机械设计基础课程设计ZDL3A

一、 设计任务书

1.1设计题目 1.2工作条件 1.3技术条件

二、 传动装置总体设计

2.1电动机选择 2.2分配传动比

2.3传动装置的运动和动力参数计算

三、 传动零件设计计算以及校核

3.1减速器以外的传动零件设计计算 3.2减速器内部传动零件设计计算

四、 轴的计算

4.1初步确定轴的直径 4.2轴的强度校核

五、 滚动轴承的选择及其寿命验算

5.1初选滚动轴承的型号 5.2滚动轴承寿命的胶合计算

六、 键连接选择和验算 七、 连轴器的选择和验算

八、 减速器的润滑以及密封形式选择 九、 参考文献

1.设计任务书

1.1设计题目

设计胶带传输机的传动装置

1.2工作条件

工作年限 工作班制 工作环境 载荷性质 生产批量 小批 8 2 清洁 平稳 1.3技术数据

题号 ZDL-3 滚筒圆周带速 滚筒直径 滚筒长度 力F(N) v(m/s) D(mm) L(mm) 1600 1.6 320 400 2.传动装置总体设计

2.1电动机的选择

2.1.1选择电动机系列 根据工作要求及工作条件应选用三相异步电动机，封闭自扇冷

式结构，电压380伏，Y系列电动机

2.1.2选择电动机的功率

（1）卷筒所需有效功率

pw?FV1600?1.6??2.56kw 10001000（2）传动总效率

根据表4.2-9确定各部分的效率:

弹性联轴器效率 η1=0.99 一对滚动轴承效率 η2=0.99 闭式齿轮的传动效率 η3=0.97（8级）

开式滚子链传动效率 η4=0.92 一对滑动轴承的效 η5=0.97 传动滚筒的效率 η6=0.96

2???1??2??3??4??5??6?0.99?0.992?0.97?0.92?0.97?0.96 ??0.8063

?0.8063（3）所需的电动机的功率 pr?pw??2.560.8063?3.17Kw Pr=3.17kw 按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭自扇冷式 结构，电压380V，Y系列。

查表2.9-1可选Y系列三相异步电动机Y132M1-6型，额定 功率P0?4.0kw，或Y系列三相异步电动机选Y112M-4型，额 定功率P0?4.0kw。 满足P0?Pr

2.1.3确定电动机转速

传动滚筒转速

n60v60?1.6w??D???0.32?95.49r/min 现以同步转速为Y132S-4型（1500r/min） 及Y132M2-6 型（1000r/min）两种方案比较，查得电动机数据 方案电动机型额定功同步转满载转号 号 率(kW) 速速电动机总传动(r/min) (r/min) 质量/kg 比 1 Y112M-4 4.0 1500 1440 43 15.08 2 Y132M1-6 4.0 1000 960 73 10.05 比较两种方案，方案1选用的电动机使总传动比较大。为使传 动装置结构紧凑，选用方案2。电动机型号为Y132M2-6。由表

2.9-2查得其主要性能数据列于下表 电动机额定功率P0/kW 4.0 电动机型号：

Y132M2-6

电动机满载转速n0/(r/min) 960 电动机轴伸直径D/mm 38 电动机轴伸长度E/mm 80 电动机中心高H/mm 132 堵转转矩/额定转矩 2.0

2.2分配传动比

i?n0?960总传动比 n?10.05w95.45 查表2.2-1得 取链传动比i23=2.5 则齿轮传动的传动比为ii12?i?10.052.5?4.02 232.3传动装置的运动和动力参数计算

2.3.1各轴功率、转速和转矩的计算

0轴：即电动机的主动轴 p0?pr?3.17kw

n0?960r/min

p3T03.17?100?9.55?n?9.55?960?31.53N?m

01轴： 即减速器的高速轴

p1?p0??01?3.17?0.99?3.141kw n1?n0i?960r/min

01

p13.14?103?9.55??31.24N?m T1?9.55?n1960 2轴：即减速器的低速轴

p2?p1??12?3.14?0.99?0.97?3.01kw

n2?n1960??240r/min i124.02P23.01?103T2?9.55??9.55??120.49N?m

n2240 3轴：即传动滚筒轴

p3?p2??23?3.01?0.99?0.92?2.74kw n3?n2240??96r/min i232.5

P33.44?103T3?9.55??9.55??272.57N?m

n3119.42.3.2各轴运动及动力参数列表示

轴序号 0 功率 P(kw) 3.17 转速n(r/min) 960 转矩 T(N.m) 31.53 传动形式 传动比i 效率η 联轴器 1 0.99 1 3.14 960 31.24 齿轮传动 4 0.96 2 3.01 240 119.77 3 2.74 96 272.57 链传动 2.5 0.91

3.传动零件的设计计算

3.1减速器以外的传动零件设计计算

设计链传动 1）确定链轮齿数 由传动比取

小链轮齿数 Z1=29-2i=24 因链轮齿数最好为奇数，取为25 大链轮齿数 Z2?iZ1?2.5?25?62.5 所以取 Z2=63 实际传动比 i?Z263??2.52 Z1252）确定链条节距 由式 P0?KAP KzKp查表得，工况系数KA?1.0 小链轮齿数系数 Kz?(取单排链，取Kp=1.0

P0?1.0?2.96?2.20kW

1.34?1.0Z11.08)?1.34 19因为n1?238.81r/min

查表得选链号No10A，节距p=15.875 3)计算链长

初选 a0=40p=40?15.875=635mm 链长

Lp?2a0z2?z1pz?z1263?2515.87563?252??(2)?2?40??()?124.9节 p2a02?26352?取 Lp=126节 4)验算链速

v?z1n1p25?240?15.875??1.588

60?100060?1000 V＜15 m/s 适合

5）选择润滑方式

按v=1.580m/s,链号10A，查图选用滴油润滑。 6）作用在轴上的力

1000P1000?3.01有效圆周力 Fe???1895.47N

v1.588作用在轴上的力FQ?1.2Fe?1.2?1895.47?2274.56N 7）链轮尺寸及结构

分度圆直径 d1?p15.875??126.62mm 18001800sinsinz125p15.875??318.482mm 00180180sinsinz263 d1?3.2 减速器以内的传动零件设计计算

设计齿轮传动

1） 材料的选择：

小齿轮选用45#钢，调质处理，齿面硬度217—255HBS，

大齿轮选用ZG310-570钢，正火处理，齿面硬度162—185HBS。 计算应力循环次数

N1?60n1jLh?60?960?1?(8?300?8?2)?2.74?108

2.76?109N1N2???6.9?108

i4查图11-14，ZN1=1.04 ZN2=1.13（允许一定点蚀）

由式11-15，ZX1=ZX2=1.0 取SHmin=1.0 由图11-13b，得

?Hlim1?570MPa,?Hlim2?440MPa 计算许用接触应力

?????Hlim1H1SZN1ZX1?5701.0?1.04?1.0?592.8MPa Hmin ??2H?2??HlimSZ440N2ZX2?Hmin1.0?1.13?1.0?497.2MPa

因??H?2???H?1，故取??H????H?2?497.2MPa

2） 按齿面接触强度确定中心距 小轮转矩T1?31240N?m

初取K2tZ?t?1.1，取?a?0.4，由表11-5得ZE?188.9MPa由图11-7得，ZH?2.5，减速传动，u?i?4.02; 由式（5-39）计算中心距a

a(u?1)Z?23KT1?HZEZ?Z?t?2???au????H???2?(4?1)31.1?31240?2.5?188.9?2?0.4?4??497.2??

?117.6由4.2-10,取中心距a=125mm。 a=125mm 估算模数m=(0.007~0.02)a=（0.875—2.5）mm

取标准模数m=2mm。 m=2.5mm 小齿轮齿数： z1?2a2m(u?1)??1252?(4.02?1)?24.9 取20

大齿轮齿数： z2=uz1=4.02?24.9?100.1 取 100

取z1=20，z2=80 z实际传动比i实?z2100z??4.00 125传动比误差

?i?i理?i实02?4.00i?100%?4..5%?5%，

理4.02?100%?0在允许范围内。

齿轮分度圆直径

d1?mz1?2?25?50mm

1=20，z2=80

d2?mz2?2?100?200mm

圆周速度v??d1n160?103???50?9606?103?2.51m/s

由表11-6,取齿轮精度为8级. (3) 验算齿面接触疲劳强度

按电机驱动,载荷平稳,由表11-3,取KA=1.0 由图11-2（a）， 按8级精度和vz1/100?2.512?25/100?0.63m/s， 得Kv=1.08。

齿宽b??aa?0.4?125?50mm。

由图11-3(a)，按b/d1=40/40=1.0,取 Kβ=1.08。 由表11-4，得Kα=1.1

载荷系数K?KAKvK?K??1.0?1.08?1.08?1.1?1.17 由图11-4，得??1?0.8，??2?0.92， 所以?????1???2?1.72 由图11-6得，Z??0.875 计算齿面接触应力

?H?Z2KT1u?1HZEZ?bd2?2.5?188.9?0.875?1u

2?1.17?3124050?502?4.02?14.02?353.12MPa???H??497.2MPa故在安全范围内。

（4）校核齿根弯曲疲劳强度 按Z1=25，Z2=100,

由图11-10得，YFa1=2.81，YFa2=2.2 由图11-11得，Ysa1?1.55，Ysa2?1.76 由图11-12得，Y??0.68

由图11-16（b），得?Flim1?210MPa，?Flim2?152MPa由图11-17，得YN1=1.0，YN2=1.0

由图11-18得,YX1=YX2=1.0。 取YST=2.0，SFmin=1.5 计算齿根许用弯曲应力

?????Flim1YST210?2F1SYN1YX1?Fmin1.5?1.0?1.0?280MPa ??2YSTF2???FlimY152?2SN2YX2?Fmin5?1.0?1.0?202N/mm21. ?2KT1F1?bdYY2?1.17?31240Fa1sa1Y??2.5?2.18?1.55?0.681mn50?50? ?48330MPa???F1??280MPa

故安全。?YFa2YSa22.2F2??F1YY?45.67??1.8F1Sa12.81?1.55 ?41.52MPa???F2??202MPa

故安全。（5） 齿轮主要几何参数 z1=25, z2=100, u=4.02， m=2mm，

d1?mz1?2.5?20?50mm, d2?mz2?2.5?80?200 mm

dh?a1?d1?2am?50?2?1.0?2.5?54mm, d2h?a2?d2?am?200?2?1.0?2.5?204mm

d?f1?d1?2(ha?c?)m?50?2(1.0?0.25)?2?45mm

d(h?f2?d2?2a?c?)m?200?2?(1.0?0.25)?2?195mm a=125mm

b2?b?50mm, b1=b2+(5~10)=56mm

4. 轴的设计计算 4.1初步确定轴的直径

4.1.1高速轴及联轴器的设计

1．初步估定减速器高速轴外伸段轴径

根据所选电机 d电机?38mm,轴伸长E?80mm 则d=(0.8～1.0)d电机=(0.8～1.0)×38=30.4～38mm

取d=32mm。 d=32mm 2．选择联轴器

根据传动装置的工作条件你选用弹性柱销联轴器 （GB5014-85）。计算转矩Tc为

Tc=KAT=1.5×39.8=59.7mm 式中T——联轴器所传递的标称扭矩，

T=9.55×P4?103n=9.55×960?39.8

KA——工作情况系数，取KA=1.5。

根据Tc=59.7N m,从表2.5-1可查的HL-3号联轴器可以满

Tn?630N?m?Tc?46.8N?m,?n??5000r/min?n?960r/min）。4.1.2选择高速轴的材料

材料为45号钢，调质处理

根据轴伸直径d0=32mm,依次设计轴段直径 d1=(35～37)mm (按标准密封圈尺寸取值)

d2>d1,且以0.5结尾，取d=40mm 则选6208型深沟球轴承，轴 承型号为6208 GB/T276-1994

4.1.3 低速轴的设计计算 1.选择轴的材料

选择材料为45号钢，调质处理。

2.按扭矩初步计算轴伸直径

d?A03Pn?（110~160）?33.10240?（25.6~37.2）mm 取d0=35mm

d1=(39～41)mm 取d1=40 (按标准密封圈尺寸取值) d2>d1,根据轴承取标准值，取d2=45mm

查表2-13-3，选30209型号的圆锥滚子轴承。轴承型号为

30209 GB/T297-1994

4.2轴的强度校核 计算小齿轮上的作用力 转矩T=31240N.mm 圆周力FT31240t?2d?2?50?1250N Ft=304.59N 径向力 Fr?Ft?tg??1250?tg20?455N F轴向力 Fa?Ft?tg??304.59?tg0?0N （１） 绘轴的受力简图，求支座反力

ａ. 垂直面支反力

r=110.86N Fa=0N

?MB?0

?RAy(L2?L3)?FtL2?0

RAy?FtL2F1250?t??625 RAY=152.30N 22L2?L3?Y?0

RBy?Ft?RAy?1250?625?625N RBY=152.30N

b. 水平面支反力

?Mc?0得，?RBZ(L2?L1)?FQ(L1?L2?L3)?FrL1?0

RBZ??FrL1?F?(L1?L2?L3)?455?48.5?2376.3?(48.5?48.5?86)??4256NL1?L248.5?48.5

RAz=2335N

(2)作弯矩图

a. 垂直面弯矩MY图

B点 ， MCy?RAyL1?625?48.5?30312.5N?mm MCy=30312.5N.mm b. 水平面弯矩MZ图

M'Bz?RBzL3?4256?86?22067.5N?mm M'Bz=22067N.mm

MCZ?FrL1?455?48.5?22067.5N?mm c. 合成弯矩图

2MC?MCy??CZ?37495N?mm MC=37495N.mm

2MB?MBy?MCY?366016N?mm MB=366016N.mm

（３）作转矩T图

T?119770N?mm T=119770N.mm （４）作计算弯矩Mca图

该轴单向工作，转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑， 取α=0.6 B点左边

2MCV?MC?(?T)2?(37495)2?(0.6?119770)2 MCV=81056N.mm

?81056N?mm

B 点右边

''2MBV?MB?(?T')2?(366016)2?(0.6?119770)2

?373004N?mm' MBV=373004N.mm

D点

McaD??T?0.6?119770?71862N?mm McaD=71862N.mm

（５）校核轴的强度

由以上分析可见，B点当量弯矩值最大，而D点轴径最小，所以 该轴危险断面是B点和D点所在剖面。

查表13-1得?B?650N/mm2查表13-3得[?b]?1?60N/mm2。 计算B点轴径 dMVB366016B?30.1??b??3?0.1?60?39.4mm

1因为有一个键槽d‘B?dB?(1?0.05)?39.4?(1?0.05)?41.4mm。因为d‘B=41.4mm<45mm ,故安全。

D点轴径dMcaD71862D?30.1??0.1?60?22.9mm b??3?1因为有一个键槽d，D?dD?（1?0.05）?22.9?(1?0.05)?24.1mm。因为d，D<35mm，故安全。

5.滚动轴承的选择及其寿命验算

5.1低速轴轴承

1）、选定轴承类型及初定型号

初选圆锥滚子轴承，型号为30209 GB/T297-1994 2）、计算径向支反力

R2B?RBY?R2BZ?4301.6N RR?R2R2AAY?AZ?2417.1N R3）、 校核轴承寿命

因为RA>RB,所以取P=RB=4301.6N

B=4301.6N A=2417.1N

10?ftC?10?64200??????? ?60n?fP60?2401.2?4301.6L10h?61036103?p????3.1?105?300?8?8?2?38400h故满足轴承的寿命要求 5.2高速轴轴承

1）、选定轴承类型及初定型号

初选深沟球轴承，型号为6208 GB/T276-94 2）、计算径向支反力

R?R22BBY?RBZ?665.1N RR22A?RAY?RAZ?665.1N R3）、 校核轴承寿命

因为RA>RB,所以取P=RB=4301.6N

10106?610L310h?360n??ftC??f???10???22800?pP?60?960?1.2?665.1?? ?4.05?105?300?8?8?2?38400h故满足轴承的寿命要求 6.键联接的选择和验算

一．减速器大齿轮与低速轴的键联接

1）键的材料类型

45号钢，A型普通平键 2）确定键的尺寸

b=14mm, h=9mm, L=40mm 3）验算键的挤压强度

键和轴的材料均为45号钢，轮毂材料为铸铁。铸铁的许用应力 比钢的许用挤压应力低，按铸铁校核键连接的挤压强度。 查表的许用挤压应力??p??53mPa，键的计算长度 l=L-b=40-14=26mm 由下式得

?4T4?119770p?dkl?48?9?26?42.65N/mm2???p?

该键安全。所以选14×9 GB1096-79

B=665.1N A=665.1N

由式 P0?KAP KzKp查表得，工况系数KA?1.0 小链轮齿数系数 Kz?(取单排链，取Kp=1.0 P0?1.0?3.20?2.38kW

1.345?1.0Z11.08)?1.345 19因为n2?229.34r/min

查表得选链号No10A，节距p=15.875 3)计算链长

初选 a0=40p=40?15.875=635mm 链长

Lp?2a0z2?z1pz?z1253?2515.87553?252??(2)?2?40??()?119.11节 p2a02?26352?取 Lp=120节

所以实际中心距a≈635

4)验算链速 v?z1n1p25?229.34?15.875??1.52

60?100060?1000 V＜15 m/s 适合

5）选择润滑方式

按v=1.52m/s,链号10A，查图选用滴油润滑。 6）作用在轴上的力

1000P1000?3.2有效圆周力 Fe???2105.3N

v1.52作用在轴上的力FQ?1.2Fe?1.2?2105.3?2526.36N 7）链轮尺寸及结构

分度圆直径 d1?p15.8755??126.696mm 00180180sinsinz125

d1?15.875?260.673mm 0180sin533.2 减速器以内的传动零件设计计算 设计齿轮传动

2） 材料的选择：

小齿轮选用45#钢，调质处理，齿面硬度217—255HBS，

大齿轮选用ZG310-570钢，正火处理，齿面硬度162—185HBS。 计算应力循环次数

N1?60n1jLh?60?960?1?(8?300?8?2)?6.912?1088N16.912?10N2???1.67?108

i4.186查图11-14，ZN1=1.04 ZN2=1.12（允许一定点蚀）

由式11-15，ZX1=ZX2=1.0 ， 取SHmin=1.0 由图11-13b，得

?Hlim1?570MPa,?Hlim2?440MPa 计算许用接触应力

?????SH1Hlim1HminZN1ZX1?570?1.04?1.0?592.8MPa 1.0 ???H2??Hlim2440ZN2ZX2??1.12?1.0?492..8MPa

1.0SHmin2H1因?H??????，故取???????HH2?492.8N/mm2

2） 按齿面接触强度确定中心距

小轮转矩T1=33130N·mm

初取KtZ?t=1.1，取?a?0.4，由表11-5得ZE?188.9MPa 由图11-7得，ZH?2.5，减速传动，u?i?4.186; 由式（5-39）计算中心距a

ZZZZKT1??HE??2?au??H?????2at?(u?1)3??1.1?33130?2.5?188.9??(4.37?1)3??

2?0.4?4.37?492.8??112.2mm由4.2-10,取中心距a=125mm。 a=125mm 2估算模数m=(0.007~0.02)a=0.875—2.5mm,

取标准模数m=2mm。 m=2mm 小齿轮齿数：z1?2a2m??125??4.186?1??24.29

n?u?1?2大齿轮齿数： z2=uz1=4.186?24.29?101.7 取z1=24，z2=101

实际传动比iz2实?z?101?4.124208 传动比误差

?i?i理?i实i?100%?4.186?4.208理4.186?100%?0.52%?5%，在允许范围内。

齿轮分度圆直径

d1?mnz1?2?24?48mm

d2?mnz2?2?101?202mm

圆周速度v??d1n1?48?96060?103??6?104?2.41m/s

由表11-6,取齿轮精度为8级. (3) 验算齿面接触疲劳强度

按电机驱动,载荷平稳,由表11-3,取KA=1.0 由图11-2（a）， 按8级精度和vz1/100?2.41?24/100?0.58m/s， 得Kv=1.07。

齿宽b??aa?0.4?125?50mm。

由图11-3(a)，按b/d1=50/48=1.04,取 Kβ=1.09。 由表11-4，得Kα=1.1

载荷系数K?KAKvK?K??1.0?1.07?1.0.9.?1.1?1.2.8 由图11-4，得??2=0.784，??2?0.896， 所以?????1???2?1.68 由图11-6得，Z??0.88 计算齿面接触应力

?2KT1u?1H?ZHZEZ?bd2?2.5?188..9?0.88?1u

2?1.28?3313050?482?4.186?14.186?397.3MPa???H??492..8MPa故在安全范围内。

（4）校核齿根弯曲疲劳强度 按Z1=24，Z2=101,

由图11-10得，YFa1=2.68，YFa2=2.19 由图11-11得，Ysa1?1.59，YSa2=1.81 由图11-12得，Y??0.71

由图11-16（b），得?Flim1?210MPa，?Flim2?152MPa 由图11-17，得YN1=1.0，YN2=1.0 由图11-18得,YX1=YX2=1.0。 取YST=2.0，SFmin=1.5 计算齿根许用弯曲应力

???Flim1YSTF1??SY?2N1YX1?2101.5?1.0?1.0?280MPa Fmin??F2???Flim2YST152?2SYN2YX2??1.0?1.0?202N/mm2 Fmin1.5

?F1?2KT1bdY2?1.28?33130Fa1Ysa1Y??48?2?2.68?1.59?0.711mn50? ?53..46MPa???F1??300MPa

故安全。?YFa2YSa2F2??F1Y?53.46?F1YSa1 2.19?1.812.68?1.59?49.73MPa?280MPa

故安全。（5） 齿轮主要几何参数 z1=24, z2=101, u=4.186， m=2 mm，

d1?mz1?2?24?48mm, d2?mz2?2?101?202 mm

d2h?a1?d1?am?48?2?1.0?2?52mm, d?d?a22?2ham?202?2?1.0?2?206mm

d?f1?d1?2(ha?c?)m?48?2(1.0?0.25)?2?43mm

d(h??f2?d2?2a?c)m?202?2(1.0?0.25)?2?197mm a=125mm

b2?b?50mm, b1=b2+(5~10)=56mm

4. 轴的设计计算 4.1初步确定轴的直径 4.1.1高速轴及联轴器的设计

3．初步估定减速器高速轴外伸段轴径

根据所选电机 d电机?38mm,轴伸长E?80mm 则d=(0.8～1.0)d电机=(0.8～1.0)×38=30.4～38mm

取d=30mm。 d=30mm 4．选择联轴器

根据传动装置的工作条件选用弹性柱销联轴器 （GB5014-85）。计算转矩Tc为

Tc=KAT=1.5×39.8=59.7mm 式中T——联轴器所传递的标称扭矩，

4?103P T=9.55×=9.55×?39.8N.m

960n KA——工作情况系数，取KA=1.5。

根据Tc=54.7N m,从表2.5-1可查的HL2号联轴器就可以 转矩要求（Tn?315N?m,Tn?Tc）。但其轴孔直径（d=20～32mm） 不能满足电动机及减速器高速轴轴径的要求。因此重选HL3

号联轴器（Tn?630N?m?Tc?68.375N?m,?n??5000r/min?n?960r/min）。

4.1.2 低速轴的设计计算

1.选择轴的材料

选择材料为45号钢，调质处理。

2.按转矩初步计算轴伸直径

d?A03P?130?3n3.2229.34?31.29mm

取d=35mm 4.2轴的强度校核 计算小齿轮上的作用力 转矩T=133.25N.m 圆周力Ft?2Td?2?133250?1319.31N Ft=1319.31N 202径向力 Fr?Ft?tg??Ft?tg20?480.19N Fr=480.19 N 轴向力 Fa?Ft?tg??1196.7?tg0?0N Fa=0N （２） 绘轴的受力简图，求支座反力

ａ. 垂直面支反力 据 ?MB?0，得：

?RAy(L1?L2)?FtL2?0

RAy?FtL2F?47.51319.31?t??659.655N RAY=659.655N ?47.5?47.52L1L2?Y?0

RBy?Ft?RAy?659.655N RBY=659.655N

b. 水平面支反力

?MB?0得，?RAZ(L1?L2)?FaRAZ?FrL2?F?d2L1?L2?d?FrL2?0 2480.19?47.5?240.095N 47.5?47.5?Z?0得：

RBZ?Fr?RAZ?480.19?240.095?240.095N RBZ=240.095N

(2)作弯矩图

d. 垂直面弯矩MY图

C点 ， MCy?RAyL1?659.655.?47.5?3.13?104N?mm MCY=31300N.mm e. 水平面弯矩MZ图

C点右 M'Cz?RBZL2?240.59?47.5?1.140?104N?mm M4，Cz=11400N.mm

左 MCz?RAzL1?1.140?10N?mm MCz=11400N.mm f. 合成弯矩图

2,24B点右,M’C?MCY??CZ?3.331?10N?mm MC=33310N.mm

,B点左,MC?M2CY?M2CZ?3.331?104N?mm （６）作转矩T图 T?Fdt?2?133250N?mm （７）作当量弯矩Mca图

该轴单向工作，转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑， 取α=0.6 C点左边 M222

VC?MC?(?T)?(3.331?104)?(0.6?133250)2 ?8.661?104N?mmC 点右边 M''2

VC?MC?(?T')2?(3.331?104)2?(0.6?133250)2 ?8.661?104N?mm D点

MM2VD?D??T2?8.00?104N?mm （８）校核轴的强度

由以上分析可见，C点弯矩值最大，而D点轴径最小，所以该 轴危险断面是C点和D点所在剖面。

查表13-1得?B?650N/mm2查表13-3得[?2b]?1?60N/mm。 C点轴径 dMC?3?caC3866100.1?b??0.1?60?24.35mm

?1因为有一个键槽dC?24.35?(1?0.05)?25.57mm。该值小于原 dc=25.57mm<48mm ,故安全。 D点轴径dMcaD?38.00?D?31040.1??b?0.1?60?23.7mm ?1MC=33310N.mm T=133250N.mm

MVC=86610N.mm

M,VC=86610N.mm

MVD=80000N.mm

因为有一个键槽dC?23.7?(1?0.05)?24.9mm。该值小于原 设计该点处轴径35mm，故安全。

5.滚动轴承的选择及其寿命验算 1. 低速轴轴承

1）、选定轴承类型及初定型号 深沟球轴承（GB/T276-94），型号6209 ： 查表得C?24.5/kN Cr?17.5/kN 2）、计算径向支反力R1?R22AY?RAZ?701.99N

RR222?BY?RBZ?701.99N R取P=701.99N

3) 校核轴承寿命

10106??f?3Lt?3?106?1?2450010h?60n?C???fpp??60?229.34????1.2?701.99?? ?1.79?106h?38400h故满足轴承的寿命要求

2. 高速轴轴承

高速轴承的确定与低速轴承相同，选取 深沟球轴承（GB/T276-96）型号6208。

6.键联接的选择和验算 (一).减速器大齿轮与低速轴的键联接

1）键的材料类型

45号钢，A型普通平键 2）确定键的尺寸

b=14mm, h=9mm, L=40mm 3）验算键的挤压强度

键和轴的材料为钢，轮毂材料为铸铁，铸铁的许用力比钢的 许用挤压应力低，按铸铁校核键连接的挤压强度。 查表的许用挤压应力??p??53mPa，键的计算长度

R1=701.99N2=701.99N

l=L-b=40-14=26mm 由下式得

4T4?133250?p???47.45N/mm2??pdhl48?9?26该键安全。所以选14×40GB1096-90

??

(二).小链轮与减速器低速轴轴伸的联接

1）键的材料类型

45号钢A型普通平键，联轴器材料为钢. 2）确定键的尺寸

b=10mm， h=8mm, L=50mm ,?p同上面的方法 ?p?4T4?133250??47.59N/mm2 dhl35?8?(50?10)??=100N/mm

2因?p??p，故安全。所以选10×50GB1096-90。

??(三).联轴器与减速器高速轴轴伸的联接

经计算得，该键与小齿轮与减速器低速轴轴伸的联接的键 相同。

7.联轴器的选择 根据传动装置的工作条件选用弹性柱销联轴器（GB5014-85） 计算转矩Tc为

Tc=KAT=1.25×54.7=59.7mm 式中T——联轴器所传递的标称扭矩，

3P4?10 T=9.55×=9.55×960=39.8N.m

n KA——工作情况系数，取KA=1.5。

根据Tc=54.7N m,从表2.5-1可查的HL2号联轴器就可以 转矩要求（Tn?315N?m,Tn?Tc）。但其轴孔直径（d=20～32mm） 不能满足电动机及减速器高速轴轴径的要求。因此重选HL3

号联轴器（Tn?630N?m?Tc?68.375N?m,?n??5000r/min?n?960r/min）。

8.减速器的润滑及密封形式选择 1 减速器的润滑采用油润滑，润滑油选用中负荷工业齿

轮油GB5903-86。

2 油标尺M12,材料Q235A。 3 密封圈

低速轴选用 40×65×12 GB9877.1-88 高速轴选用 35×60×12 GB9877.1-88

9.参考文献

8.减速器的润滑及密封形式选择 1 减速器的润滑采用油润滑，润滑油选用中负荷工业齿

轮油GB5903-86。

2 油标尺M12,材料Q235A。 3 密封圈

低速轴选用 40×65×12 GB9877.1-88 高速轴选用 35×60×12 GB9877.1-88

9.参考文献

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ck5.html