0121-慢動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置（渦輪、蝸桿減速機(jī)）設(shè)計(jì)
0121-慢動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置（渦輪、蝸桿減速機(jī)）設(shè)計(jì),卷揚(yáng)機(jī),傳動(dòng),裝置,渦輪,蝸桿,減速,設(shè)計(jì)
機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書
設(shè)計(jì)題目 : 慢動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)
目錄
前言 3
《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》任務(wù)書 4
第二章 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 5
2.1電動(dòng)機(jī)的選擇 5
2.2 減速器中各主要參數(shù)的確定 7
2.3減速器中各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 8
2.4減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸 9
第三章 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 10
3.1、高速齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 10
3.2減速器蝸輪蝸桿設(shè)計(jì) 16
第四章 軸系零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 19
4.1 輸入軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 19
4.2 中間軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 24
4.3中間軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 26
第七章 軸承的校核 27
結(jié)束語 29
參考文獻(xiàn) 30
前言
[摘要]: 減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)或齒輪—蝸桿傳動(dòng)所組成的獨(dú)立部件，常用在動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間作為減速的傳動(dòng)裝置；在少數(shù)場(chǎng)合下也用作增速的傳動(dòng)裝置，這時(shí)就稱為增速器。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠、使用維護(hù)簡(jiǎn)單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機(jī)措中應(yīng)用很廣。
我所設(shè)計(jì)的慢動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置，是以減數(shù)器為主體，外加電動(dòng)機(jī)和滾筒，實(shí)現(xiàn)以規(guī)定得速度推動(dòng)物體的功能。性能可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，便于制造。
其主要設(shè)計(jì)思路來自于對(duì)推力機(jī)工作原理的分解,然后按照相應(yīng)功能的機(jī)構(gòu)部件進(jìn)行設(shè)計(jì),對(duì)比,選定,以及優(yōu)化組合。綜合利用電動(dòng)機(jī)、推頭、絲杠、減速器等部件的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng),來實(shí)現(xiàn)推力機(jī)得預(yù)設(shè)功能。所有部件的設(shè)計(jì)都經(jīng)過科學(xué)得數(shù)據(jù)處理并利用Auto Cad軟件強(qiáng)大繪圖功能和Word的編輯功能,使設(shè)計(jì)方案圖文并茂,栩栩如生.
[關(guān)鍵字]: 減速器 齒輪 軸 電動(dòng)機(jī)
《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》任務(wù)書
慢動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)
１．原始數(shù)據(jù)
學(xué)號(hào)
方案一
1-9
1-10
1-11
1-12
1-15
1-16
方案二
2-8
2-9
2-11
2-12
2-13
2-14
鋼繩拉力
F（kN）
15
18
20
25
28
30
鋼繩速度
V（m/min）
10
11
11
12
11
10
滾筒直徑
D（mm）
250
300
350
400
400
450
２．已知條件
１） 鋼繩拉力F；
２） 鋼繩速度V；
３） 滾筒直徑D；
４） 工作情況： 三班制，間歇工作，載荷變動(dòng)?。?
５） 工作環(huán)境：室內(nèi)，灰塵較大，環(huán)境最高溫度35°C左右；
６） 使用折舊期15年，3年大修一次；
７） 制造條件及生產(chǎn)批量：專門機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。
３．參考傳動(dòng)方案
方案一：齒輪-蝸桿
第二章 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)
2.1電動(dòng)機(jī)的選擇
（一）、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的確定
（1）按工作要求和條件，選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380v，Y型。
（2）選擇電動(dòng)機(jī)的容量
電動(dòng)機(jī)的所需工作功率為： KW
因?yàn)镵W
傳動(dòng)裝置的總效率η
；
分別為齒輪傳動(dòng),軸承,齒輪聯(lián)軸器,蝸桿傳動(dòng)
因此p
(3)確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速
按表1推薦的傳動(dòng)比合理范圍,一級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i1=3~6,蝸桿傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比i2=10~40,則總傳動(dòng)比合理范圍ia=30~240,故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為:
根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需功率和轉(zhuǎn)速范圍，由有關(guān)手冊(cè)查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)如下表所示：
方案
電動(dòng)機(jī)型號(hào)
額定功率（kw ）
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速
電流A
效率%
功率因數(shù)
cos
同步轉(zhuǎn)速
滿載轉(zhuǎn)速
1
Y132L-8
11
750
730
6
86.5
0.77
2
Y160l-6
11
1000
970
6.5
87
0.78
3
Y132M-4
7.5
1500
1440
7
87
0.83
綜合考慮電動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速和傳動(dòng)裝置的尺寸、減速器的傳動(dòng)比等因素，方案3相對(duì)比較合適。
(3)所選電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖如下：
2.2 減速器中各主要參數(shù)的確定
（一）、傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比
（1）總傳動(dòng)比的確定
由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n，可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為i’＝n/n＝1440/8.76＝164.4
（2）分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比:
式中分別為齒輪和蝸桿的傳動(dòng)比。
齒輪蝸桿減速器可取齒輪傳動(dòng)比
取
2.3減速器中各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算
（1） 各軸轉(zhuǎn)速
??軸I ：
?軸II ：
??軸III:
2.4減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸
名 稱
符號(hào)
減速器型式及尺寸關(guān)系mm
蝸桿減速器
機(jī)座壁厚
δ
0.04a+3>=8, 取δ=16
機(jī)蓋壁厚
δ1
蝸桿在下：=0.85δ=6.8，取δ1=12
機(jī)座凸緣厚
b
1.5δ=24
機(jī)蓋凸緣厚
b1
1.5δ1=18
機(jī)座底凸緣厚
b2
2.5δ1=41
地腳螺釘直徑
df
0.036a+12=25
地腳螺釘數(shù)目
n
6
軸承旁聯(lián)接螺栓直徑
d1
0.75 df=19
機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑
d2
(0.5~0.6) df=10
聯(lián)接螺栓d2的間距
l
150~200,取175
軸承端蓋螺釘直徑
d3
（0.4~0.5）df=9
窺視孔蓋螺釘直徑
d4
（0.3~0.4）df=7
定位銷直徑
d
（0.7~0.8）d2=8
df d1 d2至外機(jī)壁距離
c1
見下表
df d2至凸緣邊緣距離
c2
見下表
軸承旁凸臺(tái)半徑
R1
c2
凸臺(tái)高度
h
根據(jù)底速級(jí)軸承座確定
外機(jī)壁至軸承座端面距離
l1
c1+c2+(8~12)=26+24+8=58
大齒輪頂圓（蝸輪外圓）
與內(nèi)機(jī)壁距離
Δ1
>1.2δ=9.6, 取19.5
蝸輪齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距
離
Δ2
>δ, 取16
機(jī)蓋 機(jī)座肋厚
m1 m
m1≈0.85δ1=6.8 m≈0.85δ=10
軸承端蓋外徑
D2
軸承孔直徑+（5~5.5）d3=14
軸承端蓋凸緣厚度
t
(1~1.2) d3=9
軸承旁聯(lián)接螺栓距離
s
s≈D2=14
第三章 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1、高速齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
1選擇齒輪類型，精度等級(jí)，材料，齒數(shù)及螺旋角
（1）選用斜圓柱齒輪傳動(dòng)
（2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)，速度不高，技選用7級(jí)精度（GB10095-88）
(3)材料選擇
由課本表10-1 選擇小齒輪選擇材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS,大齒輪材料
為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS
選小齒輪齒數(shù)z1=24, 大齒輪齒數(shù)z2=i1×z1=2.4×24=57.6, 取z2=60
選取螺旋角，初選螺旋角為=
2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)
由設(shè)計(jì)計(jì)算公式按公式（10-21）進(jìn)行計(jì)算，即
確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值
（1）試選K=1.6
(2)由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)Z=2.433
(3)由圖10-26查得，,則=+=1.65
(4)由表10-7選取齒輪系數(shù)=1
(5)由表10-6查得材料得彈性影響系數(shù)ZE=189.8
(6)由圖10-21 d按齒面硬度查得小齒輪1得接觸疲勞強(qiáng)度極限=600MPa , 齒輪2的接觸疲勞強(qiáng)度極限=550MPa
(2)計(jì)算
（1）小齒輪分度圓直徑
(7)由10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
=60=60*1440*1*（3*6*300*15）=6.99*10
=6.99*10/2.4=2.88*
(8)由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)=0.89，=0.90
（9）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為10%,取安全系數(shù)s=1,由式(10-12)得
=/s=510 MPa
=/s=495 MPa
=(+)/2=502..5MPa
=48.3mm
（2）計(jì)算圓周速度
V=
(3)計(jì)算齒寬b及模數(shù)
(4)、計(jì)算縱向重合度
(5)、計(jì)算載荷系數(shù)
由表10-2 查得使用系數(shù)K=1
根據(jù)V=3.56m/s ,7級(jí)精度，由圖10-8 查得動(dòng)載荷系數(shù)；由表10-4查得
的計(jì)算公式：
由圖10-13查得K
由圖10-3查得
所以載荷系數(shù)：
(6)、按實(shí)際得載荷系數(shù)校正所算得得分度圓直徑
由式10-10a得：
(7)、計(jì)算模數(shù)
3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)
由式（10-17）得
1)、確定計(jì)算參數(shù)
(1)、計(jì)算載荷系數(shù)
(2)、根據(jù)縱向重合度從圖10-28 查得螺旋角影響系數(shù)
(3)、計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)：
(4)、查取齒形系數(shù)
由表10-5查得
(5)、查取應(yīng)力校正系數(shù)
由表10-5查得
(6)、由圖10-20c查得齒輪1的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 齒輪2得彎曲疲勞強(qiáng)度極限
(7)、由圖10- 18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)
(8)、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 由公式10-12 得
(9)、計(jì)算大、小齒輪 并加以比較
通過比較大齒輪的 數(shù)值大
2)設(shè)計(jì)計(jì)算
對(duì)此計(jì)算結(jié)果，由齒面的接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，現(xiàn)取=2.0 ,已可滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)要求。
(8)由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)=0.89，=0.90
（9）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為10%,取安全系數(shù)s=1,由式(10-12)得
=/s=510 MPa
=/s=495 MPa
=(+)/2=502..5MPa
=48.3mm
（2）計(jì)算圓周速度
V=
(3)計(jì)算齒寬b及模數(shù)
(4)、計(jì)算縱向重合度
(5)、計(jì)算載荷系數(shù)
由表10-2 查得使用系數(shù)K=1
根據(jù)V=3.56m/s ,7級(jí)精度，由圖10-8 查得動(dòng)載荷系數(shù)；由表10-4查得
的計(jì)算公式：
由圖10-13查得K
由圖10-3查得
所以載荷系數(shù)：
(6)、按實(shí)際得載荷系數(shù)校正所算得得分度圓直徑
由式10-10a得：
(7)、計(jì)算模數(shù)
4、 幾何尺寸計(jì)算
(1)、計(jì)算中心距
將中心距圓整為95mm
(2)、按圓整后的中心距修正螺旋角
因值改變不多，故參數(shù)， ，等不必再修正。
(3)、計(jì)算大，小齒輪的分度圓直徑：
(3)、計(jì)算齒輪寬度
圓整后取
5、設(shè)計(jì)結(jié)果
中心距a
模數(shù)
螺旋角
齒輪1 齒數(shù)
齒輪2 齒數(shù)
傳動(dòng)比
i
齒輪1
分度圓直徑
齒輪1
的寬度
齒輪1
分度圓直 徑
齒輪2
的寬度
95mm
2.0mm
14.4
27
65
2.4
55.79mm
60mm
134.3mm
55mm
3.2減速器蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)
1.選擇蝸桿傳動(dòng)類型
根據(jù)GB/T 10085——1988的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI）。
2.選擇材料
根據(jù)庫存材料的情況，并考慮到蝸桿傳動(dòng)傳遞的功率不大，速度是中等，故蝸桿用45鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為45——55HRC。蝸桿用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1,金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。
3.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)
根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。由式（11-12），傳動(dòng)中心距
1）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩
2）確定載荷系數(shù)K
因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均勻系數(shù)由表11—5選取使用系數(shù).15，由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載荷系數(shù)則：
3）確定彈影響系數(shù)，因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和蝸桿相配，故。
4）確定接觸系數(shù)
先假設(shè)蝸桿分度圓直徑和傳動(dòng)中心距a比值從《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖11-18中可得。
5）確定許用接觸應(yīng)力
根據(jù)蝸桿材料為鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度>45HRC,可從表11-7中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力=268MPa。
應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
壽命系數(shù)
所以，。
6）計(jì)算中心距
取中心距a=355mm,因i=31故從表11-2取模數(shù)m=8蝸桿分度圓直徑d1=140mm,這時(shí)d1/a=0.39,因?yàn)橐虼艘陨嫌?jì)算可用。
4.蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸計(jì)算
1）蝸桿
軸向齒距Pa=,直徑系數(shù)?q= 17.5;
齒頂圓直徑 156mm，齒根圓直徑；分度圓導(dǎo)程角
蝸桿軸向齒厚。
2）蝸輪
蝸輪齒數(shù)Z2=71,變位系數(shù);
驗(yàn)算傳動(dòng)比,是允許的。
蝸輪的分度圓直徑：
蝸輪喉圓直徑：
蝸輪齒根圓直徑：
外圓直徑：
蝸輪寬度B:
5.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
當(dāng)量齒數(shù) 根據(jù)x2=+0.125,,從圖11-19中可查得齒形系數(shù)。
螺旋系數(shù)
許用彎曲應(yīng)力
從表11-8中查得由鑄錫磷青銅ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力
壽命系數(shù)
；所以彎曲強(qiáng)度是滿足的。
6.精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定
考慮到所設(shè)計(jì)的蝸桿傳動(dòng)是動(dòng)力傳動(dòng)，屬于通用機(jī)械減速器，從GB/T10089-1988圓柱蝸桿、蝸桿精度等級(jí)中選7級(jí)精度、側(cè)隙種類為f,表注為8f GB/T100然后由有關(guān)手冊(cè)查得要求的公差項(xiàng)目及表面粗糙度，此處從略。
第四章 軸系零件的設(shè)計(jì)計(jì)算
軸系零件包括軸、鍵聯(lián)接、滾動(dòng)軸承和聯(lián)軸器。完成傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算后，需對(duì)它們進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。
軸是減速器的主要零件之一，軸的結(jié)構(gòu)決定于軸上零件的位置和有關(guān)尺寸。設(shè)計(jì)軸時(shí)，要按照工作要求，選擇合適的材料，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后根據(jù)受力狀況進(jìn)行強(qiáng)度和剛度計(jì)算。
4.1 輸入軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算
1．軸的材料的選擇
軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞度，故采用碳鋼制造尤為廣泛。
材料選擇：45#鋼，采用熱處理（調(diào)質(zhì)）和表面未強(qiáng)化處理，由機(jī)械手冊(cè)查得，45號(hào)鋼采用調(diào)質(zhì)處理硬度為217~255HB。
2．軸的初步計(jì)算
已知：輸入軸上的輸入功率
P=11.07KW；
轉(zhuǎn)速；
轉(zhuǎn)矩；
軸上齒輪模數(shù)Mn=2；
螺旋角=
前面已經(jīng)算出軸上齒輪分度圓直徑: ；
1、求作用在齒輪上的力
；
；
；
圓周力，徑向力，軸向力的方向如圖 4—2所示。
2、初步確定輸入軸的最小直徑
公式中：由查表15-3得，初步選定為120，代入上式可得：
；
軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑d1-2直徑與聯(lián)軸器的孔徑，以及電動(dòng)機(jī)的輸出軸相適應(yīng)，故需先確定聯(lián)軸器的型號(hào)。
聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩：；
由于提升機(jī)的工作效率不大，工作轉(zhuǎn)矩變化小，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)。查表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故選；
則：=
按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選用LT6型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為2050。半聯(lián)軸器的孔徑=38mm，故取=38mm；半聯(lián)軸器長度Ｌ＝82mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。
3．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
圖4—1 輸出軸的結(jié)構(gòu)與裝配
（1）根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段的直徑和長度
1、為使1—2軸段滿足半聯(lián)軸器的配合要求，需制出一軸肩，取1—2段直徑。
2、初步選擇滾動(dòng)軸承
因所選用的齒輪為斜齒輪，則軸承同時(shí)承受有徑向和軸向力的作用，鼓選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)d=42mm，查手冊(cè)，初步選取0基本游隙組標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30209，其尺寸為,故3—4軸的直徑,而。
3；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為125mm，為了使套筒的端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。
4、軸承端蓋的總寬度20mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l=30mm
5、取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離a=16mm，蝸輪與圓柱大齒輪之間的距離為c=20mm?？紤]到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s，取s=80mm。
至此，已知初步確定了軸的各段直徑和長度。
（2） 軸上零件的周向定位
半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按由手冊(cè)選用平鍵為，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為108mm，同時(shí)為了保證齒輪與軸的配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為。同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為，半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。
（3） 確定軸上圓角和倒角尺寸
參考表15-2，取左軸端倒角為，右軸端倒角，2出處倒圓R=2.0mm，其它處倒圓R=2.5mm。
4．求軸上的載荷
根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖4—5，在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)根據(jù)手冊(cè)查取a值。對(duì)于32217型的滾動(dòng)軸承，由手冊(cè)查得a=34mm。又滾動(dòng)軸承如圖5-3正裝，則作為簡(jiǎn)支梁的軸承跨距L=。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖4—6。
圖4—6 輸出軸的彎矩圖和扭矩圖
從軸的機(jī)構(gòu)圖以及扭矩圖中可以看出，C截面是軸的危險(xiǎn)截面。
（1） 求軸上軸承的支座反力和，截面C上的、、
1、求軸承的支反力和
2、截面C上的、、
則：總彎矩為：
；
5．扭矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度：
進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度，根據(jù)以上所算得的數(shù)據(jù)，并取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力為：
＜
前已選定軸的材料為45鋼，由表15-1查得=60，故軸工作安全。
（6） 危險(xiǎn)截面4校核：
截面4左側(cè)：
抗彎截面系數(shù)：；
抗扭截面系數(shù)：；
截面左側(cè)的彎矩M為：;
截面上的彎曲應(yīng)力：；
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：；
軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得，，。
截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按附表3-2查取。
因?yàn)?；，?jīng)插值后可查得：
；
又由附圖3-1可得軸的材料的敏感系數(shù)為：
；；
有效集中系數(shù)：
；
；
由附圖3-2得尺寸系數(shù)；
由附圖3-3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)：；
軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)；
軸未經(jīng)表面強(qiáng)化，即則得綜合系數(shù)值為：
；
；
碳鋼的特性系數(shù)：
，??；
，取；
計(jì)算安全系數(shù)值：
；
；
＞S=1.5；
故可知其安全。
4.2 中間軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算
1.軸的材料的選擇
軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞度，故采用碳鋼制造尤為廣泛。
材料選擇：45#鋼，采用熱處理（調(diào)質(zhì)）和表面未強(qiáng)化處理，由機(jī)械手冊(cè)查得，45號(hào)鋼采用調(diào)質(zhì)處理硬度為217~255HB。
2.軸的初步計(jì)算
（1） 初步確定輸入軸的受力計(jì)算：
已知：輸入軸上的輸入功率
；
轉(zhuǎn)速；
轉(zhuǎn)矩；
前面已經(jīng)算出軸上蝸桿分度圓直徑: ；
求作用在蝸桿上的力
；
；
(2) 估算軸徑選取軸的型號(hào)
軸Ⅱ材料為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算，初步計(jì)算軸徑， 軸徑計(jì)算公式查手冊(cè)可知道A0=103~126 mm，取
d>= 23.7mm
取軸頸d = 24mm
(3) 軸承選取
圓錐滾子軸承(30000型)
標(biāo)準(zhǔn)=摘自GB/T 297-1994 參照ISO355-1977單位=(mm)
軸承代號(hào)=32009
尺寸\d=45
尺寸\D=75
尺寸\T=20
尺寸\B=19
3．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(1)軸的方案設(shè)計(jì)
(2)各段直徑及長度
軸承處直徑：d2~3= 45mm
軸承處長度：L2~3=66 mm
齒輪處的直徑：d1~2=38 mm（齒輪孔徑大于所通過的軸徑）
齒輪處長度：L1~2=54mm , (軸段長度應(yīng)略小于輪轂長度)
擋油環(huán)處：L =18mm
蝸桿齒處：d5~6=117㎜L5~6=117㎜
軸承與箱體內(nèi)壁距離 s =5 mm
蝸輪與箱體內(nèi)壁距離 a =10mm
4.3中間軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算
1． 確定輸出軸上的功率P，轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)距T。由前面可知P=5.43KW，n=8.76r/min, T=5912450NM。
2． 求作用在軸上的力：已知低速級(jí)齒輪的分度圓直徑為d=568mm,F==N,
F= F
1. 初步確定軸的最小直徑：
低速軸Ⅲ材料為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算，初步計(jì)算軸徑，取
d,顯然此處為軸的最小直徑為使得出軸與鏈輪的孔徑相同，故需確定彈性聯(lián)軸器?？讖?，基本尺寸為D*d*T=105*90*39
4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
１） 擬訂軸晌零件的裝配方案圖
２） 根據(jù)軸的軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度
３） d2-3=96.4mm L1=175mm 取L1-2=173mm
４） 選擇圓錐輥?zhàn)虞S承型號(hào)為（30221）
５） d5-6=113mm d4-5=115mm d5-6=125mm L4-5=115mm L5-6=15mm
第七章 軸承的校核
7.1、 第一對(duì)軸承的校核（即與軸I裝配得軸承）
初選單列圓錐滾子軸承，其型號(hào)為30209，其尺寸為軸承得受力情況（簡(jiǎn)圖）如下圖所示：
（1） 計(jì)算徑向力 軸向力
齒輪的徑向力
齒輪的軸向力
（2）計(jì)算軸向派生力
由手冊(cè)查得e=0.35 Y=1.7 由課本表13-7得則有：
（3）計(jì)算軸承得軸向載荷
由于即軸承1壓緊，軸承2放松
由此得
（4）計(jì)算當(dāng)量載荷
因?yàn)? 則查表得取X Y
則查表得，取f=1.0
則
因?yàn)? 則查表得取X Y
則查表得，取f=1.0
則
（5）軸承壽命計(jì)算L
因?yàn)閯t按軸承1計(jì)算，查手冊(cè)得，該種軸承得額定動(dòng)載荷C=26.8KN
則
因?yàn)?
所以所選得軸承符合要求
結(jié)束語
在各位老師的指導(dǎo)下，經(jīng)過歷時(shí)兩個(gè)星期的緊張?jiān)O(shè)計(jì)，我完成了推力機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，我參考了有關(guān)的書籍解到了機(jī)械行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，拓寬了自己的視野和知識(shí)面。
本次設(shè)計(jì)用到了許多以前所學(xué)的知識(shí)，特別是剛剛結(jié)束的機(jī)械設(shè)計(jì)課程中所學(xué)的很多知識(shí)：從大一時(shí)學(xué)的CAD制圖到剛剛在機(jī)械設(shè)計(jì)課程中學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，零件設(shè)計(jì)。因此在整個(gè)設(shè)計(jì)的過程中，我將兩年多來所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的復(fù)習(xí)和回顧，進(jìn)一步鞏固了自己的專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能，增強(qiáng)了獨(dú)立思考和理論聯(lián)系實(shí)際的能力。同時(shí)，也使我對(duì)機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程和方法等內(nèi)容有了一定了解、熟悉和深入。更重要的是，在此次設(shè)計(jì)過程中，我發(fā)現(xiàn)自己的專業(yè)知識(shí)存在很多不足和欠缺。
通過這次課程設(shè)計(jì)，我及時(shí)彌補(bǔ)了自己在專業(yè)知識(shí)中存在的不足和欠缺，
從而提高自己的綜合能力。
由于本人的知識(shí)水平真的很有限，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)又不足，此次設(shè)計(jì)難免存在不足和錯(cuò)誤，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)和指正。
最后再次感謝在本次設(shè)計(jì)中指導(dǎo)老師和同學(xué)對(duì)我的幫助!
參考文獻(xiàn)
1．《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》（第二版） 高等教育出版社 作者：羅圣國等
2．《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 高等教育出版社 主編：陳立德
3．《機(jī)械設(shè)計(jì)》（第七版） 高等教育出版社 主編：紀(jì)名剛
4．《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（軟件版）
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