机械设计课程设计计算说明书-滚动轴承的选择和计算
计算过程 FAⅠ322.89??3.75?e，查表得X=0.4，Y=1.4； FRⅠ86.12FAⅡ162.51??0.36?e，查表得X=1，Y=0； FRⅡ455.04计算结果 PⅠ=951.10 (N) PⅡ=243.77 (N) LhⅠ=2862641 (h) FRⅡ=584.79 (N) FRⅠ=2073.91 (N) 根据工作状况取动载荷系数fP=1.5； 所以 PⅠ=1.5×(0.4×455.04+1.4×322.89)=951.10 (N)， PⅡ=1.5×162.51=243.77 (N)； 因为PⅠ>PⅡ，所以仅校核轴承Ⅰ即可； 滚子轴承寿命系数ε=10/3； 那么 106?C?106?31500?LhⅠ???????60n?P?60?679.25?951.10??10/3?2862641(h) 即可在给定条件下工作超过10年，满足寿命要求。 6.3 输出轴（Ⅲ轴）轴承的校核计算 Ⅲ轴所选轴承为32908型单列圆锥滚子轴承，其e=0.29，Y=2.1，基本额定载荷Cr=31.5kN，C0r=46kN。 Ⅲ轴的受力简图如下： ZFt1Fr2MFr3Ft2Fr1YFt3XABCD 其中B、D处为轴承，现规定B处为轴承Ⅰ，D处为轴承Ⅱ。 轴承寿命计算公式为： 106?C?Lh??? 60n?P??其中 当量动载荷P=fP(XFR=YFA)； 根据轴上的受力情况，FAⅠ=FAⅡ=0； 由Fr1?lBC=FRⅡ?lBD，得FRⅡ?由Fr1?lCD=FRⅠ?lBD，得FRⅠ?轴承内部轴向力 Fr1?lBC814.45?123.5??584.79(N)； lBD172Fr1?lCD814.45?123.5??2073.91(N)； lBD48.5- 24 - 机械设计课程设计计算说明书-滚动轴承的选择和计算
计算过程 FS2?FS1?FRⅡ584.79??139.24(N) 2Y2?2.1FRⅠ2073.91??493.79(N) 2Y2?2.1计算结果 FS2=139.24 (N) FS1=493.79 (N) 因轴上无轴向载荷，故FAⅠ= FS1=493.79 (N)，FAⅡ=FSⅡ=139.24 (N)； FAⅠ493.79??0.24?e，查表得X=1，Y=0； FRⅠ2073.91 FAⅡ139.24??0.24?e，查表得X=1，Y=0； FRⅡ584.79 根据工作状况取动载荷系数fP=1.5； 所以 PⅠ=1.5×2073.91=3110.87 (N)， PⅡ=1.5×584.79=877.185 (N)； 因为PⅠ>PⅡ，所以仅校核轴承Ⅰ即可； 滚子轴承寿命系数ε=10/3； 那么 106?C?106?31500?LhⅡ???????60n?P?60?169.81?3110.87??10/3?220452(h) PⅠ=3110.87 (N) PⅡ=877.185 (N) LhⅡ=220452 (h) 即可在给定条件下工作超过10年，满足寿命要求。 - 25 - 机械设计课程设计计算说明书-连接的选择和计算
七. 连接的选择和计算
计算过程 设计各轴与齿轮、联轴器的连接均采用A型平键连接，在轴的设计中已初步确定各键尺寸，现对所设计的键进行强度校核。 计算结果 7.1 高速轴（Ⅰ轴）上键的校核计算 Ⅰ轴上与联轴器连接键的尺寸为b×h×L=10×8×45mm，与锥齿轮连 接键的尺寸为b×h×L=10×8×40mm。 平键连接挤压强度条件计算公式为： 2T4T ?p?????p???dkldhl 其中： 传递的转矩T=27.32 (N·m); 两侧轴的直径均为d=32mm； A型平键l1=L1-b=45-10=35mm，l2=L2-b=40-10=30mm； 许用挤压应力取[ζp]=110 (MPa)； 那么 34T4?27.32?10ζp1=12.20 (MPa) ?p1???12.20(MPa)???p???dhl32?8?35 34T4?27.32?10ζp2=14.23 (MPa) ?p2???14.23(MPa)???p???dhl32?8?30 所以Ⅰ轴上键连接可靠，强度足够。 7.2 高速轴（Ⅱ轴）上键的校核计算 Ⅱ轴上与圆锥齿轮和圆柱齿轮连接键的尺寸均为 b×h×L=10×8×40mm。 平键连接挤压强度条件计算公式为： 2T4T ?p?????p? ??dkldhl 其中： 传递的转矩T=54.97 (N·m); 两侧轴的直径均为d=34mm； A型平键l=L-b=40-10=30mm； 许用挤压应力取[ζp]=110 (MPa)； 那么 34T4?54.97?10ζp=26.95 (MPa) ?p???26.95(MPa)???p???dhl34?8?30所以Ⅱ轴上键连接可靠，强度足够。 7.3 高速轴（Ⅲ轴）上键的校核计算 Ⅲ轴上与圆柱齿轮连接键的尺寸为b×h×L=14×9×40mm，与联轴器连接键的尺寸为b×h×L=10×8×45mm。 平键连接挤压强度条件计算公式为： - 26 - 机械设计课程设计计算说明书-连接的选择和计算
计算过程 ?p?2T4T????p? dkldhl??计算结果 ζp1=71.20 (MPa) ζp2=86.31 (MPa) 其中： 传递的转矩T=211.46 (N·m); 两侧轴的直径均为d1=44mm，d2=35mm； A型平键l1=L-b=40-10=30mm，l2=L2-b=45-10=35mm； 许用挤压应力取[ζp]=110 (MPa)； 那么 4T4?211.46?103?p1???71.20(MPa)????p?? dhl44?9?30?p24T4?211.46?103???86.31(MPa)????p?? dhl35?8?35所以Ⅲ轴上键连接可靠，强度足够。 - 27 - 机械设计课程设计计算说明书-联轴器的选择
八. 联轴器的选择
根据机器的使用要求及所传递扭矩的大小、轴速和轴径，电动机与输入轴的连接、输出轴与滚筒的连接均选用LT6型弹性套柱销联轴器，现将该联轴器的基本参数列于下：
型号 LT6 公称转矩Tn(N·m) 250 许用转速[n](r/min) 3800 质量(kg) 9.75 转动惯量(kg·m2) 0.028 与输入轴连接半联轴器孔径d=32mm，半联轴器长度L=55mm；
与输出轴连接半联轴器孔径d=35mm，半联轴器长度L=55mm；
九. 润滑方式、润滑油牌号及密封装置的选择
齿轮采用浸油润滑，大圆锥齿轮圆周速度v1=5.18m/s，则运动粘度荐用值为100，据此选择L-CKB100型工业闭式齿轮油(GB 5903-1995)，圆锥齿轮浸入油的深度约一个齿高，三分之一齿轮半径，利用齿轮飞溅的油润滑轴承，并通过油槽润滑其他轴上的轴承，轴承处使用毡圈油封及O型圈进行密封，以防止外界灰尘、水分等进入轴承，并阻止润滑油流失。
十. 参考文献
[1] 杨现卿，薛铜龙. 机械设计基础. 北京：中国电力出版社.
[2] 任济生，唐道武，马克新. 机械设计课程设计. 徐州：中国矿业大学出版社，2008. [3] 郭仁生，魏宣燕. 机械设计基础. 2版. 北京：清华大学出版社，2005.
[4] 孙训方，方孝淑，关来泰. 材料力学. 5版. 北京：高等教育出版社，2009. [5] 成大先. 机械设计手册. 5版. 北京：化学工业出版社，2008.
[7] 白聿钦，候守明，莫亚林. 工程图学. 北京：中国电力出版社，2007.
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