2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p><b>  目 錄</b></p><p><b>  序 言1</b></p><p>  第一張 傳動(dòng)方案擬定2</p><p>  1.1傳動(dòng)方案擬定2</p><p>  1.2傳動(dòng)系統(tǒng)的作用及傳動(dòng)方案的特點(diǎn):2</p><p><

2、;b>  1.3方案分析3</b></p><p>  第二章 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算4</p><p>  2.1選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式4</p><p>  2.2電動(dòng)機(jī)容量的選擇5</p><p>  第三章 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算7</p><p>  3.1計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的

3、傳動(dòng)比7</p><p>  3.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)7</p><p>  第四章 帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算9</p><p>  4.1 V帶的設(shè)計(jì)9</p><p>  第五章 斜齒輪的計(jì)算11</p><p>  5.1 齒輪參數(shù)計(jì)算11</p><p>  第六章

4、 軸的設(shè)計(jì)16</p><p>  6.1 軸的概述16</p><p>  6.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17</p><p>  6.3 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算19</p><p>  6.4 低速軸的設(shè)計(jì)21</p><p>  6.5 高速軸的校核32</p><p>  第七章 軸承的設(shè)

5、計(jì)及校核39</p><p>  7.1主動(dòng)軸軸承的設(shè)計(jì)與校核39</p><p>  7.2從動(dòng)軸軸承的設(shè)計(jì)與校核41</p><p>  第八章 鍵連接的選擇和校核45</p><p>  第九章 聯(lián)軸器的選用47</p><p>  9.1 聯(lián)軸器的功用47</p><p>

6、;  9.2 聯(lián)軸器的類型特點(diǎn)47</p><p>  9.3 聯(lián)軸器的選用48</p><p>  9.4 聯(lián)軸器材料48</p><p>  第十章 箱體設(shè)計(jì)50</p><p>  10.1箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)50</p><p>  10.2減速箱附件的選擇52</p><p>

7、  第十一章 減速器潤(rùn)滑密封57</p><p>  第十二章 PRO/E展示58</p><p>  第十三章 結(jié)論63</p><p><b>  參考文獻(xiàn)64</b></p><p><b>  致 謝65</b></p><p><b>

8、;  序 言</b></p><p>  減速器作為一種傳動(dòng)裝置廣泛用于各種機(jī)械產(chǎn)品和裝備中,因此,提高其承載能力,延長(zhǎng)使用壽命,減小其體積和質(zhì)量等,都是很有意義的,而目前在單級(jí)傳動(dòng)齒輪減速器的設(shè)計(jì)方面,許多企業(yè)和研究所都是應(yīng)用手工設(shè)計(jì)計(jì)算的方法,設(shè)計(jì)過程瑣碎而且在好多方面都是通過先估計(jì)出參數(shù)然后再校核計(jì)算的過程。這對(duì)于設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)是枯燥無(wú)味的,進(jìn)行的是重復(fù)性工作,基本沒有創(chuàng)造性;對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)增加了產(chǎn)

9、品的成本且不易控制產(chǎn)品質(zhì)量。這些對(duì)提高生產(chǎn)力,提高經(jīng)濟(jì)效益都是不利的。</p><p>  本次課程設(shè)計(jì)就是針對(duì)單級(jí)圓柱齒輪減速器的體積進(jìn)行設(shè)計(jì),其意義在于利用已學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí),熟悉工程設(shè)計(jì)的一般過程,同時(shí)把先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法、理念應(yīng)用于設(shè)計(jì)中,為新技術(shù)時(shí)代的到來(lái)打下基礎(chǔ)。</p><p>  第一張 傳動(dòng)方案擬定</p><p><b>  1.1

10、傳動(dòng)方案擬定</b></p><p>  第35組:設(shè)計(jì)單級(jí)圓柱齒輪減速器和一級(jí)帶傳動(dòng)。</p><p><b>  總體布置簡(jiǎn)圖如下:</b></p><p>  圖 1-1 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖</p><p>  工作條件:帶式輸送機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),工作平穩(wěn)無(wú)過載,空載起動(dòng),輸送帶速度允許誤差±5

11、% ;三班制工作(每班按8小時(shí)計(jì)算),使用期限10年,小批量生產(chǎn)。 原始數(shù)據(jù):</p><p>  帶送帶拉力F=220N;</p><p>  傳送帶帶速V=1.80m/s;</p><p>  滾筒直徑D=450mm;</p><p>  每日工作時(shí)數(shù)H=24;</p><p><b>  工作年

12、限:10年。</b></p><p>  1.2傳動(dòng)系統(tǒng)的作用及傳動(dòng)方案的特點(diǎn):</p><p>  機(jī)器一般是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作裝置組成。傳動(dòng)裝置是用來(lái)傳遞原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力、變換其運(yùn)動(dòng)形式以滿足工作裝置的需要,是機(jī)器的重要組成部分。傳動(dòng)裝置是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。合理的傳動(dòng)方案除滿足工作裝置的功能外,還要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高

13、和使用維護(hù)方便。</p><p>  本設(shè)計(jì)中原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī),工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動(dòng)方案采用了兩級(jí)傳動(dòng),第一級(jí)傳動(dòng)為帶傳動(dòng),第二級(jí)傳動(dòng)為單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。</p><p>  帶傳動(dòng)承載能力較低,在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí),結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大,但有過載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn),還可緩和沖擊和振動(dòng),故布置在傳動(dòng)的高速級(jí),以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩,減小帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸。</p><p>  

14、齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高,適用的功率和速度范圍廣,使用壽命較長(zhǎng),是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一。本設(shè)計(jì)采用的是單級(jí)直齒輪傳動(dòng)。</p><p>  減速器的箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu),用HT200灰鑄鐵鑄造而成。</p><p><b>  1.3方案分析</b></p><p>  傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)的目的是確定傳動(dòng)方案、選定電機(jī)型號(hào)、合理分配傳動(dòng)

15、比以及計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù),為計(jì)算各級(jí)傳動(dòng)件準(zhǔn)備條件。</p><p>  設(shè)計(jì)這種減速器時(shí)應(yīng)注意:</p><p>  1)軸的剛度宜取大些;</p><p>  2)轉(zhuǎn)矩應(yīng)從離齒輪遠(yuǎn)的軸端輸入,以減輕載荷沿齒寬分布的不均勻;</p><p>  3)采用斜齒輪布置,而且受載大的低速級(jí)又正好位于兩軸承中間,所以載荷沿齒寬的分布情況顯

16、然比展開好。這種減速器的高速級(jí)齒輪常采用斜齒,一側(cè)為左旋,另一側(cè)為右旋,軸向力能互相抵消。為了使左右兩對(duì)斜齒輪能自動(dòng)調(diào)整以便傳遞相等的載荷,其中較輕的齠輪軸在軸向應(yīng)能作小量游動(dòng)。同軸式減速器輸入軸和輸出軸位于同一軸線上,故箱體長(zhǎng)度較短。但這種減速器的軸向尺寸較大。 </p><p>  第二章 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算</p><p>  合理的選擇電動(dòng)機(jī)是正確使用的先決條件。選擇恰當(dāng),電動(dòng)機(jī)

17、就能安全、經(jīng)濟(jì)、可靠地運(yùn)行;選擇得不合適,輕者造成浪費(fèi),重者燒毀電動(dòng)機(jī)。</p><p>  2.1選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式</p><p>  電動(dòng)機(jī)的型號(hào)很多,如無(wú)特殊要求通常選用Y系列異步電動(dòng)機(jī)。與單相異步電動(dòng)機(jī)相比,三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能好,并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同,三相異步電動(dòng)機(jī)可分為籠式和繞線式兩種?;\式轉(zhuǎn)子的異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格便宜,得到了廣泛

18、的應(yīng)用。</p><p>  Y系列電動(dòng)機(jī)是全封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī),是全國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)的基本系列,它同時(shí)是符合JB/T9616-1999和IEC34-1標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定,具有國(guó)際互換的特點(diǎn)。Y系列電動(dòng)機(jī)具有高效、節(jié)能、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、噪聲低、振動(dòng)小、可靠性高、使用維護(hù)方便等特點(diǎn)。 Y系列電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于不含易燃、易爆或腐蝕性氣體的一般場(chǎng)合和特殊要求的機(jī)械設(shè)備上,如金屬切削機(jī)床、泵、風(fēng)機(jī)、運(yùn)輸機(jī)械、攪拌機(jī)

19、食品機(jī)械等。</p><p>  圖2-1 Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)</p><p>  使用條件:環(huán)境溫度:-15℃<θ<40℃ 額定電壓:380V,可選220-760V之間任何電壓值 連接方式:3KW及以下Y接法、4KW及以上為△接法</p><p>  2.2電動(dòng)機(jī)容量的選擇</p><p>&l

20、t;b>  電動(dòng)機(jī)功率的選擇</b></p><p>  電動(dòng)機(jī)功率的選擇對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。電動(dòng)機(jī)的功率不能選擇過小,否則難于啟動(dòng)或者勉強(qiáng)啟動(dòng),使運(yùn)轉(zhuǎn)電流超過電動(dòng)機(jī)的額定電流,導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過熱以致燒損。電動(dòng)機(jī)的功率也不能選擇太大,否則不但浪費(fèi)投資,而且電動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷下運(yùn)行,其功率和功率因數(shù)都不高,造成功率浪費(fèi)。 </p><p><b>  傳動(dòng)裝置

21、的總功率:</b></p><p>  由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)書表10-2選取</p><p> ?。簬л喌膫鲃?dòng)效率 =0.96</p><p> ?。航墙佑|軸承傳動(dòng)效率 (一對(duì)) =0.99</p><p> ?。糊X輪傳動(dòng)效率 =0.97</p>&l

22、t;p>  :聯(lián)軸器效率 =0.99</p><p> ?。簜鲃?dòng)卷筒效率 =0.96</p><p><b>  η總××××</b></p><p> ?。?)電機(jī)所需的工作功率:</p><p>  

23、根據(jù)帶式運(yùn)輸機(jī)的工作機(jī)的類型,可取工作機(jī)的效率 ηw=0.96,則: </p><p>  =FV/(1000ηw)==4.125KW</p><p><b>  電動(dòng)機(jī)的輸出功率:</b></p><p>  因載荷平穩(wěn),電動(dòng)機(jī)額定功率略大于即可。由表19-1所示Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù),選取的大局的額定功率Pe為5.5

24、 </p><p> ?。?)確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速:</p><p><b>  計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速:</b></p><p>  n筒=60×1000×V/πD=60×1000×1.4/π×450=73.38r/min</p><p>  按書表

25、2-2推薦的傳動(dòng)比合理范圍,取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍I’a=3~6。取V帶傳動(dòng)比I’1=2~4,則總傳動(dòng)比理時(shí)范圍為I’a=6~24。則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為:</p><p>  n筒=(6~24)×73.38=440.25~1761r/min</p><p>  符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、和1500r/min。 同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1500r/min、1

26、000r/min和750r/min電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)額定功率=5.5kw的電動(dòng)機(jī)型號(hào)分別為Y132S-4型,Y132M2-6和Y160M2-8型電動(dòng)機(jī)有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)及相應(yīng)算得</p><p><b>  方案比較</b></p><p><b>  表 1—1</b></p><p>  根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速,由有關(guān)手冊(cè)查出有三種適用的

27、電動(dòng)機(jī)型號(hào):因此有三種傳支比方案:綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比,可見第1方案比較適合,則選n=1500r/min,即選Y132s-4三相異步電動(dòng)機(jī),</p><p>  圖2-2 電動(dòng)機(jī)的有關(guān)參數(shù)</p><p>  Y132S-4型的技術(shù)參數(shù)見表1-2。</p><p>  表1-2 Y132S-4型電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)<

28、;/p><p>  第三章 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算</p><p>  3.1計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比 </p><p>  (1)總傳動(dòng)比: </p><p>  根據(jù)電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n電動(dòng)及工作機(jī)轉(zhuǎn)速n筒,可得傳動(dòng)裝置所要求的總傳動(dòng)比為:</p><p>  i總=n電動(dòng)/n筒=1440/73.38=19

29、.62</p><p><b>  分配各級(jí)傳動(dòng)比 </b></p><p>  據(jù)指導(dǎo)書表2-1,斜齒輪i齒輪=5.5(單級(jí)減速器斜齒輪i=3~6合理) ∵i總=i齒輪×i帶 ∴i帶=i總/i齒輪=19.624/5.5=3.6 </p><p>

30、;  3.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)</p><p><b> ?。?)各軸轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>  軸1:</b></p><p>  =n=1440 r/min</p><p><b>  軸2:</b></p><p>  

31、=/=1440/3.6=400 r/min</p><p><b>  軸3:</b></p><p>  =/=400/5.5 =72.73 r/min</p><p><b>  卷筒軸: </b></p><p>  ==72.73 r/min</p><p><

32、;b>  (2)各軸功率</b></p><p><b>  軸1:</b></p><p>  ==4.7578 kW</p><p><b>  軸2:</b></p><p>  =. =4.7578×0.96=4.5675 kW</p><p&

33、gt;<b>  軸3:</b></p><p>  ==4.5675×0.99×0.97=4.3862 kW</p><p>  (3)計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩(N?;m) </p><p>  T1=9550×/=9550×4.7578/1440= 31554 N?mm</p><p> 

34、 T2=9550×/=9550×4.5675/400= 109049 N?mm</p><p>  T3=9550×/=9550×4.3862/72.73= 575941 N?mm</p><p>  將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整理并列于下表:</p><p>  表3.1 帶式傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p>

35、<p>  第四章 帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>  4.1 V帶的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>  1、確定計(jì)算功率</b></p><p>  由表8-7查的工作情況系數(shù)=1.3,故</p><p><b>  2、選擇V帶的帶型</b>&

36、lt;/p><p>  根據(jù)、nI由課本圖8-10選用A型</p><p>  3、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速V</p><p> ?。?)初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑由表8-6和表8-8,取小帶輪的基準(zhǔn)直徑=85 mm。</p><p> ?。?)驗(yàn)算帶V。按式(8-13)驗(yàn)算帶的速度</p><p><b>  m

37、/s</b></p><p>  因?yàn)? m/s<V<30m/s,故帶速合適。</p><p>  (3)計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑</p><p>  =I帶×=3.6×85=306 mm</p><p>  查表8-8,圓整為=315 mm。</p><p>  4、確定V帶的

38、中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度</p><p>  確定帶長(zhǎng)和中心矩 根據(jù)課本得 即 0.7(85+315)≤a0≤2×(85+315) 所以有:280mm≤a0≤800mm</p><p>  初定中心距a0=500</p><p>  由課本式(8-22)

39、得計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 L0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a0 =2×500+1.57(85+315)+(315-85)2/4×500 =1650.45 mm</p><p>  由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L0=1600 mm</p><p>  根據(jù)課本式(8

40、-23)計(jì)算實(shí)際中心距a。</p><p>  =500+(1600-1650.45)/2=474.78 mm</p><p>  中心距的變化范圍為443至515mm。</p><p>  驗(yàn)算小帶輪包角 </p><p>  所以包角合適。6、確定帶的根數(shù)Z</p>

41、<p>  (1)計(jì)算單根V帶的額定功率。</p><p>  由= 90 mm 和= 1440(r/min),根據(jù)課本表(8-4a)得=0.94KW</p><p>  再由= 1440(r/min)和i=3.6和A帶型,根據(jù)課本表8-4b得 =0.17KW</p><p>  根據(jù)課本表8-5得 =0.84 ,查表8-2得 =0.99 。</p&

42、gt;<p>  由課本式 Pr=(+) 得</p><p>  Pr=(+) =(0.94+0.17)×0.84×0.99=0.923KW</p><p> ?。?)計(jì)算V帶的根數(shù)Z</p><p>  Z= =3.9/0.923=7.7465</p><p><b>  圓整去8根</b&

43、gt;</p><p>  7、計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值</p><p>  由表8-3得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.1kq/m,所以</p><p>  ===176.72 N</p><p>  應(yīng)使帶的設(shè)計(jì)初拉力。</p><p><b>  8、計(jì)算壓軸力</b></p>

44、<p><b>  壓力軸的最小值為</b></p><p>  =2508.04 N</p><p>  第五章 斜齒輪的計(jì)算</p><p>  齒輪傳動(dòng)的適用范圍很廣,傳遞功率可高達(dá)數(shù)萬(wàn)千瓦,圓周速度可達(dá)150m/s(最高300m/s),直徑能做到10m以上,單級(jí)傳動(dòng)比可達(dá)8或更大,因此在機(jī)器中應(yīng)用很廣。 </p&g

45、t;<p>  5.1 齒輪參數(shù)計(jì)算 </p><p>  1、選精度等級(jí)、材料及齒數(shù) </p><p>  運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器,速度不高,故選用6級(jí)和7級(jí)精度(GB10095-88)。</p><p>  材料選擇。由表10-1選擇小齒輪40C r(調(diào)質(zhì))硬度280HBs ,大齒輪45#鋼(調(diào)質(zhì))硬度240HBs;(硬度差40HBs)。</

46、p><p>  選擇初選螺旋角β=14度,取Z1=20,Z2=20*5.5=110。</p><p>  2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>  按式(10-21)試算,即</p><p><b>  d1t≥</b></p><p> ?。?)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><

47、;p>  試選載荷系數(shù)kt=1.6。</p><p>  查閱圖10-30查得,選取區(qū)域系數(shù)zH=2.433。</p><p>  查閱圖10-26查得,=0.74, =0.9,則:</p><p>  =+=0.74+0.9=1.64</p><p>  查閱圖10-21d可得,按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=600Mpa,大

48、齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=550Mpa</p><p>  查閱表10-7可得,選取持寬系數(shù)=1</p><p>  查閱表10-6可得,材料的彈性影響系數(shù)zE=189.8</p><p>  查閱式10-13可得,計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p>  查閱圖10-19可得,接觸疲勞強(qiáng)度系數(shù)kHN1=0.9,kHN2=0.95</p>

49、;<p>  計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。</p><p>  取失效概率為1%,安全系數(shù)s=1(《簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》)</p><p>  ==0.9×600=540 Mpa</p><p>  ==0.95×550=522.5 Mpa</p><p><b>  計(jì)算</b></

50、p><p>  試算小齒輪分度圓直徑d1t,由計(jì)算公式d1t≥得d1t=59.48mm</p><p><b>  計(jì)算圓周速度</b></p><p>  v===1.245m/s</p><p>  計(jì)算齒寬b及模數(shù)mnt.</p><p>  b=φdd1t=1×59.48=59.48

51、mm </p><p>  mnt===2.886</p><p>  h=2.25mnt=2.25×2.886=6.4927mm</p><p>  =59.48/6.4927=9.161</p><p><b>  計(jì)算縱向重合度</b></p><p>  =0.318×

52、1×20×=1.5857</p><p><b>  計(jì)算載荷系數(shù)k</b></p><p>  查閱資料可得使用系數(shù)kA=1,根據(jù)v=1.245 m/s,7級(jí)精度,</p><p>  查閱圖10-8可得動(dòng)載荷系數(shù)kv=1.11,查閱表10-4可得, =1.42,</p><p>  查閱圖10-1

53、3可得,</p><p>  查閱表10-3可得,</p><p><b>  計(jì)算動(dòng)載荷系數(shù)</b></p><p>  按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑由試(10-10a)得,</p><p>  d1=d1t=59.48=66.24 mm</p><p><b>  計(jì)算模數(shù)

54、mn</b></p><p><b>  mn==</b></p><p><b>  按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</b></p><p><b>  由式(10-17)</b></p><p><b>  mn≥</b></p><

55、;p><b>  確定計(jì)算參數(shù)</b></p><p>  由圖10-20c查的小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度=560Mpa,大齒輪的彎曲疲勞極限=531Mpa</p><p>  由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù),KFN1=0.85,KFN2=0.88</p><p>  計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>  取彎曲疲

56、勞安全系數(shù)s=1.4,由式10-12得:</p><p>  ===303.57 Mpa</p><p>  ===238.86Mpa</p><p><b>  計(jì)算載荷系數(shù)k。</b></p><p>  根據(jù)縱向重合度εβ=1.5857,查閱圖10-38可得,螺旋角影響系數(shù)Yβ=0.88。</p>&

57、lt;p><b>  計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。</b></p><p><b>  ==21.8938</b></p><p><b>  ==120.416</b></p><p><b>  查取齒形系數(shù)。</b></p><p>  由表10-5可得:Y

58、Fa1=2.72,YFa2=2.16</p><p><b>  查取應(yīng)力校正系數(shù)。</b></p><p>  由表10-5可得:Ysa1=1.55,Ysa2=1.81</p><p>  計(jì)算大、小齒輪的并加以比較</p><p><b>  大齒輪的數(shù)值大。</b></p>&l

59、t;p><b> ?。?)設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>  mn≥=2.147mm</p><p>  對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)mn大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù),mn=2.5,但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度,需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=66.24 mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由</p><p>  z1

60、===25.71mm</p><p>  取z1=25,則z2=uz1=5.5×25=137.5,圓整取z2=137。</p><p><b>  5.幾何尺寸計(jì)算</b></p><p><b>  計(jì)算中心矩</b></p><p>  a===209.4mm</p>&

61、lt;p>  圓整中心矩 a=210mm</p><p>  按圓整中心矩修正螺旋角</p><p>  β=arccos= arccos=14.70°</p><p>  因β值改變不多,故參數(shù)、、zH等不必修正。</p><p>  計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑</p><p>  d1===64.6

62、15mm</p><p>  d2===355.385mm</p><p><b>  計(jì)算齒輪寬度</b></p><p>  b==1×64.615=64.615mm</p><p>  圓整后取 B2=65mm,B1=70mm</p><p>  驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度</p&

63、gt;<p>  結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖</p><p>  斜齒輪傳動(dòng)各參數(shù)見表5-1。</p><p>  表5-1 斜齒輪參數(shù)表</p><p><b>  第六章 軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>  機(jī)器上所安裝的旋轉(zhuǎn)零件,例如帶輪、齒輪、聯(lián)軸器和離合器等都必須用軸來(lái)支承,才能正常工作,因此

64、軸是機(jī)械中不可缺少的重要零件。本章將討論軸的類型、軸的材料和輪轂聯(lián)接,重點(diǎn)是軸的設(shè)計(jì)問題,其包括軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是合理確定軸的形狀和尺寸,它除應(yīng)考慮軸的強(qiáng)度和剛度外,還要考慮使用、加工和裝配等方面的許多因素。</p><p><b>  6.1 軸的概述</b></p><p><b>  軸的分類</b></p>

65、<p>  按軸受的載荷和功用可分為:</p><p>  1.心軸:只承受彎矩不承受扭矩的軸,主要用于支承回轉(zhuǎn)零件。如.車輛軸和滑輪軸。</p><p>  2.傳動(dòng)軸:只承受扭矩不承受彎矩或承受很小的彎矩的軸,主要用于傳遞轉(zhuǎn)矩。如汽車的傳動(dòng)軸。</p><p>  3.轉(zhuǎn)軸:同時(shí)承受彎矩和扭矩的軸,既支承零件又傳遞轉(zhuǎn)矩。如減速器軸。</p>

66、<p><b>  圖6.1 軸</b></p><p><b>  軸的材料</b></p><p>  主要承受彎矩和扭矩。軸的失效形式是疲勞斷裂,應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。軸的材料從以下中選?。?lt;/p><p>  1. 碳素鋼  優(yōu)質(zhì)碳素鋼具有較好的機(jī)械性能,對(duì)應(yīng)力集中敏感性較低,價(jià)格便宜,

67、應(yīng)用廣泛。例如:35、45、50等優(yōu)質(zhì)碳素鋼。一般軸采用45鋼,經(jīng)過調(diào)質(zhì)或正火處理;有耐磨性要求的軸段,應(yīng)進(jìn)行表面淬火及低溫回火處理 。輕載或不重要的軸,使用普通碳素鋼Q235、Q275等。</p><p><b>  2. 合金鋼</b></p><p>  合金鋼具有較高的機(jī)械性能,對(duì)應(yīng)力集中比較敏感,淬火性較好,熱處理變形小,價(jià)格較貴。多使用于要求重量輕和軸頸耐

68、磨性的軸。例如:汽輪發(fā)電機(jī)軸要求,在高速、高溫重載下工作,采用27Cr2Mo1V、38CrMoAlA等?;瑒?dòng)軸承的高速軸,采用20Cr、20CrMnTi等。</p><p><b>  3. 球墨鑄鐵</b></p><p>  球墨鑄鐵吸振性和耐磨性好,對(duì)應(yīng)力集中敏感低,價(jià)格低廉,使用鑄造制成外形復(fù)雜的軸。例如:內(nèi)燃機(jī)中的曲軸。</p><p&g

69、t;  6.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>  擬定軸上零件的裝配方案 </p><p>  擬定軸上零件的裝配方案是進(jìn)行軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提,它決定著軸的基本形</p><p><b>  式,例如圖7-2。</b></p><p><b>  圖 6-2 </b></p><

70、;p>  如圖7-2所示為一齒輪減速器中的的高速軸。軸上與軸承配合的部份稱為軸頸,與傳動(dòng)零件配合的部份稱為軸頭,連接軸頸與軸頭的非配合部份稱為軸身,起定位作用的階梯軸上截面變化的部分稱為軸肩。</p><p>  軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求有:</p><p>  便于軸上零件的裝配 </p><p> 

71、 軸的結(jié)構(gòu)外形主要取決于軸在箱體上的安裝位置及形式,軸上零件的布置和固定方式,受力情況和加工工藝等。為了便于軸上零件的裝拆,將軸制成階梯軸,中間直徑最大,向兩端逐漸直徑減小。近似為等強(qiáng)度軸。</p><p>  保證軸上零件的準(zhǔn)確定位和可靠固定</p><p>  軸上零件的軸向定位方法主要有:軸肩定位、套筒定位、圓螺母定位、軸端擋圈定位和軸承端蓋定位。</p><p&

72、gt;<b>  軸向定位的固定</b></p><p><b>  圖 6-3</b></p><p>  ① 軸肩或軸環(huán):軸肩定位是最方便可靠的定位方法,但采用軸肩定位會(huì)使軸的直徑加大,而且軸肩處由于軸徑的突變而產(chǎn)生應(yīng)力集中。因此,多用于軸向力較大的場(chǎng)合。定位軸肩的高度h=(0.07—0.1)d,d為與零件相配處的軸徑尺寸。要求r軸<

73、R孔或r軸<C孔</p><p> ?、?套筒和圓螺母:定位套筒用于軸上兩零件的距離較小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,定位可靠。圓螺母用于軸上兩零件距離較大,需要在軸上切制螺紋,對(duì)軸的強(qiáng)度影響較大。</p><p> ?、坌該跞途o定螺釘: 這兩種固定的方法,常用于軸向力較小的場(chǎng)合。</p><p> ?、茌S端擋圈圓錐面: 軸端擋圈與軸肩、圓錐面與軸端擋圈聯(lián)合使用,常用于軸端起

74、到雙向固定。裝拆方便,多用于承受劇烈振動(dòng)和沖擊的場(chǎng)合。</p><p> ?。ǘ┲芟蚨ㄎ缓凸潭?lt;/p><p>  軸上零件的周向固定是為了防止零件與軸發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。常用的固定方式有:a.鍵聯(lián)接、b.過盈配合聯(lián)接、c.圓錐銷聯(lián)接 、d.成型聯(lián)接、e.銷聯(lián)接、f.過盈聯(lián)接。定位圖如圖6-4所示。</p><p>  過盈配合是利用軸和零件輪轂孔之間的配合過盈量來(lái)聯(lián)接

75、,能同時(shí)實(shí)現(xiàn)周向和軸向固定,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,對(duì)中性好,對(duì)軸削弱小,裝拆不便。成型聯(lián)接是利用非圓柱面與相同的輪轂孔配合,對(duì)中性好,工作可靠,制造困難應(yīng)用少。</p><p><b>  圖 6-4</b></p><p> ?。ㄈ┲圃旌脱b配工藝性</p><p>  1). 軸為階梯軸便于裝拆。軸上磨削和車螺紋的軸段應(yīng)分別設(shè)有砂輪越程槽和螺紋退刀

76、槽。</p><p>  2). 軸上沿長(zhǎng)度方向開有幾個(gè)鍵槽時(shí),應(yīng)將鍵槽安排在軸的同一母線上。同一根軸上所有圓角半徑和倒角的大小應(yīng)盡可能一致,以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)。為使軸上零件容易裝拆,軸端和各軸段端部都應(yīng)有45°的倒角。為便于加工定位,軸的兩端面上應(yīng)做出中心孔。</p><p>  3). 減小應(yīng)力集中,改善軸的受力情況</p><p>  軸大多在

77、變應(yīng)力下工作,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)減少應(yīng)力集中,以提高軸的疲勞強(qiáng)度,尤為重要。軸截面尺寸突變處會(huì)造成應(yīng)力集中,所以對(duì)階梯軸,相鄰兩段軸徑變化不宜過大,在軸徑變化處的過渡圓角半徑不宜過小。盡量不在軸面上切制螺紋和凹槽以免引起應(yīng)力集中。盡量使用圓盤銑刀。此外,提高軸的表面質(zhì)量,降低表面粗糙度,采用表面碾 壓、噴丸和滲碳淬火等表面強(qiáng)化方法,均可提高軸的疲勞強(qiáng)度。</p><p>  6.3 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</p>

78、<p><b>  一、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算</b></p><p>  這種方法是只按軸所受的扭矩來(lái)計(jì)算軸的強(qiáng)度。如果還受不大的彎矩時(shí),則采用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮。并且應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況,采取相應(yīng)的計(jì)算方法,并恰當(dāng)?shù)剡x取其許用應(yīng)力。</p><p>  在進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),通常用這種方法初步估算軸徑。對(duì)于不大重要的軸,也可作為最后計(jì)算結(jié)

79、果。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為:</p><p><b>  強(qiáng)度條件:</b></p><p><b>  Mpa </b></p><p><b>  設(shè)計(jì)公式:</b></p><p><b>  (mm)</b></p><p> 

80、 軸上有鍵槽: 放大:3~5%一個(gè)鍵槽;7~10%二個(gè)鍵槽,并且取標(biāo)準(zhǔn)值。</p><p>  式中:[τ]——許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力(N/mm2),</p><p>  C為由軸的材料和承載情況確定的常數(shù)。</p><p>  二、按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算</p><p>  通過軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸、軸上零件的位置以及外載荷和支反力的作用位置

81、均已確定,軸上的載荷(彎矩和扭矩)已可以求得,因而可按彎扭合成強(qiáng)度條件對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。</p><p>  對(duì)于鋼制的軸,按第三強(qiáng)度理論,強(qiáng)度條件為:</p><p><b>  設(shè)計(jì)公式:</b></p><p><b>  (mm)</b></p><p>  式中、:為當(dāng)量應(yīng)力,Mpa。

82、 d為軸的直徑,mm; 為當(dāng)量彎矩;M為危險(xiǎn)截面的合成彎矩;; MH為水平面上的彎矩;MV為垂直面上的彎矩;W為軸危險(xiǎn)截面抗彎截面系數(shù);——為將扭矩折算為等效彎矩的折算系數(shù)</p><p>  ∵彎矩引起的彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)的變應(yīng)力,而扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力往往為非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力</p><p>  ∴與扭矩變化情況有關(guān)</p><p>  ——扭矩對(duì)稱循環(huán)變化&

83、lt;/p><p>  = ——扭矩脈動(dòng)循環(huán)變化</p><p><b>  ——不變的扭矩</b></p><p>  ,,分別為對(duì)稱循環(huán)、脈動(dòng)循環(huán)及靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力。</p><p>  對(duì)于重要的軸,還要考慮影響疲勞強(qiáng)度的一些因素而作精確驗(yàn)算。內(nèi)容參看有關(guān)書籍。</p><p>

84、;  三、軸的剛度校核計(jì)算</p><p>  軸在載荷作用下,將產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形。若變形量超過允許的限度,就會(huì)影響軸上零件的正常工作,甚至?xí)适C(jī)器應(yīng)有的工作性能。軸的彎曲剛度是以撓度y或偏轉(zhuǎn)角θ以及扭轉(zhuǎn)角ф來(lái)度量,其校核公式為:</p><p>  y≤[y]; θ≤[θ]; ф≤[ф]</p><p>  式中:[y]、 [θ]、 [ф]分別為軸

85、的許用撓度、許用轉(zhuǎn)角和許用扭轉(zhuǎn)角。</p><p><b>  四、軸的設(shè)計(jì)步驟</b></p><p>  設(shè)計(jì)軸的一般步驟為:</p><p> ?。?)選擇軸的材料 根據(jù)軸的工作要求,加工工藝性、經(jīng)濟(jì)性,選擇合適的材料和熱處理工藝。</p><p>  (2)初步確定軸的直徑 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算公式,計(jì)算出軸的

86、最細(xì)部分的直徑。</p><p> ?。?)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求:</p><p>  ①軸和軸上零件要有準(zhǔn)確、牢固的工作位置;</p><p> ?、谳S上零件裝拆、調(diào)整方便;</p><p> ?、圯S應(yīng)具有良好的制造工藝性等;</p><p> ?、鼙M量避免應(yīng)力集中;</p><p>  根據(jù)軸上

87、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),首先要預(yù)定出主要零件的裝配方向、順序和相互關(guān)系,它是軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),擬定裝配方案,應(yīng)先考慮幾個(gè)方案,進(jìn)行分析比較后再選優(yōu)。</p><p>  原則:1)軸的結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單越合理;</p><p>  2)裝配越簡(jiǎn)單越合理。</p><p>  6.4 低速軸的設(shè)計(jì)</p><p>  1、求輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩&l

88、t;/p><p>  由前面的計(jì)算可得下面已知數(shù)據(jù):</p><p>  低速軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖6.5</p><p>  圖6-5 軸的結(jié)構(gòu)與裝配</p><p>  2、求作用在齒輪上的力</p><p>  因已知低速級(jí)的大齒輪的分度圓直徑為</p><p><b>  齒輪所受的

89、轉(zhuǎn)矩為</b></p><p><b>  =575941</b></p><p><b>  則可得:</b></p><p><b>  圓周力:</b></p><p><b>  徑向力: </b></p><p&g

90、t;  橫向力:=850.32N</p><p>  3、初步確定軸的最小直徑</p><p>  先按式(15-2)初步估算軸的最小直徑。根據(jù)工作條件選軸的材料45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理,由表15-3查得=110,由公式可得</p><p>  其最小直徑顯為安裝聯(lián)軸器處軸的直徑d1-2,考慮軸與聯(lián)軸器連接有鍵槽,軸徑增加3%,則</p><p>

91、  計(jì)算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩,由表14-1,考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取,則</p><p>  按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》根據(jù)上面的已知條件選取GYH6凸輪式聯(lián)軸器。</p><p>  GYH6凸輪式聯(lián)軸器各參數(shù)如下:</p><p><b>  4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </b></p><p&g

92、t;  軸上零件的定位,固定和裝配 單級(jí)減速器中,可以將齒輪安排在箱體中央,相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布,齒輪左面用軸肩定位,右面用套筒軸向定位,周向定位采用鍵和過渡配合,兩軸承分別以軸承肩和套筒定位,周向定位則用過渡,配合或過盈配合,軸呈階狀,左軸承從左面裝入,齒輪套筒,右軸承和皮帶輪依次從右面裝入。軸的結(jié)構(gòu)與裝配圖如圖6.6。</p><p>  圖6.6 軸的結(jié)構(gòu)與裝配</p><p>

93、;  根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段直徑和長(zhǎng)度</p><p><b> ?、穸危郝?lián)軸器安裝處</b></p><p>  左端軸與聯(lián)軸器通過鍵連接,考慮到裝配方便及強(qiáng)度的要求,應(yīng)大于,則取=45mm,由半聯(lián)軸器L=112mm,為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,故長(zhǎng)度取L1-2 =90mm。</p><p><b>  

94、II段:端蓋裝配處</b></p><p>  由端蓋的總寬度為20,根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求取L2-3=35mm,d2-3=50mm。</p><p>  III段:軸承安裝處 初選7211c型角接球軸承,其內(nèi)徑為55mm,寬度為21mm,安裝尺寸為da=64mm。考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁,軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離取22mm,考慮軸承要安裝進(jìn)

95、去則取套筒長(zhǎng)為24mm,安裝齒輪段長(zhǎng)度為輪轂寬度為2mm,則該段長(zhǎng)L3-4=50mm,直徑等于角接觸軸承的內(nèi)徑取d3-4=55mm。</p><p><b>  Ⅳ段:齒輪安裝處</b></p><p>  取安裝齒輪處軸段的直徑d4-5=62mm,由大齒輪的齒寬為65,而此軸段應(yīng)略小于輪轂寬度,故去L4-5=62mm。</p><p><

96、;b> ?、醵危狠S環(huán)處</b></p><p>  齒輪的右端采用軸肩定位,軸肩的高度h>0.07d,故取h=4mm,則軸環(huán)的直徑取d5-6=70mm,軸環(huán)的寬度b>1.4h 取L5-6=15mm。</p><p><b>  2)零件的周向定位</b></p><p>  齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接

97、。齒輪按安裝大齒輪處軸的直徑為62mm,由機(jī)械零件手冊(cè)查得平鍵b×h=18mm×11×50mm( GB/T 1095-1979),健槽用鍵槽銑刀加工,長(zhǎng)為50mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性,故選擇聯(lián)軸器與軸的配合為H7/n6;同樣半聯(lián)軸器與軸的連接,選用平鍵b×h=14mm×9mm×70mm,半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6。角接觸軸承與軸的周向定位是借過渡配合來(lái)保

98、證的,此處選軸的直徑尺寸公差為m6。</p><p>  確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>  參考表15-2.,取軸端倒角為,各軸肩處的圓角半徑見軸的結(jié)構(gòu)與裝配圖。</p><p><b>  5、確定軸上的載荷</b></p><p>  計(jì)算該軸的支反力(),彎矩(M),扭矩(T)受力圖如圖7-7所示。<

99、;/p><p><b>  水平面支反力:</b></p><p><b>  =</b></p><p><b>  垂直平面支反力:</b></p><p><b>  =1910.2N</b></p><p><b> 

100、 =690.54N</b></p><p><b>  確定軸上的彎矩</b></p><p><b>  做彎矩圖</b></p><p>  水平彎矩圖,如圖6-7 c所示。</p><p>  38.1=94157.6153</p><p>  垂直面彎矩圖

101、,如圖6-7 e所示。</p><p><b>  C點(diǎn)左邊:</b></p><p><b>  110982.62</b></p><p><b>  C點(diǎn)右邊:</b></p><p><b>  40120.374</b></p>&

102、lt;p>  求合成彎矩M,作出合成彎矩圖,如圖6-7 f所示。</p><p><b>  C點(diǎn)左邊:</b></p><p>  145543.115</p><p><b>  C點(diǎn)右邊:</b></p><p><b>  102348.92</b></p&

103、gt;<p>  作扭矩T圖,如圖6-7 g所示。</p><p><b>  T2=575941</b></p><p>  作合成彎矩如圖7-7 k所示,該軸單向工作,轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力考慮,取。</p><p><b>  C點(diǎn)左邊:</b></p><p><

104、;b>  C點(diǎn)右邊:</b></p><p>  根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖(圖6-7)。</p><p>  圖6-7 軸的載荷分析圖</p><p>  6、按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度:</p><p>  軸的材料40Cr,查表得:</p><p><b>  ,故安全

105、。</b></p><p>  7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度</p><p><b>  判斷危險(xiǎn)截面:</b></p><p>  軸1的危險(xiǎn)截面為上圖所示的截面C和截面B,其中截面C為高危截面。所以校核截面C兩側(cè)即可。</p><p><b>  截面C右側(cè):</b></p>

106、<p><b>  抗彎截面系數(shù):</b></p><p>  抗扭截面系數(shù): </p><p>  截面C右側(cè)的彎矩: </p><p><b>  截面C上的扭矩:</b></p><p>  截面上的彎曲應(yīng)力: </p><p>  截面上的扭轉(zhuǎn)

107、切應(yīng)力: </p><p>  軸的材料為40Cr,調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得:</p><p>  截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表3-2查取。由, ,經(jīng)插值后可查得:</p><p><b>  ,</b></p><p>  由由附表3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為:</p><p&g

108、t;<b>  ,</b></p><p>  故可得有效應(yīng)力集中系數(shù):</p><p>  由附表3-2的尺寸系數(shù),由附表3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù):。</p><p>  軸按磨削加工,表面質(zhì)量系數(shù)為:</p><p>  軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理,即,得綜合系數(shù)值為:</p><p>  合金鋼的特性系

109、數(shù): </p><p>  于是,可計(jì)算安全系數(shù)Sca值如下:</p><p><b>  故安全。</b></p><p><b>  截面C左側(cè)</b></p><p>  抗彎截面系數(shù)w按表15-4中的公式計(jì)算。</p><p><b>  抗扭截面系數(shù)&l

110、t;/b></p><p><b>  彎矩及彎曲應(yīng)力為</b></p><p><b>  截面C上的扭矩T</b></p><p><b>  截面上的彎曲應(yīng)力</b></p><p><b>  扭矩及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力</b></p>

111、<p>  過盈配合處的,由附表3-8用插值法求出,并取</p><p>  軸按磨削加工,得表面質(zhì)量為:</p><p>  截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù),由, ,可查得:</p><p><b>  ,</b></p><p>  軸的材料的敏性系數(shù)為:</p><p>&

112、lt;b>  ,</b></p><p>  故可得有效應(yīng)力集中系數(shù):</p><p>  尺寸系數(shù),扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù):。</p><p>  軸按磨削加工,表面質(zhì)量系數(shù)為:</p><p>  軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理,即,得綜合系數(shù)值為:</p><p>  軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理,即,得綜合系數(shù)值為:<

113、/p><p><b>  材料特性系數(shù):</b></p><p>  所以軸在截面B右側(cè)的安全系數(shù)為:</p><p>  計(jì)算安全系數(shù)Sca值如下:</p><p><b>  故安全。</b></p><p>  繪制軸的工作圖,如圖6-8所示</p><

114、p>  圖6-8 軸的工作圖</p><p>  6.5 高速軸的校核</p><p>  圖6-9 高速軸的結(jié)構(gòu)與裝配</p><p>  求軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p><b>  由前面的數(shù)據(jù)可知:</b></p><p>  2、求齒輪上的作用力</p>

115、<p><b>  小齒輪分度圓直徑:</b></p><p>  d1=64.615mm</p><p>  作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為:</p><p>  =109049N?mm</p><p><b>  求圓周力:Ft</b></p><p>  求徑向力Fr

116、 </p><p>  Fr=Ft·tanα=3375.346×tan200=1270.065N</p><p><b>  求橫向力Fa</b></p><p><b>  =885.5N</b></p><p>  Ft,F(xiàn)r、Fa的方向如圖6-11所示</p>

117、;<p>  確定軸各段直徑和長(zhǎng)度</p><p>  圖6-10 軸的結(jié)構(gòu)與裝配</p><p>  1)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段自己與長(zhǎng)度</p><p>  從大帶輪開始右起第一段。</p><p>  由于帶輪與軸通過鍵聯(lián)接,則軸應(yīng)該增加5%,取,故取D1-1=27mm。由于在L1-1這段上所連接的是大帶輪,根據(jù)

118、它的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度已經(jīng)計(jì)算得到此處的最小直徑,在這個(gè)直徑下是滿足大帶輪所傳遞的扭矩的強(qiáng)度,故。此處軸段的長(zhǎng)度由大帶輪的輪轂的寬度所決定又帶輪的寬度 B=(Z-1)·e+2·f =(8-1)×15+2×9=123 mm 。為了使帶輪上的擋板壓緊帶輪而不是壓到軸,所以軸段長(zhǎng)度可小于其輪轂值,取根據(jù)公式L=(1.5--2.0)d 則取L1-1=54mm。</p><p><b

119、>  右起第二段。</b></p><p>  直徑取D2-3=Φ32mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求和箱體的厚度,取端蓋的外端面與帶輪的左端面間的距離為62mm,則取第二段的長(zhǎng)度L2-3=82mm</p><p><b>  右起第三段。</b></p><p>  初選滾動(dòng)軸承。一般運(yùn)輸機(jī)傳遞載荷不是很大

120、,由斜齒產(chǎn)生的軸向力不是很大,再根據(jù)這段軸的尺寸,可選擇7007C型軸承。查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表13.3得,7007C的基本尺寸:d=35mm、D=62mm、b=14。安裝尺寸為:=41mm、=56mm,則D3-4=35mm。故,要求在這此處的定位套筒的長(zhǎng)度為10,因此取L3-4=26mm。</p><p><b>  右起第四段。</b></p><p>  為套

121、筒的定位軸肩,取D4-5=Φ40mm,由于齒輪距箱體的內(nèi)壁有一段距離,長(zhǎng)度取L4-5= 16.5mm。</p><p><b>  右起第五段。</b></p><p>  該段為齒輪軸段,由于齒輪的齒頂圓直徑為Φ69.615mm,分度圓直徑為Φ64.615mm,齒輪的寬度為70mm,則,此段的直徑為D5=Φ69.615mm,長(zhǎng)度為L(zhǎng)5-6=70mm。</p&g

122、t;<p><b>  右起第六段。</b></p><p>  為滾筒的定位軸肩,與第四段一樣,取D6=Φ40mm,長(zhǎng)度取L6-7= 16.5mm</p><p>  右起第七段,該段為滾動(dòng)軸承安裝出處,取軸徑為D7=Φ35mm,長(zhǎng)度L7-8=26mm</p><p><b>  2)零件的周向定位</b>

123、</p><p>  帶與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接。齒輪按安裝大齒輪處軸的直徑為27mm,由機(jī)械零件手冊(cè)查得平鍵b×h=8mm×7mm( GB/T 1095-1979),健槽用鍵槽銑刀加工,長(zhǎng)為50mm,同時(shí)為了保證帶與軸配合有良好的對(duì)中性,故選擇聯(lián)軸器與軸的配合為H7/n6;</p><p>  確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>  參考

124、表15-2.,取軸端倒角為,各軸肩處的圓角半徑見軸的結(jié)構(gòu)與裝配圖。</p><p><b>  4、計(jì)算各點(diǎn)支反力</b></p><p>  (6)計(jì)算極點(diǎn)彎矩:</p><p><b>  總的彎矩:</b></p><p>  高速軸的受力圖與彎矩圖如圖6-11</p><

125、p>  圖6-11 軸的載荷分析圖</p><p>  按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度:</p><p>  由軸做單向旋轉(zhuǎn),扭矩切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力,取,軸的計(jì)算應(yīng)力</p><p>  由軸的材料為40Cr,調(diào)質(zhì)處理,由表15-1查的。因此,故安全。</p><p>  精確校核軸的疲勞強(qiáng)度</p><p>

126、<b>  判斷危險(xiǎn)截面:</b></p><p>  軸1的危險(xiǎn)截面為圖所示的截面C和截面B,其中截面C為高危截面。而這里C面為齒輪軸,在齒輪上的直徑比軸左側(cè)的直徑要大很多,因此校核截面C右側(cè)即可。</p><p>  精確校核截面C右側(cè):</p><p>  抗彎截面系數(shù): </p><p>  抗扭截面系數(shù):

127、 </p><p>  截面C左側(cè)的彎矩: </p><p>  截面C上的扭矩: </p><p>  截面上的彎曲應(yīng)力: </p><p>  截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力:</p><p>  軸的材料為40Cr,調(diào)質(zhì)處理。查得:</p><p>  截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù),

128、由與 ,可查得:</p><p><b>  ,</b></p><p>  軸的材料的敏性系數(shù)為:</p><p><b>  ,</b></p><p>  故可得有效應(yīng)力集中系數(shù):</p><p>  尺寸系數(shù),扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù):。</p><p>

129、  軸按磨削加工,表面質(zhì)量系數(shù)為:</p><p>  軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理,即,得綜合系數(shù)值為:</p><p>  合金鋼的特性系數(shù): </p><p>  于是,可計(jì)算安全系數(shù)值如下:</p><p><b>  故安全。</b></p><p>  7、繪制軸的工作圖,見圖6.12。<

130、/p><p>  圖6.12 圓柱齒輪軸</p><p>  第七章 軸承的設(shè)計(jì)及校核</p><p>  7.1主動(dòng)軸軸承的設(shè)計(jì)與校核</p><p>  由前面的數(shù)據(jù)選取從動(dòng)軸軸承選擇70007C。由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表13-3可知角接觸球軸承70007C的基本額定動(dòng)載荷,基本額定靜載荷,B=14mm,D=62mm,d=35mm。<

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