k??1?q?(???1)?1?0.85?(1.32?1)?1.27 轴按磨削加工，查参考文献[2]附图3-4得表面质量系数： 查参考文献[2]附图3-2的尺寸系数???0.76，扭转尺寸系数 ???0.87 ?b????0.92 轴未经过表面强化处理，即?q?1，按参考文献[2]得综合系数为： 查参考文献[2]附图3-2的尺寸系数???0.76，扭转尺寸系数 ???0.87 轴按磨削加工，查参考文献[2]附图3-4得表面质量系数： k??k?/???1/???1?1.76/0.76?1/0.92?1?2.40 k??k?/???1/???1?1.27/0.87?1/0.92?1?1.55 再根据参考文献[2]查碳钢特性系数： ???0.05~0.1,取???0.05。 ???0.1~0.2,取???0.1； 于是计算安全系数Sca值，按参考文献[2]得： S????1275??29.31 k??a????m2.40?3.91?0.1?0S??29.31 因为认为不受轴向力，故取?m?0MPa，又?a=?m=?T/2 ??1155S????21.51 k??a????m1.55?9.006/2?0.05?9.006/2Sca?S?S?2S??S?2S??21.51 ?29.31?21.5129.312?21.512?17.86?S?1.5 Sca?17.86 所以安全。 （3）截面Ⅳ—Ⅴ右侧 查参考文献[2]表15-4有： 抗弯截面系数：W=0.1dv3=0.13443=8518.4mm3 抗扭截面系数：WT=0.2dv3=0.23443=17036.8mm3 截面Ⅳ—Ⅴ左侧弯矩：M=?MB1?lAB?18.7538248.88?54.25?18.75??25029.22N lAB54.25截面Ⅳ—Ⅴ上的扭矩：T2?115280N?mm M25029.22??2.938MPa 截面上的弯曲应力：?b?W8518.4截面上的扭转切应力：?T? 计算与说明
?b?2.938MPa ?T?6.767MPa 主要结果 31
T2115280??6.767MPa WT17036.8 k?/??=0.8k?/??，于是得k?/??=3.06；k?/??=0.833.06=2.45 轴按磨削加工，由参考文献[2]附图3-4得表面质量系数??=??=0.92， 则综合系数为： k??k?/???1/???1?3.06?1/0.92?1?2.40 k??k?/???1/???1?2.45?1/0.92?1?1.55 于是计算安全系数Sca值，按参考文献[2]得： 过盈配合处的k?/??按参考文献[2]附表3-8用插值法求出，并取S????1275??29.71 k??a????m3.15?2.938?0.1?0S??29.71 因为认为不受轴向力，故取?m?0MPa，又?a=?m=?T/2 S????1155??17.69 k??a????m2.54?6.767/2?0.05?6.767/2S?S?S??S?22S??17.69 Sca??29.71?17.6929.71?17.6922?15.2?S?1.5 Sca?15.2 本题因为无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性，故可以略去静 强度校核。 可见低速轴也完全符合要求。 8轴承的选择与校核 （1）根据前面设计，选取左右轴承都为深沟球轴承6208，查本设计任 务书表8得：基本额定动载荷Cr=29.5N, 查参考文献[2]表13-6得轻微 fp=1.1 冲击时的载荷系数fp的范围是1.0~1.2，取fp=1.1。 （2）轴上受力分析 前面已经求得以下数据： 轴上传递的扭矩：T2?115280N?mm 齿轮圆周力：Ft?1325.057N 齿轮径向力：Fr?482.281N 可见轴在截面Ⅳ—Ⅴ左侧强度也足够。 轴上的垂直支撑反力：FNV2?FNV1?241.141N 轴上的垂直支撑反力：FNH1?FNH2?662.529N FNV1?241.141N 计算合力：Fr2?Fr1?FNH12?FNV12?662.5292?241.1412?705.05N Fr?705.05N 1（3）计算当量动载荷 Fr?705.05N ①求比值 计算与说明
2FNV2?241.141N 主要结果 32
轴承1：因为选用的直齿齿轮轴不受轴向力，所以Fa1= Fa2=0,故比值Fa/Fr =0,则查参考文献[2]表13-5得深沟球轴承的最小半段系数e值为0.22，可见比值:Fa/Fr＜e ②计算当量动载荷P 查参考文献[2]表13-5得：径向动载荷系数X=1; 轴向动载荷系数Y=0。 根据参考文献[2]P?fp(X?Fr?Y?Fa)得 P2?PFr1?Y?Fa1)=1.13（13705.05+0） =775.56N; 1?fp(X?③由条件知道工作时间为10年，且每天三班制工作，则大概总的各种时间为 1hP1?775.56N P2?775.56N Lh1?87600h L?3?8?365?10?87600h ④根据参考文献[2]，求轴承应该有的基本额定动载荷值： ?360nL1h60?158.89?87600C?P?775.56??7303.53N 661010 则按照参考文献[1] 表13-2，较充裕地选择C=29500的深沟球轴承 6208。 ⑤验算轴承6208轴承的寿命，根据参考文献[2]得 106C?106295003Lh?5773508.574hLh?()??()?5773508.574h 60n2P60?158.89775.561 1可见Lh>Lh,所以轴承6208合格。 9 键的选择和校核 （1）轴段Ⅳ上的键 ①根据前面分析，选用圆头A型普通平键，根据其所在轴段Ⅳ的直径 查参考文献[1] 表12-11选用键12336 GB1096-2003,其中 dⅣ=44mm， b3h=1238 ②键连接的强度校核 根据工作件查参考文献[2]表6-2的强度校核公式，按轻微冲击设计选 取静连接时需用挤压应力??P??100~120MPa，对于键12336 GB1096-2003有： 键与轮毂的接触高度：k?0.4h?0.4?8?3.2mm 键的工作长度：l?L?b?36?12?24mm 计算与说明 主要结果
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键的挤压应力： ?P?2T2/dⅣlk?(2?115820)/(44?24?3.2)MPa?68.23MPa 可见?P
总结与心得
机械设计课程设计是我所花费时间与精力最多的课程设计，老师对我们要求比较严格，在严格的操练之下，我收获很大。此时，我由衷地要对我们的指导老师说声谢谢，是邱老师在百忙之中挤出宝贵的时间辅导我们，为我们纠错指正，邱老师您辛苦了！
机械设计课程设计历时2周，内容涉及大学以来所有与专业课程相关的知识。它是一种很好的把理论与实际结合起来的训练。理论与实际的脱节是我们以前不甚注意的，然而这次的经历令我为此付出了沉重的代价。许多自己认为可行的设计，经过查阅相关手册，通过详细计算，我才发现很多东西都不可以用，不得不修改。可是改则“牵一发而动全身”，设计内容之间环环相扣，修改起来非常麻烦。但经过努力还是搞定了。画图也是一样，所有尺寸与结构都有着联系，并且它的数据来自设计说明书，所以还要不时查阅说明书，保证准确性和一致性。
设计与绘图结束并不意味着大功告成，修改也是一个不小的问题。设计说明书要按照规定的格式，图纸也有严格的要求。经过检查才发现原来的得意之作原来存在很多问题。修改起来很不方便。这个阶段也是邱老师最劳累的时候，他很认真，超级负责地检查每一位同学的设计，同时还要忙其他的工作，非常劳累。因此我觉得老师比我们更辛苦，真的谢谢您。
不管怎样，经过无数次的设计与修改，我终于完成了这个工程浩大的课程设计。通过这次设计我感慨很深。在巩固知识，全面了解机械基础知识的同时，我突然想到自己今后的工作将会是怎样。一个课程设计尚且如此，那一个真正的机械设计人员将要面对什么呢？机械行业是世界传统行业，多年的累积，机械方面已经包含了相当丰富的知识。所以我今后要学习更加努力，不仅熟练掌握Matlab和Auto CAD ,Word这些工具软件，还要更多更好地掌握专业知识。
我知道自己欠缺的知识还有很多，但今后我会不断努力，努力提高自己。最后，再次感谢邱老师的辛勤教导。
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参考文献
[1]金清肃.机械设计课程设计[M].武汉：华中科技大学出版社,2007.10 [2]濮良贵.纪名刚.机械设计(第八版)[M].北京：高等教育出版社，2006.5 [3]骆素君.等.机械设计课程设计简明手册.第一版[M].北京：化学工业出版社，2006
[4]徐学林.等.互换性与测量技术基础. 第一版[M].长沙：湖南大学出版社，2006 [5]郑文纬.吴克坚. 机械原理[M]. 北京:高等教育出版社，2006.12 [6]刘鸿文. 材料力学（第4版）[M]. 北京:高等教育出版社，2006.11 [7]赵大兴. 工程制图[M]. 北京:高等教育出版社，2004.7
[8]成大先. 机械设计图册(第2卷) [M]. 北京：化学工业出版社，2000.5
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