D≥C3p/n=(107~118) 314.113/76.434=（60.93.2~67.19)mm
考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，考虑轴的安全问题，由设计手册取标准直径d=75mm.
3)设计轴的结构并绘制草图
a确定各轴段直径 为能顺利地在轴段1上安装轴承，轴段1必须满足轴承内径标准，取轴段直径d1?75mm；为固定轴段1上的轴承，轴段2应有轴肩，取d2=82mm；轴段3安装滚筒，取d3=85mm；轴段4为固定滚筒取d4?90mm；用同样方法确定d5=85mm；d6=82mm；d7=75mm；。 b确定各段轴的长度
轴段1安装轴承（初选深沟球轴承6215），查设计手册取L1=25mm；轴段2是外伸部分，根据文献[6]表6-1有关数据估算L2=212.5mm；轴段3是安装与滚筒连接的圆板，左右各一个，取l3=100mm；用同样方法，取l5=100mm，L6=212.5mm，L4=650mm L7=25mm C选定轴的结构细节，如圆角、倒角、退刀槽等的尺寸。 按设计结果画出轴的结构草图如图5-6（a）。 4）按弯扭合成强度校核轴径 ①画出轴受力图如图5-6所示，
Lab=1300mm.Lac=225mm.Lbd=225mm
25
图5-6
②计算轴支反力
由输送机的设计计算结果可以知道：F8=F1=10196.51N F7=F6=9804.3N FC=FD RA=RB
RA=RB=F=（F7+F8）/2=(10196.5+9804.3)/2=10000.4N Fc?FD?F8?F7 所以，FC=FD=10000.4N
③作轴的弯矩图、转矩图
MA?MB?0 MC=RA×LAC=10000.4×212.5=2059125N mm 轴的合成弯矩图、转矩图分别如图5-6（c）和（d）所示。 ④根据强度条件设计轴
轴受载荷最大剖面在齿轮中心C、D处，C、D处受相同载荷，此剖面具有键槽，但可近似用W?0.1d53
?ce
?Mce2059125?????1??60MPa 3W0.1?0.85d≥32.3mm
根据实际情况取d3=85 mm，因此选用合理 5)校核轴的刚度
因为滚筒轴较长，故须进行刚度校核。而且为一般轴，其许用挠度和转角分别为
x??0.000?3??ma?0.0L0?5?0??4?3.?6.m5 ?910 ??max??0.005???m
26
计算轴的实际最大挠度和转角
Mc?Lab22 ?max ?4??3?4Lac???d524E32 ?2059.125?1.3224?80?109????0.085?324??3?4?0.2252??1.276?10?4m〈
??max?
?max?Mc?Lab??Lab?laC? ?d542E32?2059.125?1.3??1.3?0.225??0.00447???m〈??max? 4??0.0852?80?109?32由以上可以知道：改向滚筒轴的强度和钢度满足要求。
八、传动滚筒轴上滚动轴承的选择
按承载较大的滚动轴承选择其型号。轴承类型选择为深沟球轴承，轴承预期寿命为24000小时。
由前计算结果知：轴承受的径向力Fr=RA=RB=7935N，轴承工作转速N=76.434r/min。 根据文献[4]初选深沟球轴承6215GB/T283—1994，其基本额定负载Cr=66000N，fp为载荷系数，按文献[4]表14.12，取fp=1.5 Pr=Fr×Fp=7935×1.5=11902.5N 对深沟球轴承寿命指数e=3则，
Cjs=Pr×L1/ε=11902.5×(60×2400×76.43/106)1/3=3773.76N
计算轴承的额定寿命L ，ft为温度系数，按文献?3?表12-4，取ft=1
33?ftCr??1?66000?6L???????28.6?10转?
?Cjs??3773.76?61016667L??28.?6计算轴承的实际寿命Lh Lh=60n76.434662?36.转4?1 0因Cjs 6215轴承：D=130mm，B=25mm，damin=84mm，Damax=121mm。 27 九、改向滚筒轴上滚动轴承选择 按承载较大的滚动轴承选择其型号。轴承类型选择为深沟球轴承，轴承预期寿命为24000 小时。由前计算结果知：轴承受的径向力Fr=10000.4N，轴承工作转速n4=76.434r/min。 根据文献[4]初选深沟球轴承6215GB/T283—1994，其基本额定负载Cr=66kN，fp为载荷系数，按文献[4]表14.12，取fp=1.5 Pr=Fr×Fp=10000.4×1.5=15000.6N 对深沟球轴承e=3则， ?60Lhn4?Cjs?PrL??Pr??? 610???11 Cis=48.7kw 因Cjs＜Cr，故6215轴承满足要求。 6215轴承：D=130mm，B=25mmmm，dmin=84mm，Damax=121mm。 十 键和联轴器的选择 1.传动滚筒上联轴器的选择 由前计算结果知:传动滚筒上的工作转矩T6=2118N.m 工作转速为58.8r/min 参考文献（1）工作情况系数K=1.25~1.5取.K=1.4 计算转矩TC=K×T4=1.4×2118=2965.2N.mm 选zL型带制动轮弹性柱销联轴器 参考文献（5）选zL5联轴器 GB/T5015-85 公称转矩4000N.mm 许用转速[n]=4000r/min 因TC<[T],n<[n]; 故联轴器满足要求 2．传动滚筒上键的选择 选A型普通平键20×160GB/T 1096—2003 d=70mm，l=170mm，l=170-(5~10)=(165~160)mm 按文献[5]表5-4，初选键20×125 GB/T 1096—203： b=20mm，h=12mm，l1=160mm，l2=l1-b=140mm。 按文献[5]表5-3，键的许用挤压应力和许用剪切应力分别取为[δp]=110MPa，[η]=90MPa。 分别验算键的挤压强度和剪切强度 δp =4000×T6/dhl=4000×2118／12×140×70=72.04MPa＜[δp]MPa η=2000×T6/ dbl=2000×2118／20×70×140=21.61MPa＜[η]MPa 28 键的挤压强度和剪切强度满足要求。 3.传动滚筒轴内键联接的选择 1)键的选用 由前计算知：传动滚筒轴的工作转矩T4=2118N/m 选A型普通平键25×90 GB/T 1096—2003 d=90mm，l=100mm，l=100-(5~10)=(95~90)mm 按文献[5]表5-4，初选键20×125 GB/T 1096—2003： b=25mm，h=14mm，l1=90mm，l2=l1-b=68mm。 2) 挤压强度和剪切强度 按文献[5]表5-3，键的许用挤压应力和许用剪切应力分别取为[δp]=110MPa，[η]=90MPa。 分别验算键的挤压强度和剪切强度 δp =4000×T6/dhl=4000×2118／14×90×82=86.82MPa＜[δp]MPa η=2000×T6/ dbl=2000×2118／25×90×82=24.31MPa＜[η]MPa 键的挤压强度和剪切强度满足要求。 4.改向滚筒轴内键联接的选择 1)键的选用 由前计算知：传动滚筒轴的工作转矩T4=2118N/m 选选A型普通平键25×90 GB/T 1096—2003 d=90mm，l=100mm，l=100-(5~10)=(95~90)mm 按文献[5]表5-4，初选键20×125 GB/T 1096—2003： b=25mm，h=14mm，l1=90m，l2=l1-b=68mm。 2) 挤压强度和剪切强度 按文献[5]表5-3，键的许用挤压应力和许用剪切应力分别取为[δp]=110MPa，[η]=90MPa。 分别验算键的挤压强度和剪切强度 δp =4000×T6/dhl=4000×2118／14×85×82=86.82MPa＜[δp]MPa η=2000×T6/ dbl=2000×2118／25×85×82=24.31MPa＜[η]MPa 键的挤压强度和剪切强度满足要求。 十一、滚筒中的轴承和减速箱中的轴承的润滑 1、滚筒中轴承的润滑 采用脂润滑 2、减速箱中轴承的润滑 计算大齿轮的圆周速度 V=nπD/(2×60×1000)=242.5×3.14×(92+2) ×4/(2×60×1000)=2.38m/s 因此宜用润滑油润滑轴承 29 结 论 任何零部件的机构和尺寸，除去考虑它的强度刚度外，还应该综合考虑零件本身 及整个部件的工艺性要求、经济性要求、使用要求等才能确定。本设计中，多数零件由计算确定零件的基本尺寸，再通过草图设计决定其具体结构和尺寸；而有些零件（如轴）则是先经初算和绘草图，得出初步符合设计条件的基本结构尺寸，然后再进行必要的计算，根据计算的结果，再对结构和尺寸进行修改的 结束语 通过这次毕业设计，总结和复习大学三年所学知识。使我巩固了我在学校里所学 的知识。也使我看到我了我自己的很多不足之处。在这次设计中我学到了很多东西,为我在以后工作中，能更快速地提高专业技术；使自己的实践动手、动笔能力得到锻炼，增强了即将跨入社会去竞争，增添了一份自信心；掌握文献检索、资料查询的基本方法以及获取新知识的能力。毕业设计培养了我严肃认真和实事求是的科学态度。在设计过程中同学之间的互助,使我们的感情培增。 参考文献 参考文献（1）《机械零件设计手册》 主编：吴宗泽 机械工业出版社出版 参考文献（2）《机械设计课程设计》 主编：任金泉 西安交通大学出版社出版 参考文献（3）《带式输送机设计手册》 主编：北京起重运输机机械研究所和 武汉丰凡科技开发有限责任公司 冶金工业出版社出版 参考文献（4）《矿井运输提升》 主编：洪晓华 中国矿业出版社出版 参考文献（5）《联轴器选用手册》 主编：周明衡 化学工业出版社出版 参考文献（6）《机械设计基础》 主编：陈立德 高等教育出版社出版 参考文献（7）《机械零件》 主编：吴宗泽 中央广播电视大学出版社出版 30