毕业设计（论文）-单面双轴专用铣床的齿轮及夹具的设计.doc

全套图纸加扣3012250582河南机电高等专科学校毕业设计说明书论文题目：单面双轴专用铣床的夹具的设计、齿轮3、4 及轴1的设计和校核系 部： 机械工程系 专 业： 机械制造及自动化班 级： 起机121 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2015年04月20日摘 要 本设计主要是对单面双轴专用铣床的专用夹具进行设计，文章重点对定位方案加以对比选择，并选择夹紧方案，及其部分零部件。同时，文章还对单面双轴专用铣床的部分传动轴和齿轮进行了设计校核。 这次设计将我以前所学过的机械设计，机械制造工艺学，理论力学，材料力学等课程联系了起来，巩固了所学的知识.首先对被加工工件外形轮廓的分析对比确定定位方案和夹紧方案，其次对夹紧方案中的具体元件进行设计，最后对方案设计论证，检验可行性。以前学到机床夹具知识仅停留在理论层面，通过这次毕业设计真正做到理论联系实际。关键字:专用夹具 定位 夹紧 设计校核ABSTRACT the design is mainly to the single special milling machine/special fixture of design, the paper mainly to positioning scheme contrast choice, and choose the clamping plan, and part of the parts. In the meantime, the paper/special milling machine to single part of the gear transmission shaft and the design respectively.The design will Ive learned the mechanical design, mechanical manufacturing technology, the theoretical mechanics, materials, such as mechanics course contact up and consolidate the students knowledge. First of all to be machining the profile of contrast analysis to determine shape positioning scheme and clamping, second to clamping plan in the specific components design, the design argumentation, test feasibility. Ago learned knowledge only stay in the machine tool clamp the theoretical level, through the graduation design truly theory with practice. Key words: special jig orientation stepping up design respectively 目录绪论2第1章 机床夹具设计41.1引言41.2夹具设计4第2章 齿轮3、齿轮4的设计及校核122.1 齿轮3、4设计计算122.2选择齿轮材料、热处理、齿面硬度、精度等级及齿数132.3 按齿面接触疲劳强度设计132.4确定齿轮传动主要参数和几何尺寸152.5校核齿根弯曲强度16第3章 轴1的设计183.1轴1的结构设计以及计算183.2 初步估算轴的最小直径183.3轴的结构设计183.4轴上零件的周向固定193.5定向轴肩处的圆角半径R的值193.6 轴的受力分析以及轴的校核20结 论25致谢26参考文献27绪论进入二十一世纪，我国正逐渐由世界生产大国转变为集设计制造为一体的世界生产强国。在此过程中，机械设备及其工装作为生产工具起到了决定性作用，而生产机械设备及其工装的工作母机犹为重要。铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用，它主要由电动机、传动部分、移动台、夹具以及底座五部分组成，构造简单而又能满足加工质量。此次设计是以河南第一工具厂自行设计的单面两轴专用铣床技术资料为基础，结合其厂内生产经验及相关资料的完成，主要介绍专用铣床部件的设计，包括选材、检验、校核等部分。由于编者水平有限，时间仓促，书中不足之处在所难免，恳求各位老师批评指正。27第1章 机床夹具设计1.1引言 机床夹具设计是机械设计中的一个重要的实践性环节，也是机械设计与制造及其自动化专业学生应该学习的一门主要专业课。其目的在于： （1）培养学生综合运用机械设计基础以及其他先修课程的理论知识和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力，通过毕业设计可以巩固和加深有关机械课设方面的理论知识。 （2）学习和掌握一般机械设计的基本方法和步骤。培养独立设计能力，为以后的工作中专业知识的应用打好基础，做好准备。 （3）使学生具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的能力。零件在工艺规程之后，就要按工艺规程顺序进行加工。在加工中除了需要机床、刀具、量具之外，成批生产时还要用机床夹具。它们是机床和工件之间的连接装置，使工件相对于机床获得正确的位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度和加工精度。通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，称为定位。当工件定位后，为了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而使工件的既有位置遭到破坏，还应该用一定的机构或装置将工件加以固定。使工件在加工过程中保持定位位置不变的操作，称为夹紧。将工件定位、夹紧的过程称为装夹。工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠，将直接影响工件的加工质量、生产效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。1.2夹具设计1.2.1 机床夹具简介 夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，故机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。 在机械制造厂的生产过程中用夹安装工件使之固定在正确的位置上，完成其切削加工、检验、装配、焊接等工作，所使用的工艺装备称为夹具。在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。然而，由于各类机床加工方式的不同，有些机床夹具还具有一些特殊的功能。 定位：确定工件在夹具中占有正确的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件的定位面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工面的尺寸和位置精度要求。 夹紧：工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。对刀：调整刀锯切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。 导向：如钻床夹具中的钻模板和钻套，能迅速地确定钻头的位置，并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具也具有导向功能。 在机械加工中，使用机床夹具的目的主要有以下六个方面。然而，在不同的生产条件下，应该与不同的侧重点。夹具设计时应综合考虑加工的技术要求，以达到预期的效果。 （1）保证加工精度 用夹具装夹工件时，能稳定地保证加工精度，并减少对其它生产条件的依赖性，故在精密加工中广泛地使用加紧厂，并且它还是全面质量管理的一个重要环节。夹具能保证加工精度的原因是由于工件在夹具中的位置和夹具对刀具、机床的切削成形运动的位置被确定，所以工件在加工中的正确位置得到保证，从而夹具能满足工件的加工精度要求。 （2）提高劳动生产率 使用夹具后，能使工件迅速地定位和夹紧，并能够显著地缩短辅助时间和基本时间，提高劳动生产率。 （3）改善工人的劳动条件 用夹具装夹工件方便、省力、安全。当采用气压、液压等夹紧装置时，可减轻工人的劳动强度，保证安全生产。 （4）降低生产成本 在批量生产中使用夹具时，由于劳动生产率的提高和允许使用技术等级较低的工人操作，故可明显地降低生产成本。 （5）保证工艺纪律 在生产过程中使用夹具，可确保生产周期、生产调度等工艺秩序。例如，夹具设计往往也是工程技术人员解决高难度零件加工的主要工艺手段之一。 （6）扩大机床工艺范围 这是在生产条件有限的企业中常用的一种技术改造措施。如在车床上拉削、深孔加工等，也可用夹具装夹以加工较复杂的成形面。机床夹具因被加工工件的加工表面不同或使用机床种类的不同而有各种不同的结构形式，但就机床夹具体结构而言，大致可分为以下几个部分：定位元件、夹紧装置、导向对刀元件、连接元件、 装置和元件、夹具体。1.2.2 机床夹具的分类 （1）按夹具的通用特征分类这是一种基本的分类方法，主要反映夹具在不同生产类型中的通用特性，故也是选择夹具的主要依据。目前，我国常用的分类有通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和自动化生产用夹具等五大类。 （2）按夹具使用的机床分类这是专用夹具设计所用的分类方法。如车床、铣床、刨床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、拉床等夹具。设计专用夹具时，机床的类别、组别、型别和主要参数均已确定。它们不同点是机床的切削成形运动不同，故夹具与机床的连接方式不同。它们的加工精度要求也不相同。1.2.3机床夹具的设计特点 机床夹具设计与其它装备设计比较，有较大的差别，主要表现在下列五个方面： （1）要有较短的设计和制造周期。一般没有条件对夹具进行原理性试验和复 杂的计算工作。 （2）夹具的精度一般比工件的精度高23倍。 （3）夹具和操作工人的关系特别密切，要求夹具与生产条件和操作习惯密切结合。 （4）夹具在一般情况下是单件制造的，没有重复制造的机会。通常要求夹具在投产时一次成功。 （5）夹具的社会协作制造条件较差，特别是商品化的元件较少。设计者要熟悉夹具的制造方法，以满足设计的工艺性要求。 显然，注意这些问题是很重要的。这将有利于保证夹具的设计、制造质量。1.2.4机床夹具的设计要求 设计夹具时，应满足下列四项基本要求： （1）保证工件的加工精度要求，即在机械加工工艺系统中，夹具要满足以下三项要求：工件在夹具中的正确定位；夹具在机床上的正确位置；刀具的正确位置。 （2） 保证工人的操作方便、安全。 （3） 达到加工的生产率要求。 （4） 满足夹具一定的使用寿命和经济性要求。1.2.5设计前的准备工作 （1）明确工件的年生产纲领机床夹具是在机床上装加工件的一种装置，其作用是使工件相对机床和刀具有一个正确的位置，并在加工过程中保持不变。它是夹具总体方案确定的依据之一，它决定了夹具的复杂程度和自动化程度。本次加工的工件需大批量生产，此时，一般选择机动、多工件同时加工，自动化程度高的方案，结构也随之复杂，成本也提高较多。 （2）熟悉工件零件图和工序图 零件图给出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等精度的总体要求，工序图则给出了夹具所在工序的零件的工序基准、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夹紧原理方案，这是夹具设计的直接依据。该加工零件为缸体,材料HT25-47,所加工的平面为一不规则平面。本道工序：铣削缸体的底面，由加工零件知道要铣削的除了缸体的外底表面外还同时包括该面的一处分开面及止口，相当于三个工序，如图1-1，要加工的即外界的水平面和凹槽中的水平面和紧挨底面边缘的止口面即图中加粗部分。 图1-1 被加工零件图1.2.6工件的加工方法 了解工艺规程中本工序的加工内容，机床、刀具、切削用量、工步安排、工时定额，同时加工零件数。这些是在考虑夹具总体方案、操作、估算夹紧力等方面必不可少的，根据零件图可知，本道工序的内容是铣削图1-1加粗平面。1.2.7总体方案的确定 1.2.7.1定位方案 工件在机床上的定位实际上包括工件在夹具上的定位和夹具在机床上的定位两个方面。工序图只是给出了原理方案，此时应仔细分析本工件轮廓如图1-1以及加工精度要求，按照六点定位原理和本工序的加工精度要求，确定具体的定位方案和定位元件。要拟定几种具体方案进行比较，选择或组合最佳方案。 在选择定位基准时，应尽量选择设计基准作为定位基准，即遵循基准统一原则。通过对零件的分析，最后选择缸体的底面作为定位的基准面，这样有利于保证被加工面的位置精度。据工序图给出的定位元件方案，按有关标准正确选择定位元件或定位的组 合。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。由以上原则结合被加工工件的结构确定定位方案为：用六个支承板定位被加工工件，限制了工件的六个自由度，可实现完全定位。根据被加工工件的结构，采用这样的定位方案，保证了加工精度以及工件各个部件的位置精度，如图1-2所示。 图1-2 夹具总装图1.2.7.2工件夹紧方案及夹紧装置（1）对工件夹紧装置的要求 在夹紧过程中应保持工件定位时所获得的正确位置 。 在切削过程中，切削力不应破坏工件的正确位置，并使平衡切削力所需的夹紧力最小。 在切削过程中，应避免工件产生不能允许的振动。 夹紧装置应操作方便、省力、安全。 夹紧装置的复杂程度和制动化程度应与生产批量和生产方式相适应。（2）夹紧力的方向夹紧力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的刚性方向，不能使工件有脱离定位表面的趋势，防止工件在夹紧力的作用下产生变形。本机床是对工件进行钻，扩缸孔，在确定定位方案后，夹紧力主要是在垂直面上。（3）夹紧力的作用点 夹紧力的作用点应选择在定位元件支承点的作用范围内，以及工作刚度高的位置，确保工件定位准确、不变形。本机床的定位元件跟工件处于同一垂直面，工件轮廓外形决定工件上表面的刚度较高，因此夹紧力作用点确定在工件的上表面。（4）选择夹紧机构 在确定夹紧力的方向、作用点的同时，要确定相应的夹紧机构。确定夹紧机构要注意以下几方面的问题：安全性 夹紧机构应具备足够的强度和夹紧力，以防止以外伤及夹具操作人员。 手动夹具夹紧机构的操作力不应过大，以减轻操作人员的劳动强度。夹紧机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率。手动夹紧机构应操作灵活、方便。 由于被加工工件受定位板和两销的作用被固定在定位板上，同时由于两个限位板的作用，减少了扩孔时可能产生的位置偏差，只需对工件施加向下压的夹紧力。对于被加工零件在批量较小时，夹紧机构采用螺钉压板较为合适，生产批量大时，采用手动联动夹紧机构或液动， 气动夹紧机构较为合适。根据设计要求，此工件为大批量生产，采用液动夹紧机构。 因为工件时用支承板来进行定位，又因为铣削面的位置，夹紧力主要是在垂直面上，可用液压油缸通过液压力来进行压紧，如图1-3所示。 图1-3 液压油缸夹紧装置1.2.7.3夹具体此夹具体为铸件，用20个锥销孔夹紧定位，粗加工后进行时效处理，不许有砂眼及气孔等缺陷。具体结构如图1-4所示。 图1-4 夹具体图1.2.7.4支架 支架顶端是用来放置液压油缸，侧面开出凹槽，预留出足够的加工空间，以便刀具对工件的加工。支架轮廓如图1-5。 图1-5 支架图1.2.8机床夹具的发展大量生产创造了有利条回顾夹具的历史，它是来源于以大量生产为基础的呼唤性零件的加工。夹具最早出现于1798年，当时作为大量生产方式的创造者而名列前茅的“惠特尼”公司接受了美国政府订购的三年间制造一万支步枪的合同，把原来靠手工操作的步枪枪管锻件，由一个人从头到尾制造下来的方式改为雇用熟练工人进行简单操作、制造，使用了一系列夹具，使步枪按时交货。继而在1853年“科尔特”根据互换性方式建造了大型兵工厂，据说把涉及1400台机床的大部分作成了专用机床，并花费与机械设备的数量相同的费用，消耗在制造刀具和夹具上。这样通过使用刀具和夹具才使制造有互换性的零件成为可能。同时还简化了操作，为后来向大量生产的发展准备了条件。第二次世界大战时期，世界机床技术的发展在很大程度上受军火生产多影响，战前用于生产汽车、无线电、民用产品的大量技术，在战时广泛移用于军需品的产品。为了提高生产率，应付熟练技术工人的不足，机床夹具得到了更大的发展。1920年，世界第一部几少夹具的书籍在德国出版。夹具从产生到现在，大约可分为以下三个阶段：第一阶段主要表现在夹具与人的结合上，这时夹具只是作为人的单纯的辅助工具，使加工过程加速和趋于完善，生产率得到提高；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的技机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工件及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分,成为机械加工中不可缺少的工艺装备.夹具在机械加工中的作用已如前面所述.在近几十年中,夹具的基本组成部分并无明显变化,但随着机械工艺的迅速发展,对产品品种和生产率提出了愈来愈高的要求,使多品种、中小批生产成为机械工业生产的主流,为了适应机械工业这种发展的趋势,必然对机床夹具提出更高的要求.它主要表现在如下几方面:(1)机床夹具的“三化”工作为了加速新产品的投产,简化设计工作,加速工艺装备的准备工作,以获取良好的技术经济效果,必须重视机床夹具的标准化、系列化和通用化工作.标准化是多样化、自动化的前提,世界许多国家不但制定了组合夹具的标准.苏联、美国、英国、民主德国、日本等国还制定了专用和通用可调夹具的标准.大大达到了夹具设计和制造的劳动量,为组织专用夹具零部件的集中件.目前各国都在尽量减少专用夹具的比重，积极采用各类标准的通用夹具，逐渐扩大标准件、通用件的使用范围。(2)大力研制推广使用新型机床夹具a)单件、小批生产或新产品试制中，应推广使用组合夹具和半组合夹具。 b)在多品种、中小批生产中，应大力推广使用可调夹具，尤其是成组夹具。(3)高夹具的机械化、自动化水平 提高生产率是社会生产的一项经常的、一贯的要求，近几十年来，高小、自动化夹具得到了迅速地发转，主要原因是，一方面由于书空机床、组合机床及其它高小自动化机床的出现，要求夹具能适应机床的要求，才能更好地发挥机床的作用。另一方面，由于采用高速强力切削，机动时间得到了响应地缩短，但劳动生产率并未因此得到明显地提高，其原因就在于辅助时间没有减少不多。因此，只有采用高小机械化与自动化夹具，才能使生产力厂得以进一步大幅度提高。a)制高精度机床夹具 目前，机械制造工艺普遍朝精密化的方向发展。对精度要求较高的零件，除选用精密的机床外，尚需采用一些精密的夹具。b)展计算机辅助机床夹具设计的眼界工作 为了提高机床家具设计的质量与书牍，在机床夹具亿个度微的标准化、系列化和通用化的基础上，过外已可以用计算机进行机床夹具的设计工作。计算机辅助机床夹具设计乃是整个计算机辅助设计（CAD）的一个组成部分。计算机辅助机床夹具设计可以做到：哟功能标准化的夹具元件组成的专用夹具的设计；用标准化、规格化的夹具基体和调整件组成的成组夹具的设计；组合夹具的组装设计。 用计算机辅助机床夹具设计的最主要优点就在于：用计算机控制设计程序，哟功能自动绘图机来自动进行绘图，大大加快了设计速度，大大加速了工艺准备工作，缩短了生产准备周期；同时在设计过程中，根据需要可在光笔图象显示仪上随时显示所设计的方案图象，并且可用光笔进行实地修改，以达到夹具设计的最佳化。c)开展机床夹具设计中有关问题的研究除上面谈到的一些问题在机床夹具设计中需要加以研究之外，还有一些问题需要进一步加强眼界，以便更好地设计机床夹具。这些问题有：夹具设计中误差（定位误差、夹紧误差等）的综合分析；高精度零件检验夹具设计；夹具磨损极限的合理制定；夹具设计与制造工时定额的确定；夹具最佳标准件的确定；夹具设计中的尺寸与形位公差以及其它技术条件的合理制定；成组夹具的精度分析；机床夹具科学管理方法的研究；夹具定位系统、夹紧系统等的最佳设计程序；夹具刚度问题（尤其是可调夹具、组合夹具）的研究等等。第2章 齿轮3、齿轮4的设计及校核2.1 齿轮3、4设计计算 齿轮传动式机械传动中最重要的传动之一，形式很多，应用广泛，传递的功率可达数十万千瓦，圆周速度可达200m/s。齿轮传动还有着效率高、结构紧凑、工作可靠、传动比稳定的特点，所以减速机装置一般都用齿轮机构。齿轮传动可以做成开式、半开式、和闭式。如在农业机械、建筑机械以及简易的机械设备中，有些齿轮传动没有防尘罩或机壳，齿轮完全暴露在外边，这叫开式齿轮传动。这种传动不仅外界杂物极易进入，而且润滑不良，因此工作条件不好，齿轮也容易受到磨损，故只用于低俗传动。当齿轮传动装有简单的护罩，或者有时将大齿轮部分侵入油液中，则称为半开式齿轮传动，它的工作条件虽有一定的改善，但仍然不能做到严密防止外界杂物的进入，润滑条件也不算最好。而飞机、汽车、机床等一些精密装置所用的齿轮传动，都是装在精确加工而且密封严密的箱体的箱体内，这称为闭式齿轮传动，它与开式以及半开式相比，润滑及防护条件最好，这种闭式齿轮传动装置多用于重要场合。 齿轮由于用于传递力矩，常常处于大载荷状态，所以齿轮传动也是机器中最容易发生意外的部位。齿轮的失效会常常出现而且有多种失效形式：第一种为轮齿折断，这是因为齿根弯曲疲劳折断，因为在轮齿受载时，齿根处产生的弯曲应力最大，再加上齿根过渡部分的截面突变及加工痕等引起的应力集中作用，当轮齿重复受载后，齿根处就会产生疲劳裂纹，并逐步扩展，导致齿轮疲劳折断；第二种是齿面磨损，在齿轮传动中，齿面随着工作工作条件的不同会出现多种不同的磨损形式。例如当啮合齿面间落入磨料性物质时，齿面即被逐渐磨损而致报废，这种磨损称为磨粒磨损。它也是开式齿轮传动失效的主要形式之一，改用闭式齿轮传动是避免齿面磨粒磨损最有效的办法；第三种是齿面点蚀，点蚀是齿面疲劳损坏的现象之一，在良好的润滑闭式齿轮传动中，常见的齿面失效形式多为点蚀，所谓点蚀就是齿面材料在变化着的接触应力作用下，由于疲劳而产生的麻点状损伤现象，齿面最初出现的点蚀仅为针尖大小的麻点，如果工作条件不能加以改善，麻点就会逐渐扩大，甚至数点连成一片，最后导致形成了明显的齿面损伤;第四种是齿面胶合，对于高速重载的齿面传动（如航空发动机减速器的主传动齿轮），齿面间的压力很大瞬时温度高，润滑效果差，当瞬时温度过高时，相啮合的两齿面就会发生黏在一起的现象，由于此时两齿面又在相对滑动，相粘接的部位即被撕破，于是在齿面上沿着相对滑动的方向形成伤痕称为胶合，而且传动式齿面瞬间温度愈高、相对滑动速度愈大的地方，愈容易发生胶合；第五种是塑性变形，塑性变形是属于轮齿永久变形的失效形式，它是由于在庞大的应力作用下，轮胎材料处于屈服状态而产生的齿面或齿体塑性流动所形成的。塑性变形一般发生在硬度低的齿轮上，但在重载作用下，硬度高的齿轮也会出现。2.2选择齿轮材料、热处理、齿面硬度、精度等级及齿数2.2.1选择精度等级铣削机床为一般工作机器，速度不高，故齿轮选用8级精度。2.2.2选取齿轮材料、热处理方法及齿面硬度 虽传递功率较大，但转速不高，选用软齿面齿轮传动。齿轮选用便于制造且价格便宜的材料，小齿轮：45钢（调质），硬度为：270HBS；大齿轮：45钢（调质），硬度为：275HBS。选齿数Z3,Z4Z3=25，Z4=51。因选用闭式软齿面传动，故按齿面接触疲劳强度设计，然后校核其弯曲疲劳强度。2.3 按齿面接触疲劳强度设计由机械设计【1】得疲劳强度设计公式为2.3.1初选载荷系数试选载荷系数2.3.2小齿轮传递转矩小齿轮名义转矩T1=555.84 N.m=555840 N.mm2.3.3选取齿宽系数由机械设计【1】得，齿宽系数2.3.4弹性系数由机械设计【1】得，弹性系数2.3.5节点区域系数节点区域系数由机械设计【1】得，。2.3.6接触疲劳强度极限、 由机械设计【1】得，。2.3.7接触应力循环次数、设齿轮工作寿命为10年（每年工作300天），双班制由机械设计【1】得，N1=60n1jLh=60x490x1x（2x8x300x10）=14.112x108N2=N1/2.04=6.918*1082.3.8接触疲劳强度寿命系数、由机械设计【1】得接受疲劳强度系数，2.3.9接触疲劳强度寿命系数取失效概率为1%，接触强度最小安全系数。2.3.10计算许用接触应力 由机械设计【1】得，2.3.11试算小齿轮分度圆直径 3.3.12计算圆周速度 2.3.13确定载荷系数由机械设计【1】得，取使用系数根据，由机械设计【1】得，动载荷系数直齿轮传动，齿间载荷分配系数由机械设计【1】得，齿间载荷分配系数故载荷系数2.3.14修正小齿轮分度圆直径2.4确定齿轮传动主要参数和几何尺寸2.4.1确定模数m圆整为标准值。2.4.2计算分度圆直径、2.4.3计算中心距2.4.4计算齿宽、取2.5校核齿根弯曲强度查机械设计【1】得，校核公式为2.5.1齿形系数由机械设计【1】得，2.5.2应力修正系数由机械设计【1】得，2.5.3弯曲疲劳强度极限、由机械设计【1】得，2.5.4弯曲疲劳强度寿命系数、由机械设计【1】得,，2.5.5弯曲疲劳强度安全系数取弯曲强度最小安全系数=1.52.5.6计算许用弯曲应力由机械设计【1】得 2.5.7校核齿根弯曲疲劳强度 所以齿轮的弯曲疲劳强度满足设计要求。第3章 轴1的设计3.1轴1的结构设计以及计算图5-1 考虑到轴上的两个齿轮分别是由轴的两端装拆，并且0轴上的齿轮与1轴上的齿轮不发生干涉现象，其中齿轮2一端除了采用轴环轴肩定位以外，另一端可以采用垫定位。如果采用套筒定位的话，会使得零件之间的间距过大，这样会增加结构的重量，所以最好是采用圆螺母和止动动垫圈定位，圆螺母固定可靠，装拆方便，可以承受较大的轴向力。3.2 初步估算轴的最小直径选择轴的材料为45钢，调质处理。由机械设计表15-3查的，于是得，故取 =60mm3.3轴的结构设计3.3.1拟定轴上零件的装配方案如上图所示3.3.2根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1）装轴承段：该段轴径由滚动轴承的内圈孔来决定，轴承型号为圆锥滚子轴承30212C，尺寸为，故取=60mm=，=30mm2）此处存在轴肩知轴肩高度，=64mm， =4mm3）装大齿轮2段：根据大齿轮设计尺寸，故=65mm，已知齿轮轮毂的宽度为104mm，轴段长度应比轮毂宽度小，故4）齿轮的右端采用轴肩定位。轴肩高度知 =70mm，=4mm5）装小齿轮3段：根据小齿轮设计尺寸，故=80mm，已知齿轮轮毂的宽度为62mm，轴段长度应比轮毂宽度小，故 6）由于轴上又有削弱螺纹，会使轴的疲劳强度降低，固采用双全螺母和止动垫圈固定轴端的零件，为了使定位可靠，其轴上削制螺纹段与装齿轮3段之间的应该设有退到刀槽 所以，=48mm7）装轴承段（第7段）：该段轴径由滚动轴承的内圈孔来决定，轴承型号为圆锥滚子轴承30212C，尺寸为，故取=60mm，轴段3的长度由滚动轴承宽度B，取=30mm.3.4轴上零件的周向固定齿轮与轴的周向固定采用平键联接。同时为了保证带轮与轴的良好对中性，根据=65mm查机械设计表6-1的平键截面22x14x100，采用H7/js6的配合，滚动轴承与轴的周向定位由过的配合来保证配合为js6，螺母采用螺纹联接 3.5定向轴肩处的圆角半径R的值见机械设计表15-2轴端倒角取3.6 轴的受力分析以及轴的校核3.6.1作用在齿轮上的力作用在齿轮2的力 作用在齿轮3的力 3.6.2根据轴的结构图做出轴的结构简图在确定的轴承的支点位置a=23mm，因此作为简支梁的轴的支承跨距为，由理论力学（I）做出受力图：图5-23.6.3计算支承反力 在垂直面上 由得 而 求得6430N 求得6479N总支承反力： 3.6.4画出弯矩图故3.6.5轴的强度校核低速小齿轮剖面，因弯矩大有转矩还有键槽引起的应力集中，故低速小齿轮C剖面为危险截面。对于单向转动的转轴，通常转矩按脉动循环处理，取折合系数为，对弯扭合成最大截面C左侧剖面其中,d=80mm,M=，T=T带入数据计算得31.5MPa =60MPa故安全3.6.6校核键的强度齿轮和轴的配合键22x14x100, =65mm, ，求得MPa查表6-2的=100120MPa故强度足够3.6.7校核轴承寿命