=380m£。 查图可取弯曲疲劳寿命系数 仏严0.87 , kfn2 = 0.90 o 计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数s = 1.4,按计算式(10-22) 计算得=抵。阳=°87x500 = 310.714m巧l /i s1

16、.4aaf2 =也ed = °"®。= 244.286m/s1.4 计算大、小齿轮的科午并加以计算爲& _ 2.724x1.569cxf 310.714= 0.014大齿轮的数值较大。(2)设计计算/2x2.528x63.667x1000x0.88xcos2 14；v1x242x 1.586xo.016=1.672m/?对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，故取mn = 2mm ,已可满足弯曲强度，但为了同吋满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径=53.071mm来计算应有的齿数，于是有% cos&

17、quot; _ 53.07 lx cos 14 叫2= 25.747取z, =26,则乙=厶乙=4.59x26 = 1204、几何尺寸计算(1)计算屮心距-0+z啰26 + 120)x2 十 0.5櫛”2 cos p2xcosl4将中心距圆整为d = 15 mm o(2)按圆整后的中心距修正螺旋角c（乙 + zo） mn（26 + 120）x2“b = arccos =arccos = 4.786°2a2x151因0值改变不多，故参数為、s zr等不必修正。（3）计算大、小齿轮的分度圆直径dx =创与=型乞_ = 53.781/27/71cos f3 cos 14.786°

18、f z?mn 120x2山=-=248.219mmcos p cos 14.786°（4）计算齿轮宽度b = = 1x53.071 = 53.071mm圆整后取 4 = 55mm , b2 = 60mm。二、低速级齿轮1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）按图所示的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。（2）运输装置为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。（3）材料选择，在同一减速器各级小齿轮（或大齿轮）的材料，没有特殊情 况，应选用相同牌号，以减少材料品种和工艺要求，故查表可选择小齿轮材 料为40cr （调质）,硬度为52hrc；大齿轮材料为45钢（调质），硬度为45hrc.（4

19、）选小齿轮齿数z3=24,大齿轮齿数z4 =24x3.28 = 78.72-79（5）选取螺旋角，初选螺旋角0 = 14°2、按齿面接触强度设计，按计算式试算即u'± 1u'2z” zekt丿（i）确定公式内的各计算数值 试选kt = 1.6 小齿轮传递转矩e =277.795nh? 查表10-7可选取齿宽系数 =1查图10-26可选取区域系数zh = 2.433,勺3 =0.765, fa4= 0.870则有£ = +£ =l635 查表可得材料的弹性影响系数zf =189.8mo 查图得按齿面硬度选取小齿轮的接触疲劳强度极限6叭3 =

20、600m鬥，大齿 轮的接触疲劳强度极限吹=550m£。 按计算式计算应力循环次数n3 =60: = 60x135.753x1x(2x8x300x5) =1.955xl081.955xl()x_3.28= 5.96x107 查图可选取接触疲劳寿命系数张3 =112，%4=118 0 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数s = l,于是得(yh 3 =扁回吨=1.12x600 = 672m£s(thl 二 %2心 二 1.18x550 = 649m£0”卜 040" = 672 + 649 = 660.5聊(2)计算相关数值»1.6x2.

21、778x105v 1x1.67 试算小齿轮分度圆直径心，由计算公式得=71 as3mm4.28 <2.433x189.8?xx 3.28 i 660.5 丿 计算圆周速度60x1000龙x71.483xl35.75360x1000 计算齿宽夕及模数加：=1x71.483 = 71.483/7im=2,8s9mmd3t cos 0 _ 71.483 x cos 14""zj-_24/?' = 2.25 叫十1 = 2.25x2.889 = 6.50mmb'71.4836.5= 10.997 计算总相重合度勺/ 引 =0.3180z3 tan 0 = 0.

22、318 x lx 24 x tan 14° =1.903 计算载荷系数比查表可得使用系数心=1.25,根据2 = 0.508加/s, 8级精度，查表可得动载系数 ay' = 1.04, kh/' = 1.425 ,你0' = 1.36, kha' = kfa ' = 1.4故载荷系数p=心心'你j灯/ = 1卫5 x 1.07x 1.4x 1.425 = 2.668 按实际的载荷系数校止所算得的分度圆直径，按计算式得3 i/3d3 = dyi t =71.483x2.668 o/1 _zz =sa./bbmm1.6 计算模数"

23、叮t dy cos p 77.953xcos 14 o 1c124in = 3.151/77/772.33、按齿根弯曲强度设计，按计算式试算即叫>（1）确定公式内的各计算数值 计算载荷系数q 佔匕 j s = 1 25 x 1.07 x 1.4x 1.36 = 2.547 根据纵向重合度£/ = 1.824,查图可得螺旋角影响系数* = 0.88 0 计算当量齿数z3 _24cos3 卩 cos314=26.273779zv4 = = = 86.480g cod0 cos314° 查表可取齿形系数£3 = 2.616, 丫&4 = 2.227。 查表

24、可取应力校正系数检3 = l591，漏4 = 1763。(线性插值法) 查图可得小齿轮的弯曲疲劳强度极限巧逅3 =500m£ ,人齿轮的弯曲疲劳强度极限(7fe4 =380a/p o 查图可取弯曲疲劳寿命系数褊v3 = 0.90 , kfn4 = 0.93 o 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数5 = 1.4,按计算式计算刁§ =匕當 3 = 09：500 = 321 429m巧 刁q =抵屜4 = 0.93x380 = 252.429m巧s1.4计算大、小齿轮的y必,kt并加以计算= 0.016牟丿爲 _ 2.227x1.763(rr4252.429大齿轮的数值较大

25、。(2)设计计算xo.016 = 2.30mm(2xl.556x277.795xl000x0.88xcos2 1 孑v1x242x 1.635对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，故取mj = 3mm,己可满足弯曲强度，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肓径d3 = 77.953mm来计 算应有的齿数，于是有z3 =心0 = 77.953xe = 25.205取 z3 = 26 ,则厶=込=3.28x28=91.1-924、几何尺寸计算(1) 计算中心距(z3 +z4)7t? '(26 + 92)x3 ca'

26、=丄丄= = 182.474加加2cos0 2xcosl4°将中心距圆整为a'= 183加加。(2) 按圆整后的中心距修正螺旋角c(z3 + z4)他(26 + 92)x3b' = arccos = arccos = 14.712'la'2x183因0'值改变不多，故参数色、k、zj等不必修正。（3）计算大、小齿轮的分度圆直径必 cos加=26x3=80.644伽cosl4.712°=285.383加加z4mj 92x3cos0' cos 14.712°（4）计算齿轮宽度b'=屛 3 = 1 x 80.644

27、 = 80.644/7?m圆整后取耳=85mm ,=90mm。项目电机轴高速轴i中间轴ii低速轴iii转速(r/min)1440576135.75362.706功率（曲）43843. 687356转矩）26 52863. 667277. 795866. 157传动比2.54.593.28效率0.960.960.922第九部分轴的设计1）高速轴：初定最小直径，选用材料45#钢，调质处理。aa0=112 （下同）贝0 dmin = ao3- = 112xf 3冷5=295 mm最小轴径处有键槽.dmin = 1.07 dmin = 17.72mm最小直径为安装联轴器外半径，収ka=1 .7,同上所

28、述已选用tl4弹性套柱联轴器,轴孔半径d=20mm取高速轴的最小轴径为20mm。由于轴承同时受径向和轴向载荷，故选用单列圆锥滚子轴承按国标t297-94选取30206odxdxt=17.25mm/.轴承处轴径d=30mm高速轴简图如下：2)di dad 3、ii 5、41、6d 4d 5d3dd4取 li=38+46=84mm, l3=72mm,収挡圈直径 d=28mm,収 d2=d4=25mm,d3=30mm, l2=l4=26.5mm, di=d5=20mmo齿轮轮毂宽度为46mm,取l5=28mmo联轴器用键：园头普通平键。bxh=6x6,长 l=26mm齿轮用键：同上。bxh=6x6,

29、长l=10mm,倒角为2x45。5）中间轴：屮间轴简图如下：初定最小直径dmin=选用30305轴承,dx dxt = 25x62x 18.25mmadi=d6=25mm, 1r l1=27mm, l6=52mm|2=|4=10mm, d2=d4=35mm, l3=53mm d3=50mm, d5=30mm, l5=1.2xd5=36mm 齿轮用键：园头普通键：bxh=12x8,长l=20mm6）低速轴:低速轴简图如下:d3 d2初定最小直径:dmin =34.5mm最小轴径处有键槽edmin，=1 -07dmin=36.915mm取 di=45mrrb d2=55mm, d3=60mm, d

30、4=d2=55mmd5=50mm, d6=45mm, d7=40mm；|1=45mm, l2=44mm, l3=6mm, l4=60mm, l5=38mm, l6=40mm, l7=60mm齿轮用键：园头普通键：bxh=16x6,长l=36mm选用 30309 轴承：dxdxt = 40x90x25.25mm； b=23mm； c=20mm五轴的设计计算一、高速轴的设计1、求作用在齿轮上的力高速级齿轮的分度圆直径为dj, =51.761mm竺=2x63667 = 2367.639n“53.781、伽fcos 0 a严迹爲86。也67639詡1264川fae = fle tan 0 = 2367

31、.639x tan 14.786° = 624.938/v2、选取材料可选轴的材料为45钢，调质处理。3、计算轴的最小直径，查表可取4）= 120应该设计成齿轮轴，轴的最小直径显然是安装连接大带轮处，为使心“与带轮相配合，且对于直径d 5 100加加的轴有一个键槽时，应增大5%-7%,然后 将轴径圆整。故取£=24加加。4、拟定轴上零件的装配草图方案（见下图）iljl 211 3113_1ul 5第四部分减速器装配图设计一、轴的结构设计（1）高速级（齿轮轴）结构和尺寸如图二：图二结构尺寸：di=32mgd2=38mm，d3=40mm,d4=46mm,d5=51852mm，d

32、6=46mm，d7=40mm;bi二60mm，b2=46mm, b3=18mm9 b4=95.5mm, b5=54mm, b6= 13mm,b7= 18mm；（2）中间轴（齿轮轴）结构和尺寸如图三:图三结构尺寸：di=45mm,d2=52mm,d3=75.326mm,d4=56mm,d5=48mm,d6=45mm; bi=19mm, b2=14mm, b3=73mm, 64=! 1.5mm, b5=46mm, b6=35mm；(3)低速级轴结构和尺寸如图四:192/c/7/jj/图四结构尺寸:di=40mm,d2=46mm,d3=50mm,d4=57mm,d5=62mm,d6=54mm,ci7

33、=50mm; b|=84mm, b2=44mm, b3=20mm, b4=72mm, b5=6mm, b6=66mm, b7=38mm； 此吋，可验算中间轴大齿轮与低速轴是否干涉，间隙二(165-228.148/2-2-57/2) mm=22.426mm,满足要求。5、根据轴向定位的要求，确定轴的各段直径和长度(1) 根据前面设计知大带轮的毂长为93n)ni,故取l=90mm ,为满足大带轮的定位要求，则其右侧有一轴肩，故取du_u = 32mm ,根据装 配关系，定ai-iii = 35 加加(2) 初选滚动轴承7307ac,则其尺寸为dxdxb = 35mmx80mmx21 mm ,故 =

34、 35mm = rfviii_ix , iii-iv 段挡油环取其长为 19. 5mm,则厶ii-iv = 40.5舁 o(3) iii-iv段右边有一定位轴肩，故取dm_n = 42mm，根据装配关系可定厶it =100切？，为了使齿轮轴上的齿面便于加工，取厶in = vii-vin=44man。(4) 齿而和箱体内壁取a=16mm,轴承距箱体内壁的距离取s=8mm,故右侧挡 油环的长度为19mm,则lvlll_ix = 42mm(5) 计算可得厶=104.5加加,l2 = 15b?777,厶-50.5mm >(6) 大带轮与轴的周向定位采用普通平键c型连接，其尺寸为片7bxhxl =

35、 1o?7x8"77x8o"w?,大带轮与轴的配合为,流动轴承与轴的周 厂6向定位是过渡配合保证的，此外选轴的直径尺寸公差为ni6 求两轴承所受的径向载荷fr和frl带传动有压轴力作(过轴线，水平方向)，fp = 64n。将轴系部件受到的空间力系分解到铅垂面和水平面上两个平面力系图一f re图二fpf" revf tie图三注图二中心，通过另加弯矩而平移到作用轴线上图三中位通过另加转矩而平移到指向轴线巧.2沦(151 + 50)-巧肿£-行 x15u0 為/ =2163"frv=fre-fr2v = 1824n同理fr2h = 853nfrxh

36、 =fte- fr2h =3398-853 = 2545/vfrx= 718242+25452 =3131"frl = j fj： + 唧=v2 1 632 + 85 32 = 20 1 4/v6、求两轴承的计算轴向力耳和巧2对于70000/ic型轴承，轴承的派生轴向力巴=0.68x7;.f(l =0.68x7;., =0.68x3131 = 2129.08fd2=0.6sxfr2 =0.68x2014 = 1369.52"fae + fd2 =846 + 1369.52 = 2215.2n > fd故 fai= 2215.2n,巧 2 =i=l 369.522v7、

37、求轴承的当量动载荷片和£对于轴承 1 血=2215,2 = 0.70 > 0.68frx 3131对于轴承2亠二=0.68£2014查表可得径向载荷系数和轴向载荷系数分别为： 对于轴承 1 x, =0.41 , y； =0.87对于轴承2x2 = 1, y2 =0px =办(x巧+z 你)= 1(0.41x3131 + 0.87x2215.2) = 3210.934n/二齐(x2e2+e 巧2) i (1x2014 + 0) = 2014n8、求该轴承应具有的额定载荷值因为px>p2则有故7307ac符合要求。9、弯矩图的计算水平面：尸阿=8537v,尸阻=25

38、45 n,则其各段的弯矩为:bc段:r nhi°卄由弯矩平衡得 m-fnhx = 0 => m = 853x(0<x<151)由弯矩平衡得m 仏也兀 + (无 151) = 0 nm = 2545 + 513098(151 5x5 201.5) :,mh = 853x 15 indwm = 1288033/im.铅垂面：f "gn* =1824n,"=1614n,则其各段弯矩为:ab段：v则 m-/>x = 0=>m = 1614 (0<x< 104.5)bc段:则 m-7>x+fwi(x-l 04.5) = qm=

39、 -549x + 226034 (104.5 <x< 255.5)mqf nvif r则 m - ©x + 仏”(兀 一 104.5) + 坊(x - 255.5) -= 0m =1824 + 567555 (255.5<x<306)做弯矩图如下从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看岀截面c是轴的危险截面。现将计算岀的截面c处的mh、及m的值列于下表载荷水平面h垂直面v支持力fh =2545nfrw =1824jvff2h -：8532vfr2v = 2163jv弯矩mmh =128803/vmvi =85765n-mmwv2 = 101523/v mm总弯矩m

40、=.jmj+m,：a/1288032+857652 = 154745/v-mmm2 = v1288032+1015232 = 164003n-/?m扭矩tt、=87542n"210、按弯扭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（即危险截面b）的强度。根据计算式及上表的数据，以及轴单向旋转，扭传切应力为脉动循环 变应力,取0 = 0.6,轴的计算应力= 35.7m£j168663?+(0.6x87542)，0.1x353前己选定轴的材料为45钢，调质处理，查表可得=因此故安全。11、键的选择和校核高速轴上与大带轮相配合的轴上选择键连接，由于大带

41、轮在轴端部，故选用 单圆头平键（c型）根据cl = 35imn,从表6-1屮查得键的截面尺寸为：宽度：b = l0mm9高度：力=8加加，由轮毂宽度并参考键的长度系列，取键长为：l = 80mm键、轴承和轮毂材料都为钢查表可得0=120 150m鬥取其平均植，旳二皿叱键的工作长度/二厶= 80-5 = 75加加 2键和轮毂键槽的接触高度k = 0.5/2 = 0.5x8 = 4mm则op2tidd2x8.754xl044x75x35= 7.qmp<(yp,故合适。所以选用：键 c qmmxsmmx80mm gb/t 1096-200312、确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为1.6,各轴肩

42、处圆角半径为2。二、中间轴的设计1、求作用在齿轮上的力因为高速轴的小齿轮与中速轴的大齿轮相啮合，故两齿轮所受的fle、fre、都是作用力与反作用力的关系，则大齿轮上所受的力为ftel= 33987v frel= 1275/v fael= 846/v中速轴小齿轮上的三个力分别为fte2 = 39447v frcl = 14827v"1013n2、选取材料可选轴的材料为45钢，调质处理。3、计算轴的最小直径，查表可取4)= 112d - = a) 1- = 112x i "7 1 = 37.44mm5 n2v 135.753轴的最小直径显然是安装轴承处，为使轴承便于安装，且对于

43、直径d < 100mm 的轴有一个键槽时，应增大5%-7%,然后将轴径圆整。故取6/i_n =40mm o4、拟定轴上零件的装配草图方案(见下图)5、根据轴向定位的要求，确定轴的各段直径和长度(1) 初选滚动轴承7008ac,则其尺寸为：dxdxb = 40mmx6smmx 15mm. 故i-ii = 40mm.用挡油环定位轴承，故厶_n = 21/?tm,i-ii段右边有一定位轴 肩，故n_hi = 48mm.低速级小齿轮与箱体内壁距离为16mm,与箱体内壁距 离为8 mm ,故左边挡油环长为24 mm ,则ln_in = 20mm.(2) 低速级小齿轮轮毂为95mm,即厶=95mm.

44、取两齿面的距离为8mm , 即 l/v_v = 8mm.(3 )右边也用扌当油环定位轴承和低速级大齿轮，故 厶/-v? = 2bnm,厶=26.5mm o v -vi段轴长略短与其齿轮毂长，又毂长为 55 mm ,故取厶,_刃=5 mm.v. vi. v各有一定位轴肩，故依次可取dfv_v = 60mm, dv_vl = 52 mm, dvl_vll = 46mm.(4)计算可得厶=68.4加加,l2 = 83mm,l3 = 55mm.6、轴上零件的周向定位低速级大齿轮的轴釆用普通平键a型连接。片7其尺寸为bxxzl = 16mmx 1 ommx40mm,齿轮与轴的配合为 ，滚动轴承 r6与轴

45、的周向定位是过渡配合保证的，此外选轴的直径尺寸公差为加6 o求两轴承所受的径向载荷耳和fr2将轴系部件受到的空间力系分解到铅垂面和水平面上两个平面力系图_f resf daf aea i 一-® f tea图二f w 1 -nf resf resf aea一 da4 f图三f te3f teef reh“bd- 17、求两轴承的计算轴向力你和巧2由齿轮中计算得，儿严1128n,/；严1629nf=1118n,f胡=1664"fri = j fj + 時=vh282 +16292 =15887v化= a/16292+16642 = 2329/v对于70000/ic型轴承，轴承

46、的派生轴向力伤=0.68x7;.心=068x© 二 0.68x952.8" = 952.8"巧2 =0.68x 耳2 =0.68x2329 = 1397.4算得 +"san g所以巧广尺也+饥=1564.4n f込=1397.4n8、求轴承的当量动载荷片和£f 1s64 4 对于轴承1仏=-=0.98 > 0.68frl 1588对于轴承2 = 竺兰=0.6 < 0.68巴22329查表可得径向载荷系数和轴向载荷系数分别为：对于轴承 1 x, =0.41, y =0.87对于轴承2x2=1, 5=0a =办(x£i+片巧

47、j = 1(0.41x1588 + 0.87x1564.4) = 201208n鬥二办(禺锋 2 + f；2)= 1(1x2329 + 0) = 2329n9、求该轴承应具有的额定载荷值因为p>p2则有3 i 3 i厂 d 60,叫“小60x127x2x8x300x5 qnanooinazc = p j宀=5391.454 x j= 30602.810n <1 v io6v io6故7208ac符合要求。10、弯矩图的计算水平面：fn比= 664n,fnh广ab段：则 m=-fnhx,即 m=1664x (0<x<68.4)bc段:则 m + fnhx-fr (x-6&

48、amp;4) = 0n m = 2280%-269770 (68.4<%<151.4)cd段：则 m + fnh、x=> m 二1118兀+ 784227(151.4 v 兀5 206.4)。铅垂面：fw =16297v,fw =1128nv、nv2ab®：nvim-fnvx = o=>m =629x(0<%<68.4)bc段:f nvifsm % 兀 + 化(x 6&4) = 0m = 147兀+145296nv、(68.4<x<151.4)mfsi'0cd段:m q2m q3f c3f nvim -耳兀+行(兀-68

49、.4) +行(兀-151.4)-m勺 +ma=>m=- 128x4-232819(151.4<x< 206.4)1629x(0<x<68.4)m = j 147x +145296(68.4 v 兀 s 151.4)232819-1128x(15l4<x< 206.4)做弯矩图如下<d)(e>68.48355 (b>（匚）t从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截而c是轴的危险截而。现将计算岀的截面c处的mh、my及m的值列于下表表4载荷水平面h垂直面v支持力為=1118nfrw=2snffr2h =1664nfr2v = 16292v

50、弯矩mm = 270928.860n - mmmv = 163419.598n - mmmv2 = 86873.08on-/7?m总弯矩=jm+m =7270928.8602 +163419.5982 = 316399.34n mmm2 = jm/=a/270928.8602 +86873.0802 = 284516.044/v 加加扭矩tt2 = 2.77327 xlo5n-/?2m11、按弯扭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（即危险截面c）的 强度。根据计算式及上表的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取6t = 0.6 ,轴的计算应力(

51、如wj316399.1342 +(0.6x2.77327xl05)20.1x48?二 32.325mp。前已选定轴的材料为45钢，调质处理，查表可得=久v0j，故安全。12、键的选择和校核一般的8级以上精度的齿轮有空心精度要求，应选用平键连接，由于齿轮不 在轴端,故选用圆头普通平键（a型）d - 52mm,b = 16mm,h -10mm.取键长厶=40mm ,键、轴承和轮毂材料都为钢查表可得刁=120150m£取其平均植，站叱键的工作长度/二厶= 40-16 = 24/77/77键和轮毂键槽的接触高度k = 0.5/? = 0.5x10 = 5 mm2tkld2x3.56695x10""4x25x52= h0mpa<(ypf 故合适。所以选用：键 16mmxl0mmx40mm gb/t 1096-200313、确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为2x45。，各轴肩处圆角半径见365页三、低速轴的设