目 錄
摘要……………………………………………………………………………………………1
關(guān)鍵詞…………………………………………………………………………………………1
1前言…………………………………………………………………………………………1
2圓盤(pán)計(jì)算設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………2
2.1圓盤(pán)給料計(jì)算……………………………………………………………………………2
2.2圓盤(pán)的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………3
2.3圓盤(pán)給料機(jī)進(jìn)料口和出料口設(shè)計(jì)………………………………………………………4
3功率的計(jì)算及電動(dòng)機(jī)的選型………………………………………………………………4
3.1圓盤(pán)所需功率的計(jì)算……………………………………………………………………4
3.2電動(dòng)機(jī)的選擇……………………………………………………………………………5
3.3傳動(dòng)比的分配 15
3.3.1總傳動(dòng)比是 15
3.3.2分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比 15
3.4傳動(dòng)裝置的總體布置 15
3.5計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 16
3.5.1 0軸的計(jì)算（電機(jī)軸） 16
3.5.2 1軸的計(jì)算（斜齒輪軸） 16
3.5.3 2軸的計(jì)算（錐齒輪軸） 16
3.5.4 3軸的計(jì)算（直齒圓柱齒輪軸） 17
3.5.5 4軸的計(jì)算（立軸） 17
4 傳動(dòng)零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 18
4.1 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 18
4.1.1 斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì) 18
4.1.2 圓錐齒輪的設(shè)計(jì) 23
4.1.3 直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì) 28
4.2 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 31
4.2.1 斜齒輪軸的設(shè)計(jì) 31
4.2.2 錐齒輪軸的設(shè)計(jì) 36
4.2.3 直齒輪軸的設(shè)計(jì) 40
4.2.4立軸的設(shè)計(jì) 45
4.3 鍵的校核 46
4.3.1 連接聯(lián)軸器上的鍵 46
4.3.2 連接斜齒輪的鍵 46
4.3.3 連接錐齒輪上的鍵 47
4.3.4 連接大直齒輪上的鍵 47
4.3.5 連接圓盤(pán)的鍵 47
4.4 軸承的校核 48
4.4.1校核一軸軸承壽命 48
4.4.2校核二軸軸承壽命 48
4.4.3校核三軸軸承壽命 50
4.4.4校核四軸軸承壽命 50
致謝……………………………………………………………………………………………51
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………52
摘 要
圓盤(pán)給料機(jī)是一種使用廣泛的連續(xù)式容積加料設(shè)備，能均勻連續(xù)地將物料喂送到下一設(shè)備中。其工作原理為圓盤(pán)中部有一位于接料倉(cāng)下口而高度可調(diào)的下料套筒，物料從下料套筒和圓盤(pán)的間隙中漏散出來(lái)，并被刮板從圓盤(pán)上刮落下來(lái)。它在整個(gè)輸送生產(chǎn)工藝流程中是必不可少的，它使混合料具有足夠的透氣性，以獲得較高的生產(chǎn)率。圓盤(pán)給料機(jī)有不同類(lèi)型與規(guī)格，我設(shè)計(jì)的題目是一種吊閉式圓盤(pán)給料機(jī)，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用單電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)方式。具有承載量大；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；容易維修；管理方便；檢修周期長(zhǎng)等特點(diǎn)。
在這次設(shè)計(jì)中，我完成了以下工作：設(shè)計(jì)方案選擇與確定；電動(dòng)機(jī)的選擇；主要零部件的設(shè)計(jì)與校核；確定了維修維護(hù)方案。
關(guān)鍵詞：燒結(jié)；圓盤(pán)給料機(jī)；電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)；減速器
Abstract
The disk feeder machine is one kind of use widespread continuous type volume feeding equipment, it can the uniform and continuity feed the material delivers in the next equipment. Its principle of work has for the disc middle one is located at meets the bunker end opening, and the highly adjustable yummy treats sleeve, the material leaks from the yummy treats sleeve and in disc's gap disperses, and blows by the scraper the material from the disc falls down.In the entire agglutination technique of production flow on is essential, it enables the blend to have the enough permeability, obtains the high productivity. The disc feeding engine has different type and the specification, the topic I design is “Baotou Steel sinteringφ2000 the enclosed disc feeding engine”, adopt the list electrically operated engine drive method. It has characteristics such as the big load-berring capacity; revolution steady reliable; simple structure,easy to service, manages conveniently, overhaul long period and so on.
In this design, I have completed the following work: choing and determined the design proposal; chooses the appropriate electric motor; designed and examined the main spare part; determined the appropriate service maintenance plan.
Key word: sintering；disk feeder；motor drive；
1 前言
給料機(jī)其實(shí)就是所說(shuō)的喂料機(jī)，是由于各個(gè)地方的叫法不同，所以產(chǎn)生了不同的名字，而其本質(zhì)和作用都是一樣的。圓盤(pán)給料機(jī)是一種傳統(tǒng)的料倉(cāng)排料設(shè)備。和振動(dòng)給料機(jī)、振動(dòng)給料斗相比，雖然結(jié)構(gòu)笨重、安裝尺寸大、功耗大、無(wú)破壞拱能力等缺點(diǎn)；但由于它能承受倉(cāng)壓，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠、給料量容易調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，至今仍較廣泛的應(yīng)用在礦山、碎石場(chǎng)、冶金、建材、化工、選礦、煤礦等行業(yè)的破碎、篩分生產(chǎn)線(xiàn)中，圓盤(pán)給料機(jī)可把塊狀、顆粒狀物料從料倉(cāng)中均勻、連續(xù)地喂料到受料裝置中。圓盤(pán)給料機(jī)適用于中等流動(dòng)性（不太容易塌拱）的顆粒狀或小塊狀物料。對(duì)于磨琢性強(qiáng)的物料，可在圓盤(pán)面上加65Mn2襯板或鑄石板。
目前,國(guó)內(nèi)圓盤(pán)給料機(jī)有二類(lèi)產(chǎn)品：一類(lèi)產(chǎn)品符合1984年原機(jī)械工業(yè)部公布的標(biāo)準(zhǔn)（JB3666----3667-84吊式、座式圓盤(pán)給料機(jī)）；另一類(lèi)產(chǎn)品是鑄造車(chē)間傳統(tǒng)使用的產(chǎn)品，此類(lèi)產(chǎn)品正逐步淘汰。
圓盤(pán)給料機(jī)操作方便，可以均勻地調(diào)節(jié)給料量并實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程集中控制和自動(dòng)控制，可以向帶式輸送機(jī)，斗式提升機(jī)，篩分等設(shè)備給料。向破碎機(jī)，粉碎機(jī)等喂料以及用于自動(dòng)配料，定料包裝等。根據(jù)設(shè)備性能要求，配置設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少物料對(duì)圓盤(pán)的壓力。
圓盤(pán)給料機(jī)性能特點(diǎn)：該機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，喂料均勻，連續(xù)性能好；可以隨時(shí)改變和控制流量，操作方便；若采用封閉式機(jī)身可防止粉塵污染。
目前，與國(guó)外產(chǎn)品相比我國(guó)的圓盤(pán)給料機(jī)械，制作較為粗放，生產(chǎn)率的調(diào)節(jié)尤為不便、費(fèi)時(shí)費(fèi)力、無(wú)極調(diào)速的范圍窄、精度不高。國(guó)外的圓盤(pán)給料機(jī)生產(chǎn)率高，可方便的進(jìn)行無(wú)極調(diào)速。
礦山用的圓盤(pán)給料機(jī)用于把物料從貯料倉(cāng)或其它貯料設(shè)備中均勻或定量的供給到受料設(shè)備中,是實(shí)行流水作業(yè)的必備設(shè)備，圓盤(pán)給料機(jī)屬于定型產(chǎn)品，目前常用的從安裝結(jié)構(gòu)上可分為座式與吊式兩大類(lèi)。座式多用于冶金工業(yè)或礦山， 所處理的物料容重較大屬于重型結(jié)構(gòu)，一般是通過(guò)減速器與傘齒輪傳動(dòng)，它又可分為敞開(kāi)式與封閉式兩種，其含義是敞開(kāi)者其傳動(dòng)的傘齒輪安裝在敞開(kāi)的機(jī)架上，而封閉式則是傳動(dòng)的傘齒輪安裝在閉封的殼式機(jī)座內(nèi)，吊式圓盤(pán)給料機(jī)多用于建材或水泥工業(yè)，所處理的物料容重一般在2噸/米3以下， 屬于中、輕型結(jié)構(gòu)，它也有開(kāi)式與閉式兩種，其含義是，開(kāi)式為圓盤(pán)以上是敞開(kāi)的，而閉式為圓盤(pán)以上是封閉的。在圓盤(pán)的驅(qū)動(dòng)方面它是通過(guò)三角皮帶與蝸輪蝸桿進(jìn)行傳動(dòng)。
2圓盤(pán)計(jì)算設(shè)計(jì)
2.1圓盤(pán)給料計(jì)算
2.1.1圓盤(pán)轉(zhuǎn)速的初定
圓盤(pán)給料機(jī)的給料原理：圓盤(pán)中部有一接料倉(cāng)下口有一高度可調(diào)的調(diào)整套，物料從調(diào)整套和圓盤(pán)的間隙中漏散出來(lái)，并被刮板將物料從圓盤(pán)上刮落下來(lái)。調(diào)節(jié)調(diào)整套和圓盤(pán)的間隙大小和調(diào)整刮板的位置即可達(dá)到調(diào)節(jié)給料量的目的。
根據(jù)任務(wù)書(shū)上圓盤(pán)給料機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)：圓盤(pán)直徑1300mm，圓盤(pán)轉(zhuǎn)速1.6～6.5轉(zhuǎn)/分鐘，最大物粒度50mm，生產(chǎn)能力4.3～27.9m3/h，電機(jī)類(lèi)型為三相交流。根據(jù)以上初定的圓盤(pán)直徑確定圓盤(pán)最大允許轉(zhuǎn)速，由下式計(jì)算：
式中： ———圓盤(pán)最大允許轉(zhuǎn)速（rpm）
———物料所形成的錐體的底半徑（m）
———物料與圓盤(pán)的摩擦系數(shù)，一般可取
———重力加速度，取9.8
2.1.2對(duì)初定的圓盤(pán)給料機(jī)圓盤(pán)直徑進(jìn)行驗(yàn)算
由于初步擬定設(shè)計(jì)的圓盤(pán)給料機(jī)為敞開(kāi)吊式所以查資料手冊(cè)由下式對(duì)圓盤(pán)給料機(jī)的進(jìn)行驗(yàn)算：
式中： ———圓盤(pán)給料機(jī)生產(chǎn)能力(t/h)
———套筒離圓盤(pán)的高度（m）
———圓盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù)（rpm）
———圓盤(pán)上物料的堆積角度，查有關(guān)表，總的范圍值
D———套筒直徑（m）
下表1所列為圓盤(pán)給料機(jī)在最大轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)圓盤(pán)直徑假設(shè)情況下，圓盤(pán)上物料的堆積角度（物料休止角），活動(dòng)套筒下至盤(pán)面的最高距離和給料量之間的關(guān)系表1。
圓盤(pán)直徑（毫米）
最高轉(zhuǎn)速（r/min）
最高轉(zhuǎn)速時(shí)的生產(chǎn)能力
物料休止角
活動(dòng)套筒下緣至盤(pán)面的最高距離(mm)
給料量(m3)
1300
6.5
25°
77
14.62
30°
95
15.53
35°
116
18.95
40°
138
23.14
45°
165
30.68
通過(guò)以上的列表計(jì)算表明當(dāng)圓盤(pán)直徑為1300毫米時(shí)完全可以滿(mǎn)足4.3～27.9m3/h給料量的需求。
2.2圓盤(pán)的設(shè)計(jì)
由物料在圓盤(pán)上的受力分析，物料在圓盤(pán)上運(yùn)動(dòng)屬于靜摩擦力，當(dāng)物料運(yùn)動(dòng)到刮料板處，物料從圓盤(pán)上被刮料板刮下，圓盤(pán)和物料之間產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力，圓盤(pán)屬于易磨損部件材料選用65Mn，在使用過(guò)程中設(shè)計(jì)為易更換部件。圓盤(pán)的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如下。
圖2 圓盤(pán)簡(jiǎn)圖
圓盤(pán)上的螺釘選用型號(hào)見(jiàn)總裝配圖。
2.3圓盤(pán)給料機(jī)進(jìn)料口和出料口設(shè)計(jì)
圓盤(pán)給料機(jī)進(jìn)料口是由接料套筒和接料套筒下高度可調(diào)的調(diào)整套組成，物料從接料套筒下落至調(diào)整套再由圓盤(pán)和調(diào)整套筒的間隙中漏散出來(lái)，并被刮板將物料從圓盤(pán)上刮落下來(lái)。調(diào)節(jié)調(diào)整套和圓盤(pán)的間隙大小和調(diào)整刮板的位置即可達(dá)到調(diào)節(jié)給料量的目的，由圓盤(pán)給料機(jī)每小時(shí)的給料量和圓盤(pán)的半徑確定接料套筒的尺寸和調(diào)整套筒的尺寸，調(diào)整套筒高度的調(diào)節(jié)主要是通過(guò)固定在套筒兩邊的螺紋桿旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)套筒的上下運(yùn)動(dòng)。
3功率的計(jì)算及電動(dòng)機(jī)的選型
3.1圓盤(pán)所需功率的計(jì)算：
物料在圓盤(pán)上的受力情況很復(fù)雜，計(jì)算時(shí)假設(shè)圓盤(pán)的質(zhì)量和圓盤(pán)上物料的質(zhì)量集中在圓盤(pán)中間環(huán)上，即半徑325mm處，物料從調(diào)整套筒落下后會(huì)在圓盤(pán)中間堆積成圓錐形，物料的堆積產(chǎn)生的坡面線(xiàn)和圓盤(pán)產(chǎn)生一定的休止角，物料堆積的越多形成的休止角越大，其圓盤(pán)給料機(jī)的給料量也隨著增加，物料每小時(shí)的給料量為4.3～27.9m3/h，其產(chǎn)生的休止角為45度，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算得單位時(shí)間內(nèi)落在圓盤(pán)上的粒度50mm，當(dāng)物料運(yùn)動(dòng)到刮料板處，物料從圓盤(pán)上被刮料板刮下，圓盤(pán)和物料之間產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力，對(duì)圓盤(pán)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻力矩，簡(jiǎn)單計(jì)算圓盤(pán)帶動(dòng)物料轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的功率：
式中： T——圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)所需轉(zhuǎn)矩/；
D——圓盤(pán)的直徑；
G——圓盤(pán)的自重G1與圓盤(pán)上物料重量G2之和，即G= G1+G2；
F——出料口圓盤(pán)和物料的摩擦力；
出料口圓盤(pán)和物料摩擦力
式中： f——磷礦石和圓盤(pán)產(chǎn)生的摩擦系數(shù)f=0.8
由以上數(shù)據(jù)解得圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)所需轉(zhuǎn)矩T=428
圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)所需功率：
式中： ——圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)功率；
——圓盤(pán)工作時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)效率，一般取值0.9—0.97
3.2 電機(jī)的選擇
3.2.1選擇電機(jī)的類(lèi)型
由于圓盤(pán)給料機(jī)工作在灰塵多的環(huán)境下，故可以選用能防止灰塵、鐵屑或其他雜物侵入電機(jī)內(nèi)部的電機(jī)。所以選用適用于灰塵多、水土飛濺場(chǎng)所的JO2型系列封閉自扇冷式三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)。
3.2.2選擇電動(dòng)機(jī)容量
電動(dòng)機(jī)工作功率為：
； (2-1)
工作機(jī)所需功率
； (2-2)
其中T為阻力矩
計(jì)算阻力矩以便合理的選用電機(jī)的技術(shù)參數(shù)，阻力矩計(jì)算公式為
； (2-3)
式中，I0為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg.m2），ε為角加速度（）。其中轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
； (2-4)
式中，m0為回轉(zhuǎn)體的質(zhì)量（kg），r為回轉(zhuǎn)半徑（m）。已知參量代入(2-4)得
角加速度
； (2-5)
式中為回轉(zhuǎn)體的末角速度（rad/s）, 為回轉(zhuǎn)體的初角速度（rad/s），t為加速度時(shí)間（s）。由于回轉(zhuǎn)圓盤(pán)初始是靜止的，即，按其要求轉(zhuǎn)速4.89r/min計(jì)算，則，根據(jù)試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，t=0.08～0.2s。取最小值t=0.08。將以上這些數(shù)值代入(2-5)，得：
；
將求得的數(shù)據(jù)代入(2-3)得阻力矩為：
；
將求得的數(shù)據(jù)代入(2-2)得工作機(jī)功率為：
傳動(dòng)裝置的總效率：
； (2-6)
其中：圓柱齒輪傳動(dòng)效率；
圓錐齒輪傳動(dòng)效率；
滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率；
聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率；
將以上數(shù)值代人（2-6）則傳動(dòng)裝置的總效率：
；
所以電動(dòng)機(jī)所需功率為：
；
因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率Ped略大于Pd即可
所以選取電動(dòng)機(jī)的額定功率為10kW。
3.2.3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇
選用滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速為和兩種作對(duì)比。
已知要求圓盤(pán)轉(zhuǎn)度為，總傳動(dòng)比，其中為電機(jī)的滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速。
現(xiàn)將兩種電動(dòng)機(jī)的有關(guān)數(shù)據(jù)列于表2.1比較。
表2.1 兩種電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)比較
方案
電動(dòng)機(jī)型號(hào)
額定功率/kW
滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速()
總傳動(dòng)比i
Ⅰ
10
970
198
Ⅱ
10
1460
298.6
上表可知方案Ⅱ總傳動(dòng)比過(guò)大，為了能合理的分配傳動(dòng)比，使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊決定選用方案Ⅰ。
3.2.4電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定
根據(jù)電動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)速，確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為。
3.3傳動(dòng)比的分配
3.3.1總傳動(dòng)比是
；
3.3.2分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比
高速級(jí)的傳動(dòng)比；
中速級(jí)的傳動(dòng)比；
低速級(jí)的傳動(dòng)比；
3.4傳動(dòng)裝置的總體布置
根據(jù)以上參數(shù)確定傳動(dòng)裝置的布置，具體布置如圖2.3所示。
3.5計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
3.5.1 0軸的計(jì)算（電機(jī)軸）：
；
；
；
3.5.2 1軸的計(jì)算（斜齒輪軸）：
；
；
；
3.5.3 2軸的計(jì)算（錐齒輪軸）：
；
；
；
3.5.4 3軸的計(jì)算（直齒圓柱齒輪軸）：
；
；
；
3.5.5 4軸的計(jì)算（立軸）：
；
；
；
將各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)列于表2-2
表2-2 各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
軸 號(hào)
功率
轉(zhuǎn)矩
轉(zhuǎn)速
傳動(dòng)比
0
9.09
89.5
970
1
6.6
5
6.07
1
9
88.6
970
2
8.6
558.8
146.97
3
8.1
2632
29.39
4
7.7
15037.6
4.89
4傳動(dòng)零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核
4.1.1 斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)
已知輸入功率為，小齒輪軸的轉(zhuǎn)矩，傳動(dòng)比。
1.初選精度、材料、齒數(shù)
1).圓盤(pán)給料機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高。故選用7級(jí)精度。
2).材料選擇 大齒輪材料為ZG45，硬度為240HBS。
小齒輪即齒輪軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS。
二者材料硬度差為40HBS。
3).選小齒輪的齒數(shù)，大齒輪的齒數(shù)。
查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]中圖16.2-17及圖16.2-26查得：
小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；
大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；
小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；
大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；
2.按齒面接觸強(qiáng)度初步確定中心距并初選主要參數(shù)
； （3-1）
其中：
小齒輪傳遞扭矩；
載荷系數(shù) ：試選；
齒寬系數(shù)：由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[4]表10-7選?。?
齒數(shù)比：暫?。?
許用接觸應(yīng)力：
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[4]圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)，；
取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1。
許用接觸應(yīng)力為：
；
。
將以上數(shù)據(jù)代入（3-1）中計(jì)算中心距：
其中[]代入較小的值
；
按經(jīng)驗(yàn)公式；
取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)；
初取，。
； （3-2）
取，；
精求螺旋角：
； （3-3）
所以；
；
；
；
3.校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度
； （3-4）
其中：
分度圓上的圓周力：；
使用系數(shù)：查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]表16.2-36，；
動(dòng)載系數(shù)：
； （3-5）
式中：；
查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]表16.2-39，，；
將有關(guān)數(shù)值代入（3-5）得：
；
齒向載荷分布系數(shù)查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]表16.2-40有：
齒向載荷分配系數(shù)：
按，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]圖16.2-15，；
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)：
按，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]圖16.2-15，；
查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]表16.2-43，；
接觸強(qiáng)度計(jì)算的重合度及螺旋角系數(shù)
首先計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)：
；
；
當(dāng)量齒輪的端面重合度：
； （3-6）
按，，，從查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]圖16.2-10可分別查，；所以；
按；，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]圖16.2-11縱向重合度；
按；；，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]圖16.2-16得；
將以上各數(shù)值代入（3-4）得：
；
計(jì)算安全系數(shù)：
； （3-7）
式中：
壽命系數(shù)：
先計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：
；
；
對(duì)調(diào)質(zhì)鋼（允許有一定量點(diǎn)蝕）從《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]圖16.2-18中
按，查得；
按，查得；
潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)：
按照選用220號(hào)中級(jí)壓型工作齒輪油，其運(yùn)動(dòng)粘度，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]圖16.2-22得；
工作硬化系數(shù)：取；
接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)：查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]圖16.2-22得；
將以上數(shù)值代入（3-7）得：
；
；
按《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]表16.2-46得；
所以，故安全。
4.校核齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度
； （3-8）
式中：彎曲強(qiáng)度計(jì)算的載荷分布系數(shù)：
；
彎曲強(qiáng)度計(jì)算的載荷分布系數(shù)：
；
復(fù)合齒形系數(shù)：
按，，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]圖16.2-23
得，；
彎曲強(qiáng)度計(jì)算的重合度與螺旋角系數(shù)：
按，，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]圖16.2-25得；
將以上各值代入（3-8）得：
；
；
計(jì)算安全系數(shù)：
； （3-9）
式中：壽命系數(shù)，對(duì)調(diào)質(zhì)鋼，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]圖16.2-27
按，得；
按，查得；
相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)：由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]圖16.2-23
知，。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]表16.2-48得：
相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)：查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]表16.2-71
齒面粗糙度，；
尺寸系數(shù)：查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]圖16.2-28，。
將以上數(shù)值代入（3-9）有：
；
；
由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]表16.2-46查得；
及均大于故安全。
5.計(jì)算主要幾何尺寸:
，，，，；
；
；
；
；
；
；
所以取，。
小輪結(jié)構(gòu)為齒輪軸。
4.1.2 圓錐齒輪的設(shè)計(jì)
已知：輸入功率為，小齒輪軸的轉(zhuǎn)矩，傳動(dòng)比。
1.初選精度、材料
1).圓盤(pán)給料機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高。故選用7級(jí)精度。
2).材料選擇 大齒輪材料為ZG45，硬度為210HBS。
小齒輪即齒輪軸材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS。
二者材料硬度差為40HBS。
3). 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]中圖16.2-17及圖16.2-26查得：
小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；
大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；
小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；
大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；
2.初選設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)公式：
小端分度圓直徑 （3-10）
式中：載荷系數(shù)；
齒數(shù)比；
估算時(shí)的齒輪許用接觸應(yīng)力；
估算時(shí)的安全系數(shù)；
將以上數(shù)據(jù)代人（3-10）得估算結(jié)果
；
3.幾何計(jì)算
齒數(shù)取，。
分錐角；
；
大錐模數(shù)：；
大端分度圓直徑；
；
外錐距；
齒寬系數(shù)：由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[4]表10-7選取；
齒寬：，?。?
實(shí)際齒寬系數(shù)：；
中點(diǎn)模數(shù)；
中點(diǎn)分度圓直徑：；
；
切向變位系數(shù)，；
高變位系數(shù)，；
頂隙，（GB12369-1990齒制）；
大端齒頂高；
；
大端齒根高；
；
全齒高：；
齒根角：；
；
齒頂角；
；
頂錐角；
；
根錐角；
；
大端齒頂圓直徑：
；
；
安裝距離，；
當(dāng)量齒數(shù)；
；
當(dāng)量齒輪分度圓直徑；
；
當(dāng)量齒輪頂圓直徑
；
；
當(dāng)量齒輪根圓直徑
；
；
當(dāng)量齒輪傳動(dòng)中心距：；
當(dāng)量齒輪基圓齒距：；
嚙合線(xiàn)長(zhǎng)度：
端面重合度；
齒中部接觸線(xiàn)長(zhǎng)度；
齒中部接觸線(xiàn)的投影長(zhǎng)度
4.齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核
計(jì)算公式：
； （3-11）
中點(diǎn)分度圓上的切向力：
；
使用系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]表16.2-36選?。?
動(dòng)載系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]圖16.4-28，；
齒向載荷分布系數(shù)：由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]表16.4-28取，有效工作齒寬；所以；
端面載荷系數(shù)；由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]表16.4-29?。?
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]圖16.4-5查得；
中點(diǎn)區(qū)域系數(shù)
=0.97
式中參數(shù)查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]表16.4-30有
；；
彈性系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]表16.2-43查得；
螺旋角系數(shù)：直齒輪；
錐齒輪系數(shù)
載荷分配系數(shù)；
將以上各值代入計(jì)算接觸應(yīng)力
=504Mpa
許用接觸應(yīng)力：
（3-12）
試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限；
壽命系數(shù)
潤(rùn)滑油影戲系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]圖16.2-20，
工作硬化系數(shù)
尺寸系數(shù)
將以上各值代入（3-12）得：
；
齒面接觸強(qiáng)度校核結(jié)果：
，通過(guò)。
5.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核
； （3-13）
其中：，，，
，；
復(fù)合齒形系數(shù)：按，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]圖16.4-25
，，；
重合度系數(shù)；
錐齒輪系數(shù)；
載荷分配系數(shù)；
將以上各值代入（3-13）得齒根彎曲應(yīng)力值為：
；
；
齒根許用彎曲應(yīng)力
； （3-14）
齒根彎曲疲勞強(qiáng)度基本值430MPa；
，；
尺寸系數(shù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]圖16.2-28，；
最小安全系數(shù)；
將以上各值代入（3-14）的許用彎曲應(yīng)力值為
；
齒根彎曲強(qiáng)度校核結(jié)果；
；
通過(guò)。
小輪結(jié)構(gòu)為齒輪軸。
4.1.3 直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)
已知輸入功率為，小齒輪軸的轉(zhuǎn)矩，傳動(dòng)比。
1.初選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料、齒數(shù)
2).按傳動(dòng)方案選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。
2).圓盤(pán)給料機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度。
2).材料選擇 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[4]表10-1選擇大齒輪材料為ZG45，硬度為240HBS。小齒輪即齒輪軸材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS。
二者材料硬度差為40HBS。
3).選小齒輪齒數(shù)，大齒輪，取。
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[4]圖10-21b按齒面硬度查得：
小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；
大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；
2.按接觸強(qiáng)度初步確定中心距
（3-15）
其中：
小齒輪傳遞扭矩；
載荷系數(shù) ：試選；
齒寬系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[4]表10-7選?。?
齒數(shù)比：暫?。?
許用接觸應(yīng)力：
由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]表16.2-33取最小安全系數(shù)；
按大齒輪計(jì)算；
將以上數(shù)據(jù)代入（3-15）得：
；
按經(jīng)驗(yàn)公式；
標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)；
3.計(jì)算幾何尺寸
，，
計(jì)算分度圓直徑；
；
計(jì)算中心距；
齒寬；
所以取，。
4.按齒根彎曲強(qiáng)度校核
； （3-16）
式中：
分度圓上的圓周力；
載荷系數(shù)：
（3-17）
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[4]表10-2使用系數(shù)：；
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[4]圖10-8動(dòng)載系數(shù)：；
齒間載荷分配系數(shù)：直齒輪；
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[4]表10-4齒向載荷分配系數(shù)：：
上述各值代入（3-17）得
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》[4]表10-5得齒形系數(shù)：；
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》[4]表10-5應(yīng)力校正系數(shù)：；
將以上數(shù)值代入（3-16）得：
；
由公式
； （3-18）
查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；
大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；
取彎曲疲勞壽命系數(shù)，；
取彎曲疲勞安全系數(shù)；
所以有：
；
；
應(yīng)為，所以安全。
小輪結(jié)構(gòu)為齒輪軸。
4.2 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核
4.2.1 斜齒輪軸的設(shè)計(jì)
已知其輸入功率；轉(zhuǎn)矩；轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)零件齒輪的主要參數(shù)尺寸為：模數(shù)；小齒輪齒數(shù)為，大齒輪齒數(shù)為；小齒輪分度圓直徑，大齒輪分度圓直徑；中心距；齒寬，；螺旋角。
4.2.1.1選擇軸的材料
該軸無(wú)特殊要求，因而選用45鋼調(diào)質(zhì)處理。
4.2.1.2初步確定軸的最小直徑
按公式初步估算軸的最小直徑，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》[4]表15-3取，于是得：；
輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑（圖3.1）。為了使所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。
聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，《機(jī)械設(shè)計(jì)》[4]表14-1考慮到轉(zhuǎn)矩變化極小，故選取，則：
按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014-2003選用HL3型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=112mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1=84mm。
4.2.1.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1.擬定軸上零件的裝配方案
其裝配方案如圖3.1所示
圖 3.1 軸的結(jié)構(gòu)與裝配
2.根據(jù)軸向定位的要求確定軸上的各段直徑和長(zhǎng)度
1)6-7軸段左端需制出一軸肩，而5-6段要安裝滾動(dòng)軸承故需參考軸承內(nèi)徑。
2)初步選擇滾動(dòng)軸承。 因軸承同時(shí)受徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步確定0游隙組標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)的單列圓錐滾子軸承32309，其尺寸，故，而。滾動(dòng)軸承均采用軸肩進(jìn)行軸向定位，軸承的定位軸肩高度h=5mm，因此取。1-2段上的滾動(dòng)軸承右邊為軸肩定位，左邊為軸套定位；5-6段上的滾動(dòng)軸承左邊為軸肩定位，右邊為軸承端蓋定位。
3)3-4段為齒輪段，所以。
4)取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離，所以4-5段的長(zhǎng)度。而2-3段左有套筒，應(yīng)取齒輪距套筒的距離為，而套在內(nèi)壁上的厚度為，所以2-3段的長(zhǎng)度為。
5)確定5-6段長(zhǎng)度，取端蓋的外斷面與半聯(lián)軸器左端面間的距離,滾動(dòng)軸承的寬度為38.5mm，軸承端蓋的總寬度為70mm，所以。
至此已初步確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。
其具體結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖紙Lds-04-7。
3.軸上零件的周向定位
半聯(lián)軸器與軸的軸向定位均采用平鍵連接，按，查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為80mm，同時(shí)選擇半聯(lián)軸器與軸的配合為，選用鍵為。滾動(dòng)軸承與軸的周向點(diǎn)位是由過(guò)度配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑公差為m6。
4.確定軸上圓角和倒角尺寸
其具體尺寸見(jiàn)圖紙Lds-04-7。
4.2.1.4求軸上的載荷
1.求作用在齒輪上的力
圓周力；
徑向力；
圖3.2 軸的載荷分析圖
軸向力；
圓周力Ft，徑向力Fr及軸向力Fa的方向如圖3.2（a）所示。
2.計(jì)算支反力
水平面上的支反力：
；
。
垂直面上的支反力：
；
。
3畫(huà)彎矩圖
截面B處的彎矩圖為圖3.2（b）（c）；
水平面上的彎矩：
；
垂直面上的彎矩：
；
。
4．合成彎矩
其合成彎矩圖為圖3.2（d）
；
。
5.畫(huà)扭矩圖
扭矩圖如圖3.2（e）
。
4.2.1.5按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
進(jìn)行校核時(shí)，只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面B）的強(qiáng)度。
該軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力：
；
前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[4]表15-1查得許用應(yīng)力，因此，故安全。
4.2.2 錐齒輪軸的設(shè)計(jì)
已知其輸入功率；傳遞轉(zhuǎn)矩；轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)零件齒輪的主要參數(shù)尺寸為：錐齒輪模數(shù)；小錐齒輪齒數(shù)為，大錐齒輪齒數(shù)為。斜齒輪模數(shù)；小斜齒輪齒數(shù)為，大錐齒輪齒數(shù)為。大斜齒輪齒寬；螺旋角。
4.2.2.1選擇軸的材料
該軸無(wú)特殊要求，因而選用45鋼調(diào)質(zhì)處理。
4.2.2.2初步確定軸的最小直徑
按公式初步估算軸的最小直徑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[4]表15-3，取，于是得：
；
最小直徑為安裝滾動(dòng)軸承處，為了使所選的軸徑與滾動(dòng)軸承的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取滾動(dòng)軸承的型號(hào)，選用單列圓錐滾子軸承32310，其尺寸，所以，即。
4.2.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1.擬定軸上零件的裝配方案
2.根據(jù)軸向定位的要求確定軸上的各段直徑和長(zhǎng)度
1)為滿(mǎn)足滾動(dòng)軸承32310的周向定位要求5-6軸段左端需制出一軸肩，故取4-5段的直徑，右端用軸端擋圈定位。滾動(dòng)軸承與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L=42.5mm，為了保證軸端擋圈只壓在滾動(dòng)軸承上而不壓在端面上，故5-6段應(yīng)比L略短一些，現(xiàn)取。
2)取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離為16mm，已知斜齒輪輪齒寬為80mm，所以4-5段的長(zhǎng)度。齒輪左端采用軸肩定位，齒輪右端與軸承之間采用套筒定位。
3)滾動(dòng)軸承的初步選擇。參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)的單列圓錐滾子軸承32314，其尺寸為，故。知箱內(nèi)壁上的套筒厚度為14.5mm，而齒輪距套筒的距離為16mm，所以。
4)滾動(dòng)軸承32314左端為軸肩定位，故，已知與軸承32314定位的套筒厚度為10mm，而錐齒輪與內(nèi)壁套筒的距離為16mm，故。
至此已初步確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。
其具體結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖紙Lds-04-8。
3.軸上零件的周向定位
齒輪與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接，選用，同時(shí)為了保持齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪轂與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)度配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑公差為k6。
4.確定軸上圓角和倒角尺寸
其具體尺寸見(jiàn)圖紙Lds-04-8。
4.2.2.4求軸上的載荷
1.求作用在齒輪上的力
1)斜齒輪上的力為
圓周力；
徑向力；
軸向力；
2)錐齒輪上的力為
圓周力；
徑向力；
軸向力；
各力的受力方向如圖3.4（a）所示
2．確定軸承支點(diǎn)位置，從《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]中查取a值對(duì)于32310，；對(duì)于32314，。
3.計(jì)算支反力
水平面上的支反力：
；
。
垂直面上的支反力：
；
。
圖3.4 軸的載荷分析圖
4．畫(huà)彎矩圖
截面C處的彎矩圖為圖3.4（b）（c）；
水平面上的彎矩：
；
垂直面上的彎矩：
；
截面A處的彎矩圖為圖3.4（b）（c）；
水平面上的彎矩：
；
垂直面上的彎矩：
4．合成彎矩
其合成彎矩圖為圖3.2（d）
；
。
5.畫(huà)扭矩圖
扭矩圖如圖3.2（e）
。
4.2.3 直齒輪軸的設(shè)計(jì)
已知其輸入功率；轉(zhuǎn)矩；轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)零件齒輪的主要參數(shù)尺寸為：錐齒輪模數(shù)；大錐齒輪輪轂長(zhǎng)為120mm，分度圓直徑 。直齒輪模數(shù)；小直齒輪齒數(shù)為，小直齒輪的齒寬為。
4.2.3.1選擇軸的材料
該軸無(wú)特殊要求，因而選用45鋼調(diào)質(zhì)處理。
4.2.3.2初步確定軸的最小直徑
按公式初步估算軸的最小直徑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[4]表15-3，取，于是得：
；
最小直徑為安裝滾動(dòng)軸承處，滾動(dòng)軸承處的軸的直徑，為了使所選的軸徑與滾動(dòng)軸承的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取滾動(dòng)軸承的型號(hào)，根據(jù)最小直徑選取單列圓錐滾子軸承30220，其尺寸，所以。
4.2.3.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1.擬定軸上零件的裝配方案
2.根據(jù)軸向定位的要求確定軸上的各段直徑和長(zhǎng)度
1)為了滿(mǎn)足滾動(dòng)軸承的軸向定位要求，1-2軸段右端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑。左端用軸承端蓋定位，滾動(dòng)軸承與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L=37.5mm，故。
2)已知大錐齒輪的輪轂長(zhǎng)為120mm，齒輪距內(nèi)壁的距離為17.5mm，故，軸承與軸的配合輪轂長(zhǎng)度為37.5mm，所以。大錐齒輪右端與右軸承之間采用套筒定位，右軸承右端用軸承端蓋定位。
3)由于大錐齒輪 左端為軸肩定位，左軸承右端為軸肩定位，所以。
4)錐齒輪與圓柱齒輪之間的距離為30mm，所以。
5)小直齒輪段3-4段由前計(jì)算可知，。
至此已初步確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。
其具體結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖紙Lds-04-5。
3.軸上零件的周向定位
大錐齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接，選用鍵為，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向點(diǎn)位是由過(guò)度配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為k6。
4.確定軸上圓角和倒角尺寸
其具體尺寸見(jiàn)圖紙Lds-04-5。
4.2.3.4求軸上的載荷
1.求作用在齒輪上的力
1)作用在大錐齒輪上的力為
圓周力；
徑向力；
軸向力。
2)作用在小直齒輪上的力為
圓周力；
徑向力；
軸向力。
各個(gè)力的方向如圖3.6（a）所示
2．確定軸承支點(diǎn)位置，從手冊(cè)中查取a值對(duì)于30220，。
3.計(jì)算支反力
水平面上的支反力：
；
。
垂直面上的支反力：
；
。
4．畫(huà)彎矩圖
1)截面C處的彎矩圖為圖3.4（b）（c）；
水平面上的彎矩：
；
垂直面上的彎矩：
；
2)截面D處的彎矩圖為圖3.4（b）（c）；
水平面上的彎矩：
；
垂直面上的彎矩：
4．合成彎矩
其合成彎矩圖為圖3.2（d）
；
。
5.畫(huà)扭矩圖
扭矩圖如圖3.2（e）
。
圖3.6 軸的載荷分析圖
4.2.3.5按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
進(jìn)行校核時(shí)，只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。
根據(jù)以上數(shù)據(jù)以及該軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力：
；
前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得許用應(yīng)力，因此，故安全。
4.2.4立軸的設(shè)計(jì)
已知其輸入功率；轉(zhuǎn)矩；轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)零件齒輪的主要參數(shù)尺寸為：大直齒輪輪轂長(zhǎng)為200mm
4.2.3.1選擇軸的材料
該軸無(wú)特殊要求，因而選用45鋼調(diào)質(zhì)處理。
4.2.3.2初步確定軸的最小直徑
按公式初步估算軸的最小直徑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[4]表15-3，取，于是得：
；
4.2.3.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1.擬定軸上零件的裝配方案
2.根據(jù)軸向定位的要求確定軸上的各段直徑和長(zhǎng)度
2-3段為安裝下軸承處，根據(jù)下軸承的尺寸，此處直徑，長(zhǎng)度。而1-2段不受徑向載荷，此處安裝推力軸承，選擇軸承為51222，其尺寸為，所以由軸承確定，。其右段采用軸肩定位，所以。
取齒輪距箱體內(nèi)壁距離a=17mm即。4-6段為與齒輪配合段，由齒輪結(jié)構(gòu)尺寸可知，；，。
7-8為安裝軸承與密封圈處，根據(jù)軸承及密封圈尺寸所以有，，而軸承左端用軸肩定位，所以，由錐齒輪與直齒輪的距離可知其長(zhǎng)度為140，即。
8-9段為安裝圓盤(pán)處，為了減少鍵的受力狀況，使其更好的配合，此處的軸制成1：5的錐度，大端直徑，其長(zhǎng)度為195mm。
至此已初步確定軸的各段直徑與長(zhǎng)度。
其具體尺寸見(jiàn)圖紙Lds-04-2。
3.軸上零件的周向定位
齒輪、圓盤(pán)與軸的周向定位均采用平鍵連接，齒輪與軸的連接按選用平鍵尺寸為，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為m6。圓盤(pán)與軸的連接選用平鍵尺寸為。
4.確定軸上圓角和倒角尺寸
其具體尺寸見(jiàn)圖紙Lds-04-2。
4.3 鍵的校核
4.3.1 連接聯(lián)軸器上的鍵
其尺寸為；
連接聯(lián)軸器的軸段直徑；
鍵的工作長(zhǎng)度；
鍵的接觸高度；
傳遞的轉(zhuǎn)矩；
按《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]查出鍵連接時(shí)的擠壓許用應(yīng)力；
；
所以鍵連接的強(qiáng)度足夠。
4.3.2 連接斜齒輪的鍵
其尺寸為；
連接齒輪的軸段直徑；
鍵的工作長(zhǎng)度；
鍵的接觸高度；
傳遞的轉(zhuǎn)矩；
按《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]查出鍵連接時(shí)的擠壓許用應(yīng)力；
；
所以鍵連接的強(qiáng)度足夠。
4.3.3 連接錐齒輪上的鍵
其尺寸為；
連接齒輪的軸段直徑；
鍵的工作長(zhǎng)度；
鍵的接觸高度；
傳遞的轉(zhuǎn)矩；
按《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]查出鍵連接時(shí)的擠壓許用應(yīng)力；
；
所以鍵連接的強(qiáng)度足夠。
4.3.4 連接大直齒輪上的鍵
其尺寸為；
連接齒輪軸段直徑；
鍵的工作長(zhǎng)度；
鍵的接觸高度；
傳遞的轉(zhuǎn)矩；
按《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]查出鍵連接時(shí)的擠壓許用應(yīng)力；
；
所以鍵連接的強(qiáng)度足夠。
3.3.5 連接圓盤(pán)的鍵
其尺寸為；
因?yàn)榱⑤S與圓盤(pán)連接的軸段有1：5的錐度所以該軸段的最小直徑；
鍵的工作長(zhǎng)度；
鍵的接觸高度；
傳遞的轉(zhuǎn)矩；
按《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]查出鍵連接時(shí)的擠壓許用應(yīng)力；
；
所以鍵連接的強(qiáng)度足夠。
4.4 軸承的校核
4.4.1校核一軸軸承壽命
32309型軸承，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]其基本參數(shù)為，，。
基本額定壽命；
確定公式中的各參數(shù)：
對(duì)于滾動(dòng)軸承；
；
查手冊(cè)有，
徑向載荷：A點(diǎn)的總支反力；
C點(diǎn)的總支反力。
軸向載荷：只驗(yàn)算應(yīng)力最大的軸承即可，所以。軸承派生軸向力由圓錐滾子軸承計(jì)算公式有：，所以軸向載荷。
因?yàn)椋?，?
所以。
由以上各數(shù)據(jù)可得：
；
所以壽命足夠。
4.4.2校核二軸軸承壽命
A點(diǎn)軸承為32314型軸承，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]其基本參數(shù)為，，。
B點(diǎn)的軸承32310型軸承，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]其基本參數(shù)為，，。
基本額定壽命；
確定公式中的各參數(shù)：
對(duì)于滾動(dòng)軸承；
；
查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]有，
徑向載荷：A點(diǎn)的總支反力；
B點(diǎn)的總支反力。
軸向載荷：軸承派生軸向力由圓錐滾子軸承計(jì)算公式有：；
。
而
所以軸向載荷。
A點(diǎn)：因?yàn)椋?，?
B點(diǎn)：因?yàn)椋?，?
所以。
由以上各數(shù)據(jù)可得：
；
所以；
由以上各數(shù)據(jù)可得：
。
所以A點(diǎn)軸承壽命足夠；B點(diǎn)軸承壽命足夠。
4.4.3校核三軸軸承壽命
32310型軸承，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]其基本參數(shù)為，，。
基本額定壽命；
確定公式中的各參數(shù)：
對(duì)于滾動(dòng)軸承；
；
查手冊(cè)有，
徑向載荷：A點(diǎn)的總支反力；
B點(diǎn)的總支反力。
軸向載荷：只驗(yàn)算應(yīng)力最大的軸承即可，所以。軸承派生軸向力由圓錐滾子軸承計(jì)算公式有：。
所以軸向載荷。
因?yàn)?，所以，?
所以。
由以上各數(shù)據(jù)可得：
；
所以軸承壽命足夠。
4.4.4校核四軸軸承壽命
此軸承為51222型推力軸承，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[6]其基本參數(shù)為。
基本額定壽命；
確定公式中的各參數(shù)：
對(duì)于球軸承；
；
其中
由以上各數(shù)據(jù)可得：
；
所以軸承壽命足夠。
以上對(duì)此設(shè)備的各零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核，
致謝
經(jīng)過(guò)幾月的奮戰(zhàn)，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將完成了。
畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了原來(lái)自己的知識(shí)還比較欠缺，自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白了學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)不斷學(xué)習(xí)，努力提高自己的知識(shí)和綜合素質(zhì)。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，不管學(xué)過(guò)的還是沒(méi)有學(xué)過(guò)的的確覺(jué)得困難比較多，真是萬(wàn)事開(kāi)頭難，開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)不知道如何入手，在老師的知道下最后終于雖然完成了但有多欠缺，很多德方都需要改進(jìn)。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)一個(gè)完整機(jī)械產(chǎn)品的全過(guò)程，為以后的工作奠定基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)實(shí)習(xí)過(guò)程中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響，而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次實(shí)習(xí)最大的收獲和財(cái)富，使我終身受益。
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量討論，聽(tīng)聽(tīng)不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)有很大幫助，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。最后要感謝我們的指導(dǎo)老師對(duì)我們悉心的指導(dǎo)，給了我們很大的幫助。
綜上，畢業(yè)設(shè)計(jì)鞏固了大學(xué)四年學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，鍛煉了動(dòng)手能力，增強(qiáng)了團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]陳立德主編，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]。高等教育出版社，1999
[2]吳宗澤主編，機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]。機(jī)械工業(yè)出版社，2003
[3]唐增寶主編，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M]。武漢大學(xué)出版社，1998
[4]楊明忠，朱家誠(chéng) 主編。機(jī)械設(shè)計(jì)[M]。武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2001
[5]譚建榮，張樹(shù)有，陸國(guó)棟，施岳定 編.圖學(xué)基礎(chǔ)教程[M]。北京：高等教育出版社，1999
[6] 吳克堅(jiān)主編．機(jī)械原理[M]。北京：高等教育出版社，1997
[7]《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》編組委.運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)（上、下）[M]。化學(xué)工業(yè)出版社，1999
[8] 于永泗，齊民 主編。機(jī)械工程材料。大連：大連理工大學(xué)出版社，2007
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