机械设计计算____例

机械设计计算____例内容摘要：

. 5 0 . 3 ) 2 . 8 2 6 5 0 3md m m       （ 10） 计算圆周速度 11 3. 02 /60 10 00mdnV m s （ 11） 修正载荷系数 按 1 / 1 0 0 0 .6 9 /mv z m s 查得 39。  1td ≥  3 21 22 .9 2 (1 0 .5 )EF R RZ KTu   （ 12） 校正试算的分度圆直径 1d 39。 39。 331 1 t 1 . 0 46 0 . 0 8 5 9 . 7 01 . 0 6vvKd d m mK    （ 13） 计算大端模数 11/ 2 .6 0m d z mm 圆整为 标准值 m=3mm （ 14） 计算分度圆锥角、锥距 112a r c ta n 19 39 39。 12 39。 39。 zz  ， 2190 70 30 39。 48 39。 39。    2 21213 2 3 6 51 1 1 0 3 . 4 22 2 2 3m z zR m mz         （ 15） 计算大端分度圆直径 11d 69mz mm 22d 195mz mm  1 590H MPa 2 503H MPa 39。  m 3mm 1 19 3939。 1239。 39。   2 70 30 39。 48 39。 39。   mm 燕山大学课设说明书 13 （ 16） 确定齿宽 R mm 圆整 取 1231b b mm 校核齿根弯曲疲劳强度 由式 622 得  11 1 1 12 2 3 214( 1 0 . 5 ) 1F F a S a FRRKT YYZ m i  1 2 22211F Fa SaFFFa SaYYYY （ 1） 计算当量齿数 11 1 zz  ， 22 2 osV zz  （ 2） 查取齿形系数 由图 621 1  2  （ 3） 查取应力修正系数 由图 622 1  2  （ 4） 查取弯曲疲劳极限应力及寿命系数 由图 628c) lim1F =450 MPa 由图 628b) lim2F =390MPa 由图 626 分别查得 120 .8 8 , 0 .9FN FNKK （ 5） 计算弯曲疲劳许用应力 取失效概率为 1%，安全系数 S= ，由式 624 得   1 l im11 0 .8 8 4 5 0 3 1 6 .81 .2 5F N FF K M P aS        2 l im 22 0. 9 39 0 28 0. 81. 25F N FF K M P aS      （ 6）计算弯曲应力  3112 2 24 1 . 5 1 2 4 . 7 2 1 0 2 . 5 8 1 . 5 8 2 7 . 8 40 . 3 0 . 8 5 2 3 6 4 2 . 8 2 6 1FF M P a            1 2 22211 2 7 .2 2F F a SaF a SaYY M P aYY   ∴合适 1d 69mm 2d 195mm b1= b2=31mm 12Vzz  1 2  1  2  1  2  1[ ] 450F MPa  2[ ] 390F MPa  燕山大学课设说明书 14 六 、 轴的设计计算 初步计算轴径 当轴的支撑距离未定时， 无法由强度确定轴径，要用初步估算的方法，即按纯扭矩并降低许用扭转切应力确定轴径 d，计算公式为： 3min PdAn Ⅰ ， Ⅲ 轴为外伸轴， Ⅱ 轴为非外伸轴， 3 根 轴的材料 都 选用常用的 45 钢 ， 查表取 C=112，则 1 331 m in12 332 m in23 333 m in32 .4 8 51 1 2 1 5 .3 89602 .2 8 91 1 2 2 1 .13 4 2 .8 62 .1 7 61 1 2 3 0 .5 51 0 7 .2Pd C m mnPd C mnPd C m mn             考虑到 1 轴要与电动机联接，初算直径 d1 必须与电动机轴和联轴器空相匹配，所以初定 1 m i n 2 m i n 3 m i n1 8 , 2 5 , 3 5d m m d m m d m m   轴的结构设计 输入轴 （ 1） 输入轴 的初步设计 ， 如下图： 12F  1min2min3min182535d mmd mmd mm 燕山大学课设说明书 15 （ 2） 装配方案是： 从左到右依次是联轴器、 端盖 、 套 杯 、 轴承 、轴承 、 套筒 、 齿轮 和轴端挡圈。 （ 3） 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 输入轴的最小直径为安装联轴器的直径 Ad ，为了使所选的轴直 径 12d 与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。 联轴器 的计算转矩 11ca AT KT ,查《机械设计》，由于转矩变化很小，故取  ，则 1 1ca AT KT == 查《机械设计课程设计》表 155，选 HL3 型弹性柱销联轴器 , 其工称转矩为 ，而电动机轴的直径为 38mm，但由于加工工艺 需要，暂取联轴器的轴孔直径与计算所得的最小输入轴直径相对应， 取 Ad =18mm，半联轴器长度 L=82mm，半联轴器与轴配合的毂孔长 度为 60mm。 2. 为了满足半联轴器的轴向定位， A段轴右端需制出一 定位 轴肩，则 24Bd mm ， A 段长度应适当小于 联轴器毂孔长度 L 所以取AL =58mm。 因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用 角接触球 轴承，参照工作要求并根据 d 25mmC  ， 查《机械设计课程设计》 初步选取 0 基  1 N m 24Bd mm AL =58mm d 25mmC  燕山大学课设说明书 16 本游隙组，标准精度级的单列 角接触球 轴承 7205C，其尺寸为d 2 5 5 2 1 5D B m m    ,这对轴承均采用轴肩进行轴向定位，查得7205C 型轴承的定位轴肩高度 d 31mma  ，因此取 d 31mmD 4. 取安装齿轮处的轴段 F 的直径 d 20mmF  ；为使套筒可靠地压紧轴承， E 段应略短于轴承宽度，故取 EL 13mm ， d 25mmE  5． 轴承端盖的总宽度为 21mm。 根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑油的要求，求得端盖外端面与半联轴器右端面间的距离29l mm ，取 BL 50mm。 35mm，为使套筒端面可靠地压紧齿轮取FL 50mm。 由于 两轴承支撑点间的距离等于另一轴承到轴端距离的两倍 ，故取 DL 75mm。 中间轴 （ 1） 中间轴的初步设计 ，如下图 （ 2） 装配方案是： 从左到右依次是 端盖 、 轴承 、 套筒 、 大 锥齿轮 、小 斜齿圆柱齿轮 、 套筒 、 轴承和端盖。 （ 3） 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 d 31mmD d 20mmF  EL 13mm d 25mmE  BL 50mm FL 50mm DL 75mm 燕山大学课设说明书 17 根据最小轴颈的计算选取 d =d 25mmAF ,因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用 角接触球 轴承， 查《机械设计课程设计》 初步选取 0 基本游隙组，标准精度级的单列 角接触球 轴承 7205C，其尺寸为 d 2 5 5 2 1 5D B m m    ,这对轴承均采用 套筒 进行轴向定位。 2. 取安 装齿轮的轴段 30DBd d mm ，锥齿轮左端与左轴承之间采用套筒定位，已知锥齿轮轮毂长 37L mm ，为了使套筒端面可靠地压紧端面，此轴段应略短于轮毂长，故取 35BL mm ，齿轮的右端 采 用 轴 肩 定 位 这里 取 3h mm ， 则 轴 环 处 的 直 径 为3 6 , 7CCd m m L m m。 3． 已知圆柱斜 齿轮齿宽 1 72B mm ，为了使套筒端面可靠地压紧端面，此轴段应略短于轮毂长，故取 68DL mm。 4. 齿轮距箱体内 壁 的距离为 2 18mm ，在确定滚动轴承的位置时应距箱体内壁一段距离 3 5mm。 则取 41FL mm。 输出 轴 （ 1） 输出轴的初步设计，如下图 d =d 25mmAF 30DBd d mm 35BL mm 36Cd mm 7CL mm 68DL mm 41FL mm 燕山大学课设说明书 18 （ 2） 装配方案：端盖 、轴承、套筒、大斜齿圆柱齿轮、轴承和端盖。 （ 3） 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 输 出 轴的最小直径为安装联轴器的直径 Hd ，为了使所选的轴直 径 12d 与联 轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。 联轴器的 计算转矩 33ca AT KT ,查《机械设计》，由于 其 转矩变化很小，故取  ，则 3 3ca AT KT == 查《机械设计课程设计》表 155，选 HL3 型弹性柱销联轴器 , 其工称转矩为 ，取 Hd =35mm，半联轴器长度 L=82m。