1、单级圆柱齿轮减速器课程设计课程设计2022年4月3日星期日2一、课程设计的目的 了解机械设计的基本方法，熟悉并初步掌握简单机械的设计方法、设计步骤； 综合运用已学课程的有关理论和知识进行工程设计，培养设计能力，培养理论联系实际的能力，为今后进行设计工作奠定基础； 通过课程设计培养独立工作能力； 熟悉与机械设计有关的标准、规范、资料、手册，并培养运用它们解决实际问题的能力。 培养使用资料进行计算、绘图和数据处理的能力。 20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日3二、课程设计的内容 课程设计做什么？ 减速器 设计的过程是什么样子？ 边计算边绘图边修改 分几个阶段
2、？每个阶段的任务？ 三个阶段 设计步骤遇到困难怎末解决？ 查教材和手册,请教辅导老师。20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日4机械设计课程设计任务书 设计题目：带式输送机传动装置设计 由输送带运送物料（砂石、砖、煤炭、谷物等）由输送带运送物料（砂石、砖、煤炭、谷物等） 工作情况工作情况 单向运输，载荷轻度振动，环境温度不超过单向运输，载荷轻度振动，环境温度不超过40 运动要求运动要求 输送带运动速度误差不超过输送带运动速度误差不超过7% 使用寿命使用寿命 8年，每年年，每年350天，每天天，每天8小时小时 检修周期检修周期 一年小修；三年大修一年小修；三年
3、大修20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日5原始数据（请根据班级序号选择）题号题号A1A1A2A2A3A3A4A4A5A5A6A6A7A7A8A8A9A9A10A10A11A11A12A12带拉力带拉力KN5 55 55 55 56 66 66 66 67 77 77 77 7带速度带速度m/s1.11.11.21.21.31.31.41.41.11.11.21.21.31.31.41.41.11.11.21.21.31.31.41.4筒直径筒直径mm18018018018018018018018020020020020020020020020022022
4、022022022022022022020222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日6三、课程设计具体任务 进行传动方案的设计（已拟定完成）进行传动方案的设计（已拟定完成） 选择电动机（功率）及传动比分配，传动装置的运动和动选择电动机（功率）及传动比分配，传动装置的运动和动力参数的确定；力参数的确定； 主要传动零件的参数设计主要传动零件的参数设计(轴轴2个、齿轮传动）；个、齿轮传动）； 齿轮的结构设计；齿轮的结构设计； 轴的结构设计，低速轴的弯扭组合强度校核；轴的结构设计，低速轴的弯扭组合强度校核； 标准件的选用：轴承的选择（校核轴承的寿命）；键的选标准件的选用：
5、轴承的选择（校核轴承的寿命）；键的选择与强度校核；联轴器的选择；择与强度校核；联轴器的选择； 减速器结构、箱体各部分尺寸确定，结构工艺性设计减速器结构、箱体各部分尺寸确定，结构工艺性设计 装配图的设计装配图的设计 设计和绘制零件图设计和绘制零件图 编写设计说明书编写设计说明书20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日7四、设计工作量 减速器装配图1张(三视图，A1图纸)； 零件图两张（A3图纸，高速轴、低速级大齿轮）； 设计计算说明书1份。20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日8减速器装配图参考图例20222022年年4
6、4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日9计算说明书封面格式示例20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日10设计说明书书写格式示例20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日11五、进度安排（1周）-仅供参考 分析传动方案（已拟定完成） 传动方案的总体设计（0.5天） 传动零件的参数设计 （0.5天） 轴的设计及键的选择（0.5天） 轴承及组合部件的设计、联轴器的选择（0.5天） 箱体及附件的设计、润滑和密封的设计（0.5天） 装配图和零件工作图的设计和绘制（2.5天） 整理和编写设计说明书 （2天）2022202
7、2年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日12六、参考资料 工程力学与机械设计基础（钟丽萍） 机械设计手册（新版） 课程设计辅导材料20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日13七、成绩评定 设计计算能力； 结构设计及绘图能力； 查阅资料及分析问题的能力； 编制设计说明书的能力； 平时表现（考勤）。20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日14八、课程设计要求 在教师的指导下,由学生独立完成 正确处理理论计算与结构设计的关系 正确使用标准和规范 保持教室安静、卫生清洁 作息时间 上午：8:1511:55 下
8、午：2:506:2020222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日设计带式输送机传动装置一级圆柱直齿齿轮减速器电动机带轮系统输送带联轴器减速器传动方案传动方案运输带拉力运输带拉力输送带速输送带速卷筒直径卷筒直径工作时间工作时间使用年限使用年限2300N1.9m/s300mm两班生产两班生产10班年班年20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日取额定功率为取额定功率为: :5.5kW的电机的电机电动机的选择及运动参数的计算( (一一) )电动机的选择电动机的
9、选择输送带功率的确定输送带功率的确定Pw=Fv/1000(kW)=2300(N)1.9(m/s)/1000=4.37(kW)传动效率的确定传动效率的确定h h1= =0.96, ,h h2= =0.97, , h h3= =0.99,h,h4= =0.98,h,h5= =0.97h=hh=h1h h2h h32h h4h h5=0.868电动机所需功率电动机所需功率取工况系数取工况系数: :k=1.05PdkPwh h=5.286(kW)20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日电动机的选择及运动参数的计算( (一一) )电动机的选择电动机的选择电机转速的确定
10、电机转速的确定5.5kW卷筒转速卷筒转速: : nw=60v/(p pD)=121(r/min)带轮速比范围带轮速比范围: :id=24齿轮速比范围齿轮速比范围: :ic=35系统速比可选范围系统速比可选范围: :i=2345=620原动机速比范围原动机速比范围: :nd=(620)nw=7202420(r/min)额定功率额定功率5.5kW满载转速满载转速1440r/min轴直径轴直径38mm伸出长度伸出长度80mm选定选定：电机型号：电机型号：Y132S-4额定转矩：额定转矩：2.2N.m20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日电动机的选择及运动参数的计
11、算( (二二) )总速比的计算及传动比的分配总速比的计算及传动比的分配5.5kW总速比总速比: :i=nd/nw=12则带轮速比则带轮速比: :id=i/ic=2.6339取齿轮速比取齿轮速比 : :ic=4.556高速轴输入功率高速轴输入功率: :P1=Ph h1=5.50.96=5.28kW( (三三) )传动装置运动参数的计算传动装置运动参数的计算1 1）各轴功率计算）各轴功率计算: :由电机功率即带论传递功率由电机功率即带论传递功率: :P=5.5kW低速轴输入功率低速轴输入功率: : P2=Ph h1h h2h h2 =5.50.960.970.99=5.07kW20222022年年
12、4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日电动机的选择及运动参数的计算5.5kW高速轴转速高速轴转速: :n1=n/id=1440/2.6339=546.718r/min( (三三) )传动装置运动参数的计算传动装置运动参数的计算2 2）各轴转速计算）各轴转速计算: :低速轴转速低速轴转速: : n2=n/(id ic)=1440/(2.63394.556)=120r/min3）各轴输入扭矩计算）各轴输入扭矩计算: :T1=9550P1n1=9550 =92.23 N.m5.28546.718T2=9550P2n2=9550 =403.488 N.m5.0712020222022
13、年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日电动机的选择及运动参数的计算轴轴 名名功功 率率(kW)转转 速速(r/min)扭扭 矩矩(N.mm)高速轴高速轴5.28546.71892.23103低速轴低速轴5.07120403.4881035.5kW传动装置运动参数的计算结果列表传动装置运动参数的计算结果列表额定功率额定功率5.5kW满载转速满载转速1440r/min轴直径轴直径38mm伸出长度伸出长度80mm电机参数电机参数20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日
14、V带传动设计带传动设计( (一一) ) 选择三角带型号选择三角带型号由传动系统方案：带式输送机、工作由传动系统方案：带式输送机、工作16小时小时计算功率：计算功率： Pc=KsP=1.35.5=7.15 kW查表得：查表得： Ks= 1.3（工况系数）选用型号：选用型号： B型V带(n=1440r/min)计算功率Ps(kW)小带轮转速n(rpm)ZABCDF20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日V带传动设计( (二二) ) 确定带轮节圆直径确定带轮节圆直径D1、D2查表选推荐值：查表选推荐值：Dmin=140(125)，选择，选择D1=140mm取滑动率
15、：取滑动率： e e = 0.02D2=idD1(1-e e)=2.6339140(1-0.02)=361.371mm取：取： D2= 355 mm带实际传动比：带实际传动比：id= = =2.5875355140(1 0.02 )D2D1(1 e e)运输机实际转速：运输机实际转速：n”= = =122.151r/minnidic14402.58754.556误差：误差：122.151120120n” n n= % =1.793%5%满足满足20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日V带传动设计带传动设计( (三三) ) 验算带速验算带速vv = = =10
16、.556m/sp pD1n601000p p1401440601000 v = ( 525 ) m/s 合适合适( (四四) ) 确定带长度确定带长度Lp ，中心距，中心距a1 1）初定中心距：）初定中心距：a0公式：公式：0.7(D1+D2) a0 2(D1+D2)0.7(140+355) a0 2(140+355)346.5 a0 120 (355 140)500满足满足( (六六) ) 确定三角带根数：确定三角带根数：ZZ=Ps(P0+D DP0)KqKa aKL查表：皮带单根功率查表：皮带单根功率P0内插值计算P0=2.81kW查表：皮带弯曲影响系数查表：皮带弯曲影响系数KbKb=2.
17、6510-3查表：皮带传动比系数查表：皮带传动比系数KiKi=1.121KiD DP0=Kbn(1 )=2.6510-31440(1 )11.1220222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日V带传动设计带传动设计( (六六) ) 确定三角带根数：确定三角带根数：Z查表：化纤结构胶带材质系数查表：化纤结构胶带材质系数Kq=0.409kW查表：皮带长度系数查表：皮带长度系数KLKL=0.95故：故：Kq=0.91KiD DP0=Kbn(1 )=2.6510-31440(1 )11.12查表：皮带包角系数查表：皮带包角系数Ka a内插值计算Ka a=0.939Z=Ps
18、(P0+D DP0)KqKa aKL= =2.7677.15(2.81+0.409)0.90.9390.95取：取： Z=3 根根20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日V带传动设计带传动设计( (七七) ) 计算带传动作用在轴上的力：计算带传动作用在轴上的力：Q1）计算单根三角带的张力：）计算单根三角带的张力：F0查表：皮带单位长度质量查表：皮带单位长度质量qq =0.17kg/mF0= ( 1) + qv21000Ps2Zv2.5Ka a= ( 1)+ 0.1710.556210007.152310.5562.50.939=206.612（N）2）作用在
19、轴上的作用力：）作用在轴上的作用力：QQ = 2.Z.F0.sin(a a/2) =23206.612sin(156.309/2)=1213.273（N）20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日V带传动设计( (八八) ) 带轮结构设计带轮结构设计（仅从动轮）查表：查表：f=5mm,m=15mm,e=200.4mmg=12.5mm,d d=7.5mm,b=17.4mmegbj jd dfDeDmBB=(Z-1)e+2g=65mmD= 355mmDe= D+2f =365mm采用孔板结构，采用孔板结构，ZG45铸造，查表：铸造，查表：轴孔径：轴孔径： d= 3
20、2mm孔毂径：孔毂径： d1= 2d=64mm缘毂径：缘毂径： D0= De2(m+d d) =320mm其他结构尺寸其他结构尺寸（查图册）孔毂长：孔毂长：L=64mm20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日齿轮传动设计齿轮传动设计( (一一) ) 齿轮材料选择，确定许用应力齿轮材料选择，确定许用应力1）材料选择）材料选择小齿轮选用45钢调质，HB1=220大齿轮选用45钢正火，HB2=190查表：查表：s sHlim1 =520N/mm2s sHlim2 =500N/mm2s sF
21、lim1 =190N/mm2s sFlim2 =175N/mm220222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日齿轮传动设计齿轮传动设计( (一一) ) 齿轮材料选择，确定许用应力齿轮材料选择，确定许用应力2）许用应力计算）许用应力计算计算：计算：= 472.73N/mm2齿面接触安全因数，SH=1.1齿根弯曲安全因数，SF=1.4= 454.55N/mm2= 135.71N/mm2= 125N/mm2s sH1= =s sHlim1SH5201.1s sH2= =s sHlim2SH5001.1s sF1= =s sFlim1SF1901.4s sF2= =s s
22、Flim2SF1751.420222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日齿轮传动设计齿轮传动设计( (二二) ) 按齿面接触强度进行设计计算按齿面接触强度进行设计计算1）初选载荷系数）初选载荷系数K(载荷不大，转速不高) K=1.2 2）选择齿宽系数）选择齿宽系数f faf fa =0.43）计算中心距）计算中心距aa48.5(i+1)KT1f fais sH23=48.5(4.556+1)1.2922300.44.556454.5523=179.165mm取：取：a=200mm20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日齿轮传动设
23、计齿轮传动设计( (二二) ) 按齿面接触强度进行设计计算按齿面接触强度进行设计计算4）选择齿数）选择齿数Z1、Z2，模数，模数m取：取： Z1=18，Z2= 82m= = =4mm2aZ1 +Z2220018 +825）确定实际载荷系数）确定实际载荷系数K因选择电机时已计入过载系数，故取：因选择电机时已计入过载系数，故取：K1=1齿轮圆周速度：齿轮圆周速度：v= =p pd1n1601000p pmZ1n1601000p p418546.718601000= =2.061m/s20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日齿轮传动设计齿轮传动设计( (二二) )
24、 按齿面接触强度进行设计计算按齿面接触强度进行设计计算5）确定实际载荷系数）确定实际载荷系数KK1=1按按8级精度查动载系数：级精度查动载系数： K2=1.05齿宽系数齿宽系数F Fd ：F Fd=0.5(i+1)F Fa=0.5(4.556+1)0.4 =1.111查表得荷载集中系数：查表得荷载集中系数： K3=1.061故：故： K=K1K2K3=1.114 由于由于 KK=1.2，且二者比较接近，无须重新且二者比较接近，无须重新计算中心距计算中心距6）计算齿轮宽度）计算齿轮宽度bb=f faa=0.4200=80mm20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星
25、期日齿轮传动设计齿轮传动设计( (三三) ) 齿根弯曲疲劳强度校核齿根弯曲疲劳强度校核查表：查表： yF1=3.02，yF2= 2.23s sF1 = =2KT1yF1 bm2Z1=26.935N/mm2s sF1=135.71N/mm221.114922303.0280421818s sF2 = s sF1 =yF2 yF1 26.9352.233.02=19.889N/mm2s sF2=125N/mm2弯曲强度足够弯曲强度足够20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日齿轮传动设计齿轮传动设计( (四四) ) 齿轮传动几何尺寸计算齿轮传动几何尺寸计算模数：
26、m=4mm齿数： Z1=18、Z2=82压力角： a a=20分度圆直径：d1=m.Z1=72mm、d2=m.Z2=328mm中心距： a=200mm齿宽： b1=90mm、b2=80mm顶圆直径： da1=80mm、da2=336mm根圆直径： df1=62mm、df2=318mm20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日齿轮传动设计齿轮传动设计( (五五) ) 齿轮结构设计齿轮结构设计小齿轮设计采用齿轴结构小齿轮设计采用齿轴结构（在装配图中完成）大齿轮采用幅板式锻造齿轮，结构如下大齿轮采用幅板式锻造齿轮，结构如下代号代号名称名称结构尺寸计算公式及数据结构尺
27、寸计算公式及数据结果结果(mm)d轴孔径轴孔径 取取 d=6060D1毂径毂径 D1=1.6d=1.66096L毂孔长毂孔长 L=b=8080n倒角倒角 n=0.5m=0.542D0轮缘径轮缘径 D0=df2 2d d0=318 212294D2板孔距板孔距 D2=0.5(D0+D1)=0.5 (294+96)195d1板孔径板孔径按结构需要取按结构需要取 d1=5050c板厚板厚 c=0.3b=0.3 8024r圆角圆角 r=0.4c=0.5 241220222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日4f50f195f294f336f328f9680f6024齿轮传
28、动设计齿轮传动设计20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日高速轴的设计高速轴的设计( (一一) ) 轴的材料选择轴的材料选择查表查表: : 选用选用45钢，调质处理。钢，调质处理。 HB=220，s sb=650N/mm2 ，s ss=350N/mm2 s s-1=300N/mm2 ， t t-1=155N/mm2( (二二) ) 轴径的初步估算轴径的初步估算查表：查表：C=110 及及P=5.28kW ， n=546.718r/mindCPn3=110 =23.425mm5.285
29、46.7183( (三三) ) 轴径的结构设计轴径的结构设计（与装配草图同步）取轴与带轮孔径：取轴与带轮孔径： d1=32mm轴各段直径：轴各段直径： d2=38mm，d3=40mm，d4=49mm20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日d1=32d2=38d3=40d4=49d= 72b1=90D D1=10D D2=20高速轴高速轴 （径向祥图）（径向祥图）d1带轮孔径为依据d2定位轴肩hd3以选择轴承公径d4轴承定位轴肩hd小齿轮节圆轴承0308D D2=20d3=40d4=4920222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期
30、日d=72D D2=20b1=90D D1=10D D1=10D D2=20l l=15(18)l1=64l2=53B=23lc=30Hl01=96.5(97)l1带轮孔径长为依据l=293(290)l02=76.5l03=76.5l2绘图+计算lc端盖长度(查表)B轴承宽度(0308)D D1箱内距离b齿轮宽度D D1箱内轴承端面l l箱外距离H端盖螺头高l0计算受力点距离l轴长度高速轴高速轴 （轴向祥图）（轴向祥图）20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日DBCA高速轴的设计高速轴的设计( (四四) ) 按弯扭合成进行轴的强度校核按弯扭合成进行轴的强度校
31、核1 1）绘制轴的计算简图）绘制轴的计算简图MeQFt1Fr19776.576.52 2）计算轴的作用力）计算轴的作用力圆周力圆周力Ft1：Ft1= =2T1d129223072=2561.944N径向力径向力Fr1：Fr1=Ft1tan20=932.47N带传动作用在轴上的力带传动作用在轴上的力Q：Q = 1213.273N20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日DBCA高速轴的设计高速轴的设计( (四四) ) 按弯扭合成进行轴的强度校核按弯扭合成进行轴的强度校核3 3）求支座反力）求支座反力MeQFt1Fr1RBzRBxRAzRAx9776.576.5z
32、yx水平面水平面RAx，RBxRAx = RBx =Ft1RBxRAxFt12= 1280.972N垂直面垂直面RAz，RBzQFr1RBzRAzRAz =932.47176.5+1213.273 (97+153)153= 2448.708NRBz =1213.27397932.47276.5153= 302.964N验算：验算： Q+Fr1+ RBx = RAz代入数值，无误代入数值，无误20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日DBCA高速轴的设计高速轴的设计( (四四) ) 按弯扭合成进行轴的强度校核按弯扭合成进行轴的强度校核4 4）作弯矩图）作弯矩图M
33、eQFt1Fr1RBzRBxRAzRAx9776.576.5zyxFt1RBxRAxQFr1RBzRAzMCx=97994.358N.mmMCz=23176.704N.mmMAz=117687.48N.mmMDx= MAx= MBx= 0MDz= MBz =020222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日DBCA高速轴的设计高速轴的设计( (四四) ) 按弯扭合成进行轴的强度校核按弯扭合成进行轴的强度校核4 4）作弯矩图）作弯矩图合成弯矩合成弯矩MeQFt1Fr1RBzRBxRAzRAxzyxMD= MB= 0MA= M2Ax+M2Az=117687.48N.mm
34、MC= M2Cx+M2Cz=100697.834N.mm5 5）作扭矩图）作扭矩图查表得：查表得： a a =0.59a aT1=0.5992230=54415.7N.mm97994.358117687.48117687.48100697.83423176.70454415.720222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日DBCA高速轴的设计高速轴的设计( (四四) ) 按弯扭合成进行轴的强度校核按弯扭合成进行轴的强度校核6 6）作当量弯矩图）作当量弯矩图MeQFt1Fr1RBzRBxRAzRAxzyx117687.48100697.83454415.7Md= M
35、c2+(a aT1)2由由MdD= aT1 = 54415.7N.mm得：得：MdA= MA2+(a aT1)2=129658.83N.mmMdC左左= MC2+(a aT1)2=114460.134N.mmMdC右右= MC2+(a aT1)2=100697.843N.mmMdB= 0129658.8354415.7114460.134100697.84320222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日DBCA高速轴的设计高速轴的设计( (四四) ) 按弯扭合成进行轴的强度校核按弯扭合成进行轴的强度校核7 7）校核轴的强度）校核轴的强度MeQFt1Fr1RBzRB
36、xRAzRAxzyx117687.48100697.83454415.7129658.8354415.7114460.134100697.843查表得许用弯曲应力：查表得许用弯曲应力： s s-1b=60N/mm2A点处当量弯矩最大，应力为：点处当量弯矩最大，应力为：=20.259N.mm2s s-1bs sdA= =MdA0.1d31129658.830.1403D点处轴径最小，应力为：点处轴径最小，应力为：s sdA= =MdD0.1d3D54415.70.1323=16.606N.mm2s s-1b高速轴强度足够高速轴强度足够20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年
37、4月3日星期日低速轴的设计低速轴的设计( (一一) ) 轴的材料选择轴的材料选择( (二二) ) 轴径的初步估算轴径的初步估算( (三三) ) 轴径的结构设计轴径的结构设计（与装配草图同步）同高速轴：同高速轴： 选用选用45钢，调质处理。钢，调质处理。 HB=220，s sb=650N/mm2查表：查表：C=110 及及P2=5.07kW ， n2=120r/mindCP2n23=110 =38.312mm5.071203取轴为联轴器孔径尺寸：取轴为联轴器孔径尺寸： d1=40mm轴各段直径：轴各段直径： d2=47mm，d3=50mm，d4=60mm20222022年年4 4月月3 3日星期
38、日日星期日2022年4月3日星期日d1=40d2=48d3=50d4=60d5=70b=80D D2=25D D2=25D D1=15d1联轴器孔径为依据d2非定位轴肩h1d3以选择轴承公径d4大齿轮孔径(预选)b大齿轮宽度轴承0310d5定位轴肩h轴套尺寸绘图确定高低速轴高低速轴 （径向祥图）（径向祥图）d4=60d3=5020222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日b=80D D2=25D D2=25D D1=1527Bb015l01=78.5l02=78.5l2=49l1=90l3=32l1联轴器孔长为依据l2绘图+计算lc端盖长度(查表26)D D1兼顾
39、高速轴b齿轮宽度D D2箱内轴承端面H端盖螺头高l0计算受力点距离l轴长度l0=107.5B轴承宽度(0310)lcH Hb0定位轴肩宽度轴承0310套筒绘图确定l=323(320)l3绘图+计算低速轴低速轴 （轴向祥图）（轴向祥图）20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日低速轴的设计低速轴的设计( (四四) ) 按弯扭合成进行轴的强度校核按弯扭合成进行轴的强度校核1 1）绘制轴的计算简图）绘制轴的计算简图107.578.578.5BCADT2Ft2Fr22 2）计算轴的作用力）计算轴的作用力圆周力圆周力Ft2：径向力径向力Fr2：Fr2=Ft2=932.4
40、7NFt2=Ft1=2561.94N低速轴上的力偶矩低速轴上的力偶矩T2：T2=403488N.mm20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日低速轴的设计低速轴的设计( (四四) ) 按弯扭合成进行轴的强度校核按弯扭合成进行轴的强度校核3 3）求支座反力）求支座反力107.578.578.5BCADT2Ft2Fr2zyxRBzRBxRAzRAx水平面水平面RAx，RBxRAx = RBx =Ft22= 1280.972N垂直面垂直面RAz，RBzRAz = RBz =Fr22= 466.236NFt2RBxRAxFr2RBzRAz20222022年年4 4月月
41、3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日低速轴的设计低速轴的设计( (四四) ) 按弯扭合成进行轴的强度校核按弯扭合成进行轴的强度校核4 4）作弯矩图）作弯矩图107.578.578.5BCADT2Ft2Fr2zyxRBzRBxRAzRAxMAx = MBx =0Ft2RBxRAxFr2RBzRAzMCx = 100556.3N.mmMAz = MBz =0MCz = 36599.526N.mm合成弯矩合成弯矩MA= MB= 0MC= M2Cx+M2Cz=107009.788N.mm20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日低速轴的设计低速轴的设计( (
42、四四) ) 按弯扭合成进行轴的强度校核按弯扭合成进行轴的强度校核5 5）作扭矩图）作扭矩图107.578.578.5BCADT2Ft2Fr2zyxRBzRBxRAzRAx查表得：查表得： a a =0.59a aT2=0.59403488=238057.92N.mm100556.336599.526107009.788238057.926 6）作当量弯矩图）作当量弯矩图MdA= 0MdD= aT2 = 2380577.92N.mmMdC左左= MC2+(a aT2)2=MC=107009.788N.mmMdC右右= MC2+(a aT2)2=261003.195N.mm107009.78826
43、1003.195238057.9220222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日低速轴的设计低速轴的设计( (四四) ) 按弯扭合成进行轴的强度校核按弯扭合成进行轴的强度校核7 7）校核轴强度）校核轴强度107.578.578.5BCADT2Ft2Fr2zyxRBzRBxRAzRAx100556.336599.526107009.788238057.92107009.788261003.195238057.92s s-1b=60N/mm2C点处当量弯矩最大，应力为：点处当量弯矩最大，应力为：=12.083N.mm2s s-1bs sdC= =MdA右0.1d3c2
44、61003.1950.1603D点处轴径最小，应力为：点处轴径最小，应力为：s sdA= =MdD0.1d3D238057.920.1403=37.197N.mm2n=1.31.5足够安全足够安全20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日低速轴的设计低速轴的设计( (五五) ) 按疲劳强度进行精确校核按疲劳强度进行精确校核107.578.578.5BCADzyx107009.788238057.92DD键槽尺寸：D截面(128) ，t=5mm* *D截面校核截面校核抗弯截面系数抗弯截面系数W= p pd332bt(d t)2 2d= p p40332125(4
45、05)2240=4481.25mm3抗扭截面系数抗扭截面系数Wt= p pd316bt(d t)2 2d= p p40316125(405)2240=11218.25mm320222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日低速轴的设计低速轴的设计( (五五) ) 按疲劳强度进行精确校核按疲劳强度进行精确校核107.578.578.5BCADzyx107009.788238057.92CC* *D截面校核截面校核弯曲正应力弯曲正应力s s= =MDmaxW0扭转切应力扭转切应力t t = =TDmaxWt238057.9211281.25=21.22N/mm220222
46、022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日低速轴的设计低速轴的设计( (五五) ) 按疲劳强度进行精确校核按疲劳强度进行精确校核107.578.578.5BCADzyx107009.788238057.92CC* *D截面校核截面校核计算应力幅计算应力幅t ta= (t tmaxt tmin)/2 =t t0 /2= 10.61N/mm2 计算平均应力计算平均应力t tm= (t tmax+t tmin)/2 =t t+0 /2= 10.61N/mm2 20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日低速轴的设计低速轴的设计( (五五) )
47、按疲劳强度进行精确校核按疲劳强度进行精确校核107.578.578.5BCADzyx107009.788238057.92CC* *D截面校核截面校核查表得：有效应力集中系数查表得：有效应力集中系数（按过盈配合，内插值计算）Kt t=1.89查表得：尺寸系数查表得：尺寸系数e et t=0.88查表得：表面质量系数查表得：表面质量系数按按( (Ra=1.6) ) b b= 0.93查表得：应力折算系数查表得：应力折算系数y yt t=0.0520222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日低速轴的设计低速轴的设计( (五五) ) 按疲劳强度进行精确校核按疲劳强度进行
48、精确校核107.578.578.5BCADzyxCC* *D截面校核截面校核计算安全系数：计算安全系数：nnt t =Kt tbebet t t t 1 t tmax+y yt tt tm= 155 10.61+0.0510.611.890.930.88=6.19安全系数：安全系数：n = nt t =6.19n=1.31.5足够安全足够安全20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日高速轴滚动轴承的选择高速轴滚动轴承的选择( (一一) ) 轴承所承受的载荷轴承所承受的载荷由于轴承仅受径
49、向载荷作用，选用单列向心球轴承：0308因因RARB，故取，故取RA=2763.523N计算计算RA= R2AX+R2AZ = 1280.9722+2448.7082=2763.523NRB= R2BX+R2BZ = 1280.9722+302.9642=1316.312N( (二二) ) 轴承的当量载荷轴承的当量载荷查表：轴承的当量载荷为：查表：轴承的当量载荷为：P=R=2763.523N20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日高速轴滚动轴承的选择高速轴滚动轴承的选择( (三三) ) 轴承型号确定轴承型号确定查表：取轴承的寿命为：查表：取轴承的寿命为：Lh
50、=10000( (h) )查表得：查表得： fh =2.71 ， fF =1.5由轴转速：由轴转速：n1=546.718( (r/min) )查表：查表：fn=0.394(内插值计算)，ft=1 (工作温度100)由此得：由此得：Cf= P=fhfFfnft2.711.50.3941 12763.523=28511.982N查表得：查表得：308型号轴承的型号轴承的 C=32000( (N) )满足满足CjC的要求，故高速轴轴承选用合适。的要求，故高速轴轴承选用合适。额定载荷额定载荷20222022年年4 4月月3 3日星期日日星期日2022年4月3日星期日低速轴滚动轴承的选择低速轴滚动轴承的
