二级同轴式斜齿圆柱齿轮减速器-设计说明书

**大学机械设计制造及其自动化特色专业 带式传输机设计说明书 专业班级: ********** 姓 名: ********** 学 号: 1888888888888 指导老师: ****、**** 完成日期: *****年**月**日 **大学机电工程系 目录 设计任务……………………………………………………………………………..………..4 一、传动方案的确定……………………………………………………………..………..…5 二、电动机的选择…………………………………………………………………………....6 三、传动装置总体设计 ㈠.计算总传动和分配各级传动比..................................................................................9 ㈡.传动装置的运动和动力参数…………………………………….……………..….9 四、传动零件的设计计算 ㈠.低速级齿轮的设计……………………………………………………………...…10 ㈡.高速级齿轮的设计…………………………………………………………...……20 五、轴的设计与校核…………………………………………………………………………22 六、滚动轴承的校核…………………………………………………………………………40 七、键联接的校核……………………………………………………………………………45 八、联轴器的选择……………………………………………………………………………47 九、润滑与密封………………………………………………………………………………48 十、箱体的设计计算…………………………………………………………………………49 总结…………………………………………………………………………………………….51 参考文献…………………………………………………………………………………….…52 2 / 54 ●设计任务 带式运输机传动装置的设计方案 带式运输机工作原理 带式运输机传动示意图如图所示。 图1 已知条件 设计数据 工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35℃； 使用折旧期：8年（一年300天）； 检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修； 动力来源：电力，三相交流，电压380/220V； 运输带速度允许误差：±5%； 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。 序号 运输带工作压力F/N 运输带工作速度m/s 卷筒直径D/mm 注：运输带与卷筒之间及卷筒轴承的摩擦影响已经在F中考虑 9 4500 1.8 400 3 / 54 设计 计算过程及说明 项目 结果 4 / 54 根据题意，我们需要设计一个适合一般机械厂制造的传输带的传动系统，包括传 ************** 一、传动方案的确定 送带、卷筒、减速箱、电机。考虑到为大多数机械厂使用，所以载重量不会太大，而 且载荷较平稳。 由题目的要求决定传动装置选用：二级同轴式圆柱齿轮减速器 ************** 图2 带式传输机原理图 1电机；2、6联轴器；3箱体；4运输带；5滚筒 传动装置相关零件的模拟初选： 轴承：圆锥滚子轴承（脂润滑）； 联轴器：弹性柱销联轴器； 传动零件：斜齿圆柱齿轮（7级精度）； 注：通用减速器齿轮的精度范围6~8级。 5 / 54

考虑到为大多数机械厂使用，所以载重量不会太大，而且载荷较平稳。Y系列电 ************** 电动机型号： 二、电动机的选择 动机为一般用途封闭式自扇冷式笼型三相异步电动机，具有防止灰尘、铁屑或其他杂 物侵入电动机内部之特点，B级绝缘，工作环境不超过+40°相对湿度95%，海拔高度不超过1000 m，额定电压380 V，频率50 Hz，广泛适用于机床、泵、风机、运输 机、搅拌机、农业机械等。所以，动力源选择Y系列电动机。 通过题目所给设计数据，我选择9号，工作拉力为F?4500N、工作速度为V?1.8m/s。 查《机械课程设计手册》得，卷筒效率???0.96； 圆锥滚子轴承效率?轴承?0.99； 联轴器效率?联轴器?0.99； 斜齿圆柱齿轮传动效率（7级精度，油润滑）?齿轮传动?0.985； 1. 计算各轴的输入功率 ① 工作机轴的输入功率： Y160L?6 电机额定功率： Pd0?11KW 电机满载转速： nm?970r/min ************** P??FV4500?1.8?KW?8.609KW 1000???轴承?联轴器1000?0.96?0.99?0.99P??齿轮传动?轴承PⅢ?齿轮传动?轴承PⅡ?齿轮传动?轴承?8.609KW?8.828KW 0.985?0.998.828KW?9.053KW 0.985?0.999.053KW?9.284KW 0.985?0.99② Ⅲ轴的输入功率：PⅢ?③ Ⅱ轴的输入功率：PⅡ??④ Ⅰ轴的输入功率：P?Ⅰ?则，工作机实际需要的电动机输出功率： Pd?PⅠ?联轴器?9.284KW?9.378KW 0.985?0.992. 计算电动机的转速范围 ① 计算滚筒的转速 滚筒的直径D?400mm； 滚筒的角速度???2V2?1.8?rad/s?9rad/s D?10?3400?10?3 6 / 54 滚筒的转速n??60??60?9?r/min?85.944r/min 2?2??② 确定电动机的转速范围 根据滚筒转速和斜齿圆柱齿轮转动装置的合理传动比范围（i?3~5），可以推算电动机的转速范围。 电动机的转速范围： nd'?(i1?i2)?n??3?3?85.944~5?5?85.944r/min?773.496~2148.6r/min 结合电动机的输出功率和电动机的转速范围，确定选择电动机： 电动机型号：Y160L?6 额定功率：Pd0?11KW 满载转速：nm?970r/min 7 / 54 三、传动装置总体设计 (一) 计算总传动比以及分配各级传动比 ① 传动装置总传动比 ************** 各级传动比： n970i?m?r/min?11.286r/minn?85.944② 分配各级传动比 同轴式二级圆柱齿轮减速器传动比分配推荐值为：i1?i2 则，取i1? i1?i2?3.36 各轴转速： nⅠ?970r/min nⅡ?288.69r/mini2?i?11.286?3.36 (二) 传动装置的运动和动力参数 ① 计算各轴转速 nⅢ?85.92r/min 各轴功率： nⅠ?nm?970r/min PⅠ?9.284KW nⅡ?nⅠ970?r/min?288.69r/min i13.36PⅡ?9.053KW PⅢ?8.828KW ************** nⅢn288.69?Ⅱ?r/min?85.92r/min i23.36② 各轴功率 PⅠ?9.284KW；PⅡ?9.053KW；PⅢ?8.828KW 因为低速机齿轮承受的载荷大于高速级齿轮承受的载荷，所以设计时只需保证满足低速级齿轮的疲劳强度，那么一定满足高速级齿轮的疲劳强度的需求，则，设计时只需设计低速级的齿轮传动。 8 / 54 四、传动零件的设计计算 ㈠．低速级齿轮的设计： ⑴ 选择齿轮的类型、精度等级、材料及齿数 ① 根据传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动，压力角??20?。 ② 带式输送机为一般传动机器，选用7级精度。 ************** 齿数比：调质，齿面硬度280HBS)； ③ 选择小齿轮材料为：40Cr(调质，齿面硬度240HBS)。 大齿轮材料为：45钢(④ 选小齿轮齿数z1?25； 则，大齿轮齿数z2?z1?ii1?25?3.36?84； u?3.36 小齿轮的转矩：TⅡ?299477.467z84则齿数比u?2??3.36； z125⑤ 初选螺旋角??14?； ⑵ 按齿面接触疲劳强度设计 ① 试选KHt?1.3； ② 计算小齿轮的转矩N?mm 齿宽系数： ?d?1 区域系数：ZH?2.433 TⅡ?9.55?106PⅡnⅡ?9.55?10?9.053288.96N?mm?299477.467N?mm③ 选取齿宽系数?d?1； ④ 查表得，区域系数ZH?2.433； ⑤ 查的材料的弹性影响系数ZE?189.8MPa⑥ 计算接触疲劳强度用重合度系数Z? 126 弹性影响系数：ZE?189.8MPa12 ； ?t?arctan?tan?ncos???arctan?tan20?cos14???20.562?*?at1?arccos?z1cos?tz1?2hancos?????arccos?25?cos20.562?25?2?1?cos14?? ???29.675? ???? 9 / 54 ?at2?arccos?z2cos?t???arccos?84?cos20.562?84?2?1?cos14?? ???23.773??*z2?2hancos??? ??????z1tan?at1?tan?t'?z2tan?at2?tan?t'?2???25??tan29.675??tan20.562????2??????84??tan23.773??tan20.562?????1.649 ????? 接触疲劳强度用重合度系数： ????dz1tan???1?25?tan14???1.984 ?4???1??????3??4?1.649?1?1.984?3 1.984?1.649Z????Z??0.657 接触疲劳极限：?0.657⑦ 计算螺旋角系数 Z??cos??cos14??0.985 ⑶ 计算接触疲劳极限许用应力 ① 查的小齿轮接触疲劳极限?H大齿轮接触疲劳极限?H② 计算应力循环次数 齿轮设计工作寿命Lh?2?8?300?8?38400h； 应力循环次数：lim2lim1?600Mpa； ?550Mpa； N1?60nⅡjLh?60?288.69?1?38400?6.654?10； N2?N1?z2z1??6.654?108?8425??1.979?108； 则，查的小齿轮的接触疲劳寿命系数KHN1?0.98； 大齿轮的接触疲劳寿命系数KHN2?0.98； ③ 取失效概率为1%，安全系数S?1，则得 8?Hlim1?600Mpa ?Hlim2?550Mpa 接触疲劳寿命系数： KHN1?0.98 KHN2?0.98 KHN1?Hlim10.98?600?????MPa?588MPa； ?H?1S1 10 / 54

KHN2?Hlim20.98?550?????MPa?539MPa； ?H?2S1则，取接触疲劳许用应力???H??????H??2?539MPa； ④ 试算小齿轮的分度圆直径 接触疲劳许用应力： ???H???539MPa 小齿轮的分度圆直径：d1t?32KHtTⅡu?1?ZHZEZ?Z??????du??????????2?2?1.3?299477.4673.36?1?13.363 ?2.433?189.8?0.657?0.985????539??2mm ?67.722mm ⑷ 调整小齿轮的分度圆直径 ① 计算小齿轮的圆周速度 d1t?67.722mm 齿宽： V??d1tnⅡ60?1000???67.722?288.69060?1000ms?1.024ms b?67.722mm 使用系数：② 计算齿宽 b??dd1t?1?67.722mm?67.722mm ③ 计算实际载荷系数 ⒈ 传动装置载荷均匀平稳，使用系数KA?1 ⒉ 根据V?1.024ms、7级精度，查得动载系数KV?1.02 ⒊ 计算齿轮的圆周力 KA?1 动载系数：KV?1.02 齿间载荷分配系数：Ft1?2TⅡd1t?2?299477.46767.722N?7.947?103N KAFt1b?1?7.947?1067.722Nmm?130.59Nmm?100Nmm得，齿间载荷分配系数KH??1.2 ⒋ 小齿轮相对支承非对称布置，则齿向载荷分布系数KH??1.423 ⒌ 计算实际载荷系数3KH??1.2 齿向载荷分布系数：KH?KAKVKH?KH??1?1.02?1.2?1.423?1.742 ⒍ 计算实际载荷的分度圆直径 11 / 54 KH??1.423 d1?d1t3KH1.317?67.722?3mm?74.662mm KHt1.3? 实际载荷系数：⒎ 计算相应的模数mn?d1cos?z1?67.722?cos1425mm ⑸ 按齿轮弯曲疲劳强度设计 ① 试选KFt?1.3 ② 计算重合度系数 ?2.898mm KH?1.742 实际分度圆直径：d1?74.622mm ?b?arctan?tan?cos?t??arctantan14?cos20.562??13.140??? 模数： mn?2.898mm 实际载荷系数： ??v???cos2?b?1.649cos213.140??1.739 Y??0.25?0.75??v0.75?0.25??0.681 1.739KFt?1.3 14??1????1?1.984??0.769 ??120120③ 计算螺旋角系数Y?? 重合度系数：④ 计算YFaYsa ???F??Y??0.681 齿形系数：⒈ 计算当量齿数 zv1?z1cos3??25cos314??27.367 YFa1?2.61 zv2?z2cos3??84cos314??91.953 ⒉ 查表得，齿形系数YFa1?2.61；YFa2?2.21 ⒊ 查表得，应力修正系数Ysa1?1.62；Ysa2?1.78 ⒋ 查表得，小齿轮齿根弯曲疲劳极限?Flim1?500MPa； 大齿轮齿根弯曲疲劳极限?Flim2?380MPa ⒌ 查表得，弯曲疲劳寿命系数KFN1?0.98；KFN2?0.98 ⒍ 取弯曲疲劳安全系数S?1.4，得YFa2?2.21 应力修正系数： Ysa1?1.62 Ysa2?1.78 齿轮弯曲疲劳极限：?Flim1?500MPa ?Flim2?380MPa KFN1?Flim10.98?500?????MPa?346.43MPa?F?1S1.4 12 / 54 KFN2?Flim20.98?380?????MPa?266MPa?F?2S1.4 弯曲疲劳许用应力： ???F??1?346.43MPa ???F??2?266MPa YFa1Ysa12.61?1.62??0.0072346.43????F?1YFa2Ysa22.21?1.78??0.0073 266???F??2因为YFa2Ysa2YYYYYY?Fa1sa1，则取Fasa?Fa2sa2?0.0073 ??????F??2??F??1??F????F??22KFtTⅡY?Y?cos2??dz21YFaYsa ?0.0073???F?? 模数：⑤ 试算模数 mn?1.649mmmt??3?YY???Fasa????????F??2? 小齿轮分度圆直径：2?1.3?299477.467?0.769?cos14?0.0073mm 1?252?1.649mm3 ⑹ 调整齿轮模数 ① 计算小齿轮分度圆直径 d1?42.487mm ?d1?mntz1cos??1.649?25cos14mm?42.487mm ② 计算圆周速度 齿宽：b?42.387mm V??d1nⅡ60?1000???42.487?288.69060?1000 ms?0.642ms 动载系数：③ 计算齿宽 KV?1.01 齿间载荷分配系数： b??dd1?1?42.487mm?42.487mm ④ 计算宽高比 **h?2han?cnmnt??2?1?0.25??1.649mm?3.710mm ??bh?42.4873.710?11.452 ⑤ 计算实际载荷系数 ⒈ 根据V?0.642ms，7级精度，查得动载系数KV?1.01 ⒉ 查齿间载荷分配系数 Ft1?2TⅡd1?2?299477.46742.487N?1.410?104N KF??1.0 13 / 54 KAFt1b?1?1.410?10442.487Nmm?331.8Nmm?100Nmm查表得，齿间载荷分配系数KF??1.2 KH??1.418 ⒊ 查得KH??1.418；结合bh?11.452，查得KF??1.35 ⒋ 计算实际载荷系数 KF??1.35 实际载荷系数：KF?KAKVKF?KF??1?1.01?1.2?1.35?1.636 ⒌ 按实际载荷系数计算齿轮模数 KF?1.636 模数： mn?mt3KF1.636?1.649?3mm?1.780mm KFt1.3 综上，对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数。由于齿轮模数的大小主要决定弯曲疲劳强度的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关。 为了使设计出来的齿轮既满足齿面接触疲劳强度，又满足齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，取模数为弯曲疲劳强度算得的模数mn?1.780mm，并取标准值mn?1.780mm 模数： mn?2mm mn?2mm，按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1?74.662mm。 则，小齿轮齿数z1? 齿数： d1cos?mn?42.487?cos142?36.22，取?z1?37 z1?37；则，大齿轮齿数z2?uz1?3.36?37?124.32，取z2?125。z1与z2互为质数。齿数比u?z2125??3.378。 z137z2?125 传动比： ⑺ 计算齿轮传动几何尺寸 ① 计算中心距i2?3.378 a??z1?z2?mn?166.959mm?2cos????37?125??22?cos14?mm?? 中心距： a?165mm '（注：考虑模数取大为m?2mm，则中心距圆整a?165mm。） ② 圆整中心距后修正螺旋角 ???zarccos1?z2?mn2a??37?125??2arccos2?165?10.942? ③ 计算分度圆直径 14 / 54 d1?z1mcos??37?2cos10.942?mm?75.370mm d2?z2mcos??125?2cos10.942mm?254.629mm ④ 计算齿轮宽度 ? 分度圆直径： d1?75.370mm b??dd1?1?75.370mm?75.370mm 考虑安装误差，为了保证设计齿宽b和节省材料，一般将小齿轮略加宽d2?254.629mm ?510?mm，则10?mm?75.370??585.370mm10?mm? b1?b??5?80.370齿宽： b1?81mm 圆整后，取b1?81mm；b2?76mm ⑻ 圆整中心距且强度校核 ① 齿面接触疲劳强度校核 ⒈ 计算实际载荷系数 i. 确定动载荷系数 计算圆周速度：b2?76mm V??d1nⅡ60?1000?1.139ms???75.370?288.6960?1000ms 动载系数： KV?1.02 齿间载荷分配系数： 查表得，动载荷系数KV?1.02 ii. 确定齿间载荷分配系数 计算齿轮的圆周力： F1?2TⅡd1?2?299477.46775.370N?8.844?103N KH??1.2 KAF1b?1?7.94?10376Nmm?104.53Nmm?100Nmm查得，齿间载荷分配系数KH??1.2 齿向载荷分布系数： iii. 确定齿向载荷分布系数 查表，用插值法得小齿轮相对支承对称布置时： 齿向载荷分布系数KH??1.317 iv. 计算实际载荷系数 KH??1.317 15 / 54

Z??KH?KAKVKH?KH??1?1.02?1.2?1.317?1.612⒉ 确定区域系数 查表得ZH?2.45 ⒊ 计算接触疲劳强度用重合度系数Z? 实际载荷系数： KH?1.612 区域系数： ?t?arctan?tan?ncos???arctan?tan20?cos10.942???20.340? ZH?2.45 ?at1?arccos?z1cos?t??z1?2hancos???*???arccos?37?cos20.340?37?2?1?cos10.942????? ?27.077?*?at2?arccos?z2cos?tz2?2hancos?????arccos?125?cos20.340?125?2?1?cos10.942?? ???22.610????1.738 ????????z1tan?at1?tan?t'?z2tan?at2?tan?t'?2???37??tan27.077??tan20.340????2??????125??tan22.610??tan20.340?????1.738 ????? ????dz1tan???1?37?tan10.942???2.279 ??4???1?????3??4?1.7381?2.277??3 2.277?1.738???0.590⒋ 计算螺旋角系数Z?? ⒌ 校核 cos??cos10.942??0.991 Z??0.590 Z??0.991 16 / 54 ?H?2KHTⅡ?dd13u?1??ZHZEZ?Z?u 齿间载荷分配系数： 2?1.612?299447.467?1?75.3703?2.45?189.8?0.590?0.991 3.378?1?3.378?464.8MPa????H???539MPa注：齿面接触疲劳强度满足要求！ ② 齿根弯曲疲劳强度校核 ⒈ 计算实际载荷系数 i. 确定齿间载荷分配系数 查表得，KF??1.2 ii. 确定齿向载荷分布系数 齿高：**h?2han?cnmnt??2?1?0.25??2mm?4.5mmKF??1.2 齿向载荷分布系数： ??KF??1.35 实际载荷系数： bh?764.5?16.89 查图得，KF??1.35 iii. 计算实际载荷系数 KF?1.652 齿形系数： KF?KAKVKF?KF??1?1.02?1.2?1.35?1.652 ⒉ 确定齿形系数以及应力修正系数 计算当量齿数： YFa1?2.46 YFa2?2.18 应力修正系数： zv1?z1cos3??37cos310.942??39.09 zv2?z2cos3??125cos310.942??118.3 查图得，YFa1?2.46；YFa2?2.18； Ysa1?1.67 Ysa2?1.82 Ysa1?1.67；Ysa2?1.82 ⒊ 计算弯曲疲劳强度用重合度系数 ?b?arctan?tan?cos?t??10.275? 17 / 54 ?tan10.942???arctan???cos20.340?? 重合度系数： Y??0.668 ??v???cos2?b?1.738cos210.275??1.795 Y??0.25?0.75 高速级齿轮参数 模数：??v?0.75?0.25??0.668 1.795⒋ 计算螺旋角系数Y?10.942??1????1?2.279??0.792 ??120120m?2mm； 压力角：⒌ 校核 ??20?； 2KFTⅡYFa1Ysa1Y?Y?cos2??dmz32n1?F1?螺旋角: 2?1.652?299477.467?2.46?1.67?0.668?0.792cos210.942??MPa 321?2?37?177.9MPa????F??1?346.43Mpa??10.942?; 7级；齿轮精度： 变位系数：?F2?2KFTⅡYFa2Ysa2Y?Y?cos2?32?dmnz2?1??2?0 中 小齿轮： 齿数z1齿宽： 心距：2?1.652?299477.467?2.18?1.82?0.668?0.792?cos210.942??MPa 321?2?125?175.4MPa????F??2?266Mpa注：齿根弯曲疲劳强度满足要求！ 低速级齿轮设计结果： 模数：mn?2mm；压力角：??20?；齿轮精度：7级；中心距：a?165mm； 变位系数：?1??2?0；螺旋角：??10.942?； 小齿轮：齿数z1?37；齿宽b1?81mm；旋向：左旋； a?165mm； ?37； b1?81mm材料： ；； 40Cr(调质，齿面硬度280HBS) 大齿轮： 齿数： ； 调质，齿面硬度280HBS)； 材料：40Cr( 大齿轮：齿数z2?125；齿宽b2?76mm； 旋向：右旋； 调质，齿面硬度240HBS)。 材料：45钢(z2?125； 18 / 54 ㈡．高速级齿轮的设计： 由于是同轴式二级齿轮减速器，因此两对齿轮取成完全一样，这样保证了中心距完全相等的要求，且根据低速级传动计算得出的齿轮接触疲劳强度以及弯曲疲劳强度一定能满足高速级齿轮传动的要求。 高速级齿轮设计结果： 模数：mn?2mm；压力角：??20?；齿轮精度：7级；中心距：a?165mm； 变位系数：?1??2?0；螺旋角：??10.942?； 齿宽： b2?76mm； 材料：45钢(调质， 小齿轮：齿数z1?37；齿宽b1?81mm；旋向：右旋； 齿面硬度240HBS) 调质，齿面硬度280HBS)； 材料：40Cr(************** 大齿轮：齿数z2?125；齿宽b2?76mm； 旋向：左旋； 调质，齿面硬度240HBS)。 材料：45钢( 设计结果，传动装置的实际相关参数： 各级传动的实际传动比i1?i2?3.378； 总传动比i总?ii?3.378?3.378?11.411； 12各轴实际转速： nⅠ?nm?970r/min； nⅡn970?Ⅰ?r/min?287.15r/min； i13.378nⅢn287.15?Ⅱ?r/min?85.01r/min； i23.378?n?允许?5%?n??5%?85.944rmin?4.297rmin； 运输带速度允许误差（5%）： 运输带实际速度误差： ?n?实际?|nⅢ?n?|?|85.01?85.944|rmin?0.934rmin； 因为?n?实际??n?允许，则此设计满足设计项目要求。 19 / 54 ㈢．齿轮的结构设计 大齿轮齿顶圆直径: da?2?Z2???125???2ha*?mn???2?1??2mm; ?cos10.942???cos???258.629mm160mm?da?2?258.629mm?500mm，则大齿轮设计成腹板式结构。 相关的腹板式结构的具体参数，可由查手册得。 大齿轮的腹板式的结构参数如下表。 表一 参数/㎜ D0?da??1014?mn齿轮 C??0.20.3?B D1(D?D3)?02 D2?(0.250.35)(D0?D3) 右旋-大齿轮 234.629 19 177.315 34.389 左旋-大齿轮 234.629 19 157.315 46.389 D3?1.6D(钢材)注：D为齿轮内孔直径 20 / 54

二级同轴式斜齿圆柱减速器的简图： 五、轴的设计与校核 图3 初步确定滚动轴承的润滑方式： 对于圆锥滚子轴承，确定最高速轴Ⅰ轴的润滑方式： dn?50?970mm?rmin；查手册采用脂润滑； 44?4.85?10mm?rmin?10?10mm?rmin则，其他各低速轴承都适合采用脂润滑方式。 (一) .Ⅰ轴的设计 图4 Ⅰ轴的结构设计简图 21 / 54 ⒈ Ⅰ轴的转矩 ************** P9.284TⅠ?9550000Ⅰ?9550000?N?mm nⅠ970?91404.33N?mm⒉ 选择轴的材料 45钢（调质） ⒊ 计算轴的最小轴径 根据材料以及轴的估计受力情况，选A0?112；则 dmin?Ⅰ?A03PⅠ?112?nⅠ39.284mm?23.779mm 970dmin?Ⅰ?23.779mm 因为轴需要开键槽，所以轴的直径要增大5%，则 dⅠ?0?dmin?Ⅰ?5%dmin?Ⅰ?23.779?5%?23.779mm?24.968mm考虑转矩变化很小，故取KA?1.3，则联轴器的转矩： LX3型弹性柱销联轴器 TⅠ?ca?KATⅠ?1.3?91404.33N?mm?118825.63N?mm 又因为Ⅰ轴需要用联轴器与电机轴联接，由手册查得型号为Y160L?6的电机的输出轴的直径为42mm，故结合电机轴与联轴器内孔大小，由手册查得取联轴器为LX3型弹性柱销联轴器。 ⒋ 轴的结构设计 ① 轴的结构设计如上图 ② 确定轴的各段直径 A段：由联轴器内孔决定，查手册得DⅠ?A?40mm； B段：对联轴器右端面定位，采用轴肩定位，轴段倒角1.2?C位轴肩高度h?2则，DⅠ?B?45mm C段：轴承安装段，查手册初选圆锥滚子轴承30210，则DⅠ?C?50mm； D段：为定位轴肩，定位轴承，由于要安装甩油环，并满足定位轴肩的高度要求，取DⅠ?D?53mm； E段：为安装齿轮处的轴段，取DⅠ?E?55mm，则齿轮内孔 ，故定 ?3?C??23??1.2mm?2.43.6mm； 圆锥滚子轴承30210 22 / 54 DⅠ?1?55mm，齿根圆直径： df?z??mn?1?2.5??cos??；由手册查得，内??37?2???2.5?mm?70.370mm??cos10.942?孔直径D?55mm的轮毂开的键槽深度t1?4mm， 则，键槽顶面与齿根圆的高度e?(df?D)2?t1?(70.370?55)2?4mm?3.685mm?2mn?2?2mm?4mmG段：轴承安装段，则DⅠ?G?50mm； 则，Ⅰ轴将齿轮和轴承做成一体而成为齿轮轴。E段为齿轮。 F段：为定位轴肩，定位轴承，由于要安装甩油环，并满足非定位轴肩的高度要求，取DⅠ?F?53mm； ③ 确定各轴段的长度 A段：安装联轴器，半联轴器与轴配合的毂孔长度L?84mm，Ⅰ?半联轴器?82mm； 为保证轴端挡圈只压在半联轴器上，取LⅠ?AC、G段：安装轴承段，由轴承型号得 L?L?T轴承30210?21.75mm； Ⅰ?GⅠ?C?81mm； E段：为小齿轮段，由齿宽得LⅠ?EB段：轴承端盖安装段，取轴承端盖总宽度37.85mm，根据便于安装轴承端盖取端盖的外断面与半联轴器右端面的距离为30mm，则LⅠ?B?67.85mm； D段、F段：根据脂润滑要求，轴承端面距离箱体内壁的距离应为?脂润滑?812mm，取?脂润滑?8mm；箱体壁厚?箱体?0.025a?3?8mm，取为?箱体?8mm， 则齿轮端面与箱体内壁距离?齿轮端面?箱体内壁?取?齿轮端面?箱体内壁?16mm； 则为了保证齿轮相对于支承对称， 23 / 54 ?箱体?8mm， L?L??脂润滑??齿轮端面?箱体内壁?8?16mm?24mm； Ⅰ?DⅠ?F④ 轴上零件的周向定位 普通平键12?8?70?82mm得，取联轴器与轴的定位：由手册查及DⅠ?A?40mm，LⅠ?A普通平键b?h?L?12mm?8mm?70mm； ?120180 ⑤ 确定轴上的圆角和倒角尺寸 各轴段的圆角与倒角尺寸参考下表决定。 表二 直径D C或R ?6零件倒角C与圆角半径R推荐值 mm 10 ?1018?1830?3050?5080?80120 1.2 1.6 0.50.60.8 1.0 2.0 2.5 3.0 ⒌ 轴的校核 ① 计算轴的支座反力 由圆锥滚子轴承30210查手册得： LI?1?66.25mm;LI?2?66.25mm;LI?3?128.85mm； Ⅰ-1Ⅰ-2Ⅰ-3 图5 Ⅰ轴的计算受力简图 ?91404.33N?mm； Ⅰ轴的扭矩：TⅠ作用在齿轮上的圆周力： Ft?2TI2?91404.33?N?2425.5N； d175.370作用在齿轮上的径向力： tan?ntan20?Fr?Ft?2425.484?N?899.2N； cos?cos10.942?作用在齿轮上的轴向力： 24 / 54 Fa?Fttan??2425.484?tan10.924?N?468.9N； ② 计算轴的支反力 ?FV?0;FNV1?FNV2?Fr?0;?Mv?0;?Fad1得:FNV12?316.24N;FNV2?582.96N?FrL1?FNV2?L1?L2??0;； ?FH?0;FNH1?FNH2?Ft?0;?MH?0;FtL1?FNH2?L1?L2??0;； 得:FNH1?1212.75N;FNH2?1212.75N③ 计算轴的弯矩 结合上面Ⅰ轴的结构设计简图以及Ⅰ轴的计算受力简图，分别计算轴的水平弯矩、垂直弯矩和合成弯矩。 计算垂直弯矩： MV1?FNV1?L1?316.24?66.25N?mm?20950.9N?mm； MV2?FNV2?L2?582.96?66.25N?mm?38621.1N?mm； 计算水平弯矩： MH1?FNH1?L1?1212.75?66.25N?mm?80344.7N?mm MH2?FNH2?L2?1212.75?66.25N?mm?80344.7N?mm 合成弯矩： M1?MV21?MH21?20950.92?80344.72N?mm； ?83031.4N?mmM2? MV22?MH22?38621.12?80344.72N?mm； ?89145.2N?mm 25 / 54

④ 作Ⅰ轴的载荷分析图 Ⅰ-1Ⅰ-2Ⅰ-2 图6 Ⅰ轴的载荷分析图 ⑤ 按弯曲合成应力校核轴的强度 结合Ⅰ轴的结构设计简图和Ⅰ轴的载荷分析图，可以看出截面B是轴的危险截面。 截面B的相关载荷情况如下表。 表三 载荷 水平面H 垂直面V FNH1?1212.75N 支反力 FNV1?316.24N FNV2?582.96N FNH2?1212.75N Mv1?20950.9N?mm 弯矩 MH?80344.7N?mm Mv2?38621.1N?mm 总弯矩 M1?83031.4N?mm M2?89145.2N?mm 26 / 54 扭矩 TⅠ?91404.33N?mm 根据轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取??0.6。 调质处理)，查手册得?根据材料45钢(???1???60MPa。 轴的计算应力： ?ca?M???TⅠ?222W?6.29MPa?89145.2??0.6?91404.33?220.1?553 因为?ca?????1??，且Ⅰ轴是齿轮轴W的值会比上式的值更大，则轴设计安全。 (二) .Ⅲ轴的设计 由于Ⅱ轴的结构和装配与Ⅲ轴和Ⅰ轴的装配位置相关，所以设计完Ⅰ轴和Ⅲ轴后才能设计Ⅱ轴的结构和装配。 图7 Ⅲ轴的结构设计简图 1. Ⅲ轴的转矩 TⅢP8.828?9550000Ⅲ?9550000?N?mm nⅢ85.92?981231.378N?mm 2. 选择轴的材料 45钢（调质） 3. 计算轴的最小轴径 根据材料以及轴的估计受力情况，选A0?112；则 27 / 54 dmin?Ⅲ?A03PⅢ?112?nⅢ38.828mm?52.458mm 85.92 因为轴需要开键槽，所以轴的直径要增大3%，则 dⅢ?0?dmin?Ⅲ?3%dmin?Ⅲ?52.458?3%?52.458mm?54.032mm dmin?Ⅲ?52.458mm 考虑转矩变化很小，故取KA?1.3，则联轴器的转矩： TⅢ?ca?KATⅢ?1.3?91404.33N?mm?1275600.791N?mm 则，由手册查得取联轴器为LX4型弹性柱销联轴器。 4. 轴的结构设计 ① 轴的结构设计如上图 ② 确定轴的各段直径 A段：由联轴器内孔决定，查手册得DⅢ?A?55mm； B段：对联轴器右端面定位，采用轴肩定位，轴段倒角2?C轴肩高度h?2，故定位LX4型弹性柱销联轴器 圆锥滚子轴承30214 ?3?C??23??2mm?46mm,且考虑到此段轴需要毡圈密封，则，取DⅢ?B?65mm C段：轴承安装段，查手册初选圆锥滚子轴承30214，则 DⅢ?C?70mm； D段：为齿轮安装轴段，齿轮的内径DⅢ?2?75mm，则取DⅢ?D?75mm； E段：为定位轴肩，需要满足定位轴肩高度，则取DⅢ?E?83mm； G段：轴承安装段，则DⅢ?G?70mm； F段：为定位轴肩，与甩油环一起定位轴承，考虑到甩油环需要一定的厚度，则取DⅢ?F?74mm； ③ 确定各轴段的长度 A段：安装联轴器，半联轴器与轴配合的毂孔长度LⅢ?半联轴器?84mm，为保证轴端挡圈只压在半联轴器上，取LⅢ?A?82mm； G段：安装轴承段，由轴承型号得LⅢ?G?26.25mm； 28 / 54 E段：为定位轴环，轴环宽度b?1.4h?1.4?4mm?5.6mm，取 LⅢ?E?8mm； B段：轴承端盖安装段，取轴承端盖总宽度37.25mm，根据便于安装轴承端盖取端盖的外断面与半联轴器右端面的距离为30mm，则LⅢ?B?67.25mm； D段：为齿轮安装轴段，齿轮宽度b2?76mm，为了使套筒能可靠地定 位齿轮，所以取LⅢ?D?b2?4?76?4mm?72mm； C段：根据脂润滑要求，轴承端面距离箱体内壁的距离取?脂润滑?8mm； 取齿轮端面与箱体内壁距离?齿轮端面?箱体内壁?16mm；则 LⅢ?C?T轴承30213??脂润滑??齿轮端面?箱体内壁??b1?b2?2?4?26.25?8?16??81?76?2?4mm?56.75mmF段：为了保证Ⅲ轴上的齿轮相对于轴承支承对称，则； LⅢ?F???b1?b2?2??齿轮端面?箱体内壁??脂润滑?LⅢ?E???2.5?16?8??8mm?18.50mm④ 轴上零件的周向定位 ； 普通平键16?10?80 普通平键20?12?63联轴器与轴的定位：由手册查及DⅢ?A?55mm，LⅢ?A?82mm得，取普通平键b?h?L?16mm?10mm?80mm； 大齿轮与轴的定位：由手册查及DⅢ?D?75mm，LⅢ?D?72mm得，取普通平键b?h?L?20mm?12mm?63mm； ⑤ 确定轴上的圆角和倒角尺寸 具体尺寸查相关手册。 5. 轴的校核 ① 计算轴的支座反力 由圆锥滚子轴承30214查手册得： 29 / 54 LⅢ?1?64.95mm;LⅢ?2?64.95mm;LⅢ?3?134.05mm； III-1III-2 图8 Ⅲ轴的计算受力简图 Ⅲ轴的扭矩：TⅢ?981231.378N?mm； 作用在齿轮上的圆周力： 2T2?981231.378Ft?Ⅲ?N?7707.2N； d2254.629作用在齿轮上的径向力： tan?ntan20?Fr?Ft?7707.2?N?2857.1N； cos?cos10.942?作用在齿轮上的轴向力： Fa?Fttan??7707.2?tan10.924?N?1487.5N； ② 计算轴的支反力 ?FV?0;FNV1?FNV2?Fr?0;?Mv?0;?Fad2得:FNV12??29.3N;FNV2?2886.4N?FrL1?FNV2?L1?L2??0;； ?FH?0;FNH1?FNH2?Ft?0;?MH?0;?FtL1?FNH2?L1?L2??0;； 得:FNH1?3853.6N;FNH2?3853.6N③ 计算轴的弯矩 结合上面Ⅲ轴的结构设计简图以及Ⅲ轴的计算受力简图，分别计算轴的水平弯矩、垂直弯矩和合成弯矩。 计算垂直弯矩： MV1?FNV1?L1??29.3?64.95N?mm??1903.0N?mm； MV2?FNV2?L2?2886.4?64.95N?mm?187471.7N?mm； 计算水平弯矩： MH1?FNH1?L1?3853.6?64.95N?mm?250291.3N?mm 30 / 54

MH2?FNH2?L2?3853.6?64.95N?mm?250291.3N?mm 合成弯矩： M1?M2?MV21?MH21?MV22?MH22??1903.02?250291.32N?mm； ?250298.5N?mm187471.72?250291.32N?mm； ?312716.1N?mm④ 作Ⅲ轴的载荷分析图 III-1III-2III-3 图9 Ⅲ轴的载荷分析图 31 / 54 ⑤ 按弯曲合成应力校核轴的强度 结合Ⅲ轴的结构设计简图和Ⅲ轴的载荷分析图，可以看出截面B是轴的危险截面。 截面B的相关载荷情况如下表。 表四 载荷 水平面H 垂直面V FNH1?3853.6N 支反力 FNV1??29.3N FNV2?2886.4N FNH2?3853.6N Mv1??1903.0N?mm 弯矩 MH?250291.3N?mm Mv2?187471.7N?mm M1?250298.5N?mm 总弯矩 M2?312716.1N?mm 扭矩 TⅢ?981231.378N?mm 注：支反力的结果为负值，表示支反力与Ⅲ轴的计算受力简图中的假设受 力方向相反。 根据轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取??0.6。 2调质处理)，查手册得?根据材料45钢(???1???60MPa。 轴的计算应力： ?ca?M22???TⅢ?W?312716.12??0.6?981231.378?2 ??75332?20?7.5??75?7.5?2?752 ?18.2MPa因为?ca?????1??，则轴设计安全。 32 / 54 (三) .Ⅱ轴的设计 图10 Ⅱ轴的结构设计简图 1. Ⅱ轴的转矩 TⅡP9.053?9550000Ⅱ?9550000?N?mm nⅡ288.69?299477.47N?mm2. 选择轴的材料 45钢（调质） 3. 计算轴的最小轴径 根据材料以及轴的估计受力情况，选A0?112；则 dmin?Ⅱ?A03PⅡ?112?nⅡdmin?Ⅱ?35.319mm 38.828mm?35.319mm 85.92 因为轴需要开键槽，所以轴的直径要增大5%，则 dⅡ?0?dmin?Ⅱ?5%dmin?Ⅱ?35.319?5%?35.319mm?37.085mm4. 轴的结构设计 ① 轴的结构设计如上图 ② 确定轴的各段直径 圆锥滚子轴承30208 A、E段：轴承安装段，查手册初选圆锥滚子轴承30208， 则DⅡ?A?DⅡ?E?40mm； B、D段：为齿轮安装段，结合齿轮内孔DⅡ?50mm， 则 DⅡ?B?DⅡ?D?50mm； C段：为定位轴肩，取圆角R1.2，满足定位轴肩高度，则DⅡ?C?58mm； ③ 确定各轴段的长度 33 / 54 A段：根据脂润滑要求，轴承端面距离箱体内壁的距离取?脂润滑?8mm； 取齿轮端面与箱体内壁距离?齿轮端面?箱体内壁?16mm， 则 LⅡ?A?T轴承30208??脂润滑??齿轮端面?箱体内壁?4?19.75?8?16?4mm?47.75mm； B段：为小齿轮安装段，由齿宽b1?81mm，得LⅡ?B?b1?4?81?4mm?77mm； D段：为大齿轮安装段，由齿宽b2?76mm，得 LⅡ?D?b2?4?76?4mm?72mm； E段：根据脂润滑要求，轴承端面距离箱体内壁的距离取?脂润滑?8mm； 取齿轮端面与箱体内壁距离?齿轮端面?箱体内壁?16mm；则 LⅡ?E?T轴承30208??脂润滑??齿轮端面?箱体内壁??b1?b2?2?4?19.75?8?16??81?76?2?4mm?50.25mm； 普通平键14?9?63C段：根据脂润滑要求，轴承端面距离箱体内壁的距离取?脂润滑?8mm； 取齿轮端面与箱体内壁距离?齿轮端面?箱体内壁?16mm；取Ⅰ轴与Ⅲ轴端面之间的间距为?Ⅰ?Ⅲ?6mm，为了保证Ⅱ上的两个齿轮的齿宽对称面分别与Ⅰ、Ⅲ轴的齿轮的齿宽对称面重合，则 LⅡ?C??b1?b2?2?L??T轴承30210Ⅰ?F???b1?b2?2???????Ⅰ?Ⅲ?T轴承30213?LⅢ?F?LⅢ?E???81?76?2?24?21.75????81?76?2mm； ??6?24.75?18.5?8??????103mm④ 轴上零件的周向定位 小齿轮与轴的定位：由手册查及DⅡ?B?50mm，LⅡ?B?77mm得，取普通平键b?h?L?14mm?9mm?63mm； 大齿轮与轴的定位：由手册查及DⅡ?D?50mm，LⅡ?D?72mm得，取普通平键b?h?L?14mm?9mm?63mm； 34 / 54 ⑤ 确定轴上的圆角和倒角尺寸 具体尺寸查相关手册。 5. 轴的校核 ① 计算轴的支座反力 由圆锥滚子轴承30208查手册得： 35 / 54 LⅡ?1?67.35mm;LⅡ?2?181.50mm;LⅡ?3?67.35mm； II-1II-2 图11 Ⅱ轴的计算受力简图 Ⅱ轴的扭矩：TⅡ?299477.47N?mm； 作用在齿轮上的圆周力： 2T2?299477.47Ft1?Ⅱ?N?2352.3N；d2254.6292T2?299477.47Ft2?Ⅱ?N?7946.9N； d175.370作用在齿轮上的径向力： tan?ntan20?Fr1?Ft1?2352.3?N?872.0N；cos?cos10.942?tan?ntan20?Fr2?Ft2?7946.9?N?2945.99N； cos?cos10.942?作用在齿轮上的轴向力： Fa1?Ft1tan??2352.3?tan10.924?N?454.0N；Fa2?Ft2tan??7946.9?tan10.924?N?1533.78N； ① 计算轴的支反力

?FV?0;FNV1?FNV2?Fr1?Fr2?0;?Mv?0;??L?FdFa1d2?Fr1L1?Fr2?1??a21?FNV2??L?22?2??1494.6N;FNV2?2321.4N?L1?L2? ?0；????L??3? 得:FNV1?FH?0;?FNH1?Ft1?FNH2?Ft2?0;?MH?0;?Ft1L1?Ft2?L1?L2??FNH2?L1?L2?L3??0； 得:FNH1?158.6N;FNH2?5753.2N② 计算轴的弯矩 结合上面Ⅲ轴的结构设计简图以及Ⅲ轴的计算受力简图，分别计算轴的水平弯矩、垂直弯矩和合成弯矩。 计算垂直弯矩： MV1?1?FNV1?L1?1494.6?67.35N?mm?100661.3N?mm； MV1?2?FNV1??L1?L2??1494.6??67.35?181.5?N?mm?371931.2N?mm； MV2?1?FNV2??L2?L3??2321.4??181.5?67.35?N?mm?577680.4N?mm； MV2?2?FNV2?L3?2321.4?67.35N?mm?156346.3N?mm计算水平弯矩： ； MH1?1?FNH1?L1?158.6?67.35N?mm?10681.7N?mm MH1?2?FNH1??L1?L2??158.6??67.35?181.5?N?mm?39467.6N?mm MH2?1?FNH2??L2?L3??5753.2??181.5?67.35?N?mm?1431683.8N?mm MH2?2?FNH2?L3?5753.2?67.35N?mm?387478N?mm合成弯矩： M1?1?MV21?1?MH21?1?100661.32?10681.72N?mm； ?101226.5N?mm 36 / 54 M1?2?MV22?1?MH21?1?577680.42?10681.72N?mm ； ?577779.1N?mmM2?1?M2?2?MV21?2?MH22?2?MV22?2?MH22?2?371931.22?3874782N?mm ?537095.8N?mm156346.32?10681.72N?mm ?156710.5N?mm ③ 作Ⅱ轴的载荷分析图 II-1II-2II-3 图12 Ⅱ轴的载荷分析图 37 / 54 ④ 按弯曲合成应力校核轴的强度 结合Ⅱ轴的结构设计简图和Ⅱ轴的载荷分析图，可以看出截面B和 截面C是轴的危险截面。 截面B的相关载荷情况如下表。 总弯矩 扭矩 弯矩 载荷 表五 水平面H 垂直面V FNH1?156.8N 支反力 FNV1?1494.6N FNV2?2321.4N FNH2?5753.2N Mv1?100661.3N?mmMH?10681.7N?mm Mv2?577680.4N?mm M1?101226.5N?mm M2?577779.1N?mm TⅡ?299477.47N?mm 根据轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取??0.6。 调质处理)，查手册得?根据材料45钢(???1???60MPa。 轴的计算应力： ?ca?B?M22???TⅢ?W2?577779.12??0.6?299477.47?2 ??50332?14?5.5??50?5.5? 2?502?49.4MPa 截面C的相关载荷情况如下表。 表六 载荷 水平面H 垂直面V 支反力 FNH1?156.8N FNH2?5753.2N FNV1?1494.6N FNV2?2321.4N 38 / 54 总弯矩 弯矩 Mv1?371931.2N?mm MH?387478N?mm Mv2?156346.3N?mm M1?537095.8N?mm M2?156710.5N?mm 扭矩 ?ca?C?TⅡ?299477.47N?mm 根据轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取??0.6。 调质处理)，查手册得?根据材料45钢(???1???60MPa。 轴的计算应力： M22???TⅢ?W2?537095.82??0.6?299477.47?32 ************** 14?5.5??50?5.5? ??50?322?502?52.7MPa因为?ca?B且?ca?C?????1??，则轴设计安全。 39 / 54 ㈠ .Ⅰ轴轴承的校核 六、滚动轴承的校核 由Ⅰ轴的计算受力简图作： 图13 Ⅰ轴的轴承受力图 圆锥滚子轴承30210，Ⅰ轴的轴承选择为：查手册得动载荷Cr?73.2KN ① 计算轴承受的径向载荷 Fr1?2FNH12?FNV?11212.752?316.242N ； ?1253.3NFr2?2FNH22?FNV?21212.752?582.962N； ?1345.6N② 计算作用在轴上的轴向载荷 FA?Fa?468.9N； ③ 计算轴承的派生轴向力 对于轴承Ⅰ：FaFr?0.37?e?0.42； S1?Fr1?1253.3N?1253.3N； 对于轴承Ⅱ：FaFr?0.35?e?0.42； S2?Fr2?1345.6N?1345.6N； ④ 计算轴承受的轴向载荷 S1?FA?1253.3?468.9N?1722.5N?S2，得轴Ⅰ承被“压紧”，轴承Ⅱ被“放松”。 则：Fa1?S2?FA?1345.6?468.9N?876.7N； Fa2?S2?1345.6N； ⑤ 计算当量动载荷 40 / 54

考虑载荷有不大的冲击，查手册得fd?1.10； 轴承Ⅰ： PI?fd(XFr1?YFa1)?1.1?(0.4?1253.3?0?876.7)N?551.5N轴承Ⅱ： PII?fd(XFr2?YFa2)?1.1?(0.4?1345.6?0?1345.6)N?592.1N⑥ 轴承寿命的校核 因为PII?PI，故按轴承Ⅱ校核轴承的寿命。结合轴承的工作温度?120?， 查手册得温度系数ft?1.00。 103106'则Lh?60n?ftC??1?73002?106?????60?970?592.1??P??h?160278772h； 四年一大修，则预期寿命：Lh?300?16?4h?19200h； 因为L'?hLh，故圆锥滚子轴承30210满足使用要求。 ㈡ .Ⅲ轴轴承的校核 由Ⅲ轴的计算受力简图作： 图14 Ⅲ轴的轴承受力图 Ⅲ轴的轴承选择为：圆锥滚子轴承30214，查手册得动载荷Cr?132KN ① 计算轴承受的径向载荷 Fr1?Fr2?2FNH12?FNV?13853.62???29.3?N3853.62?2886.42N2； ?3853.7N2FNH22?FNV?2； ?4814.7N 41 / 54 ② 计算作用在轴上的轴向载荷 FA?Fa?1487.5N； ③ 计算轴承的派生轴向力 对于轴承Ⅰ：FaFr?0.38?e?0.42； S1?Fr1?3853.7N?3853.7N； 对于轴承Ⅱ：FaFr?0.31?e?0.42； S2?Fr2?4814.7N?4814.7N； ④ 计算轴承受的轴向载荷 S1?FA?3853.7?1487.5N?5341.2N?S2，得轴Ⅱ承被“压紧”，轴承Ⅰ被“放松”。 则：Fa2?S1?FA?3853.7?1487.5N?5341.2N； Fa1?S1?3853.7N； ⑤ 计算当量动载荷 考虑载荷有不大的冲击，查手册得fd?1.10； 轴承Ⅰ： PI?fd(XFr1?YFa1)?1.1?(0.4?3853.7?0?3853.7)N?1695.6N轴承Ⅱ： PII?fd(XFr2?YFa2)?1.1?(0.4?4814.7?0?5341.2)N?2118.5N⑥ 轴承寿命的校核 因为PII?PI，故按轴承Ⅱ校核轴承的寿命。结合轴承的工作温度?120?，查手册得温度系数ft?1.00。 则?1?132000?106?ftC?106Lh??????60n?P?60?85.01?2118.5?'?103h?188016923h； 42 / 54 四年一大修，得预期寿命：Lh?300?16?4h?19200h； 因为Lh?' Lh，故圆锥滚子轴承30214满足使用要求。 ㈢ .Ⅱ轴轴承的校核 由Ⅱ轴的计算受力简图作： 图15 Ⅱ轴的轴承受力图 圆锥滚子轴承30208，Ⅱ轴的轴承选择为：查手册得动载荷Cr?63.0KN ① 计算轴承受的径向载荷 Fr1?Fr2?2FNH12?FNV?1158.62?1494.62N ； ?1502.9N2FNH22?FNV?25753.22?2321.42N； ?6203.9N② 计算作用在轴上的轴向载荷 FA?Fa'2?Fa'?1533.78?454N?1079.8N； 1③ 计算轴承的派生轴向力 对于轴承Ⅰ：FaFr?0.72?e?0.42； F1502.9S1?r1?N?46.97N； 2Y2?1.6对于轴承Ⅱ：FaFr?0.17?e?0.42； S2?Fr2?6203.9N?6203.9N； ④ 计算轴承受的轴向载荷 S2?FA?6203.9?1079.8N?7283.7N?S1，得轴承Ⅰ被“压紧”，轴承Ⅱ被“放松”。 则：Fa1?S2?FA?6203.9?1079.8N?7283.7N； 43 / 54 Fa2?S2?6203.9N； ⑤ 计算当量动载荷 考虑载荷有不大的冲击，查手册得fd?1.10； 轴承Ⅰ： PI?fd(XFr1?YFa1)?1.1?(0.4?1502.9?0?7283.7)N?661.3N轴承Ⅱ： PII?fd(XFr2?YFa2)?1.1?(0.4?6203.9?1.4?6203.9)N?12283.7N⑥ 轴承寿命的校核 因为PII?PI，故按轴承Ⅱ校核轴承的寿命。结合轴承的工作温度?120?，查手册得温度系数ft?1.00。 ?1?132000?106?ftC?106'?则Lh?????60n?P?60?288.69?12283.7??103h?158088h； 四年一大修，得预期寿命：Lh?300?16?4h?19200h； 因为L'?h 44 / 54 Lh，故圆锥滚子轴承30208满足使用要求。 ㈠ .Ⅰ轴普通平键的校核 ************** GBT1096键12?8?70七、键联接的校核 ① 联轴器段键的校核 由Ⅰ轴的设计过程得，选GBT1096键12?8?70，键、轴、轮毂的材料都是钢，查手册取许用挤压应力???p???110MPa。 键的工作长度L工作长度?L?b?70?12mm?58mm； GBT1096键14?9?63键的挤压应力?p4000?91404.33?10?3??MPahL工作长度d8?58?40； ?19MPa4000TⅠ 键的挤压应力因为?p????p???110MPa，所以Ⅰ轴上的联轴器段的键满足使用要求。 ㈡ .Ⅱ轴普通平键的校核 ① 小齿轮毂段键的校核 由Ⅱ轴的设计过程得，选GBT1096键14?9?63，键、轴、轮毂的材料都是钢，查手册取许用挤压应力???p???110MPa。 键的工作长度L工作长度?L?b?63?14mm?49mm； GBT1096键14?9?63键的挤压应力?p4000?299477.47?10?3??MPahL工作长度d9?49?50； ?54.3MPa4000TⅡ因为?p????p???110MPa，所以Ⅱ轴上小齿轮毂段的键满足使用要求。 ② 大齿轮毂段键的校核 由Ⅱ轴的设计过程得，选GBT1096键14?9?63，键、轴、轮毂的材料都是钢，查手册取许用挤压应力???p???110MPa。 键的工作长度L工作长度?L?b?63?14mm?49mm； ?p 4000?299477.47?10?3??MPahL工作长度d9?49?50； ?54.3MPa4000TⅡ因为?p????p???110MPa，所以Ⅱ轴上大齿轮毂段的键满足使用要求。 45 / 54

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