设计带式运输机中的齿轮传动高速轴的轴系部件。
1、已知条件。
电机功率pd=4kw，电动机满载转速nm=960r/min，工作机转速nw=90，i1=1.8，工作三年，每天三班，工作环境为室外有尘。
根据已知条件可得齿轮传动高速轴设计条件：
转速。功率。
转矩。轴上小齿轮：
齿数，模数，齿宽，分度圆直径，压力角，圆周力。
径向力。轴上大带轮：
轮毂宽。压轴力。
2、选择轴的材料。
因传递功率不大，且单向转动、无冲击，并为一般机械使用，所以选45钢，调制。
查表9-3得：、。
3、初算轴径。
查表9.4得c=118~106，故取c=112，则。
考虑到轴端各有一个键槽，轴径加大5%，则。
4、结构设计。
由轴的功能决定，该轴至少应具有带轮、齿轮的安装段，两个轴承的安装段以及两个轴承对外的密封段，共6段尺寸。
1）初选轴承。
由于没有轴向力的存在，且载荷、转速较低，考虑到经济因素选用深沟球轴承。
轴低速旋转，且两轴承间无传动件，所以采用脂润滑、毛毡垫密封。
由于轴承间无传动件，轴承跨距不可能很长，故采用两端固定。
2）轴的结构。
由以上轴承类型、润滑和密封方式以及固定方式得轴的结构草图为：
3）确定结构参数。
由最小直径得。
带轮、齿轮倒角为1.5mm，所以由。
得。所以取、
查轴承手册初选轴承6207，查得、、，所以取。
由经验公式得。
为加大跨距，取，并取。
由于箱体内无润滑油（无传动件），可取小值，；取箱体厚度为10mm，轴承盖凸缘厚为10mm；用m10螺栓连接上下箱体，查机械手册得扳手空间为26mm；用m8螺栓连接轴承盖和箱体，为使螺栓头不与齿轮和带轮相碰，且因箱内无传动件——即箱体几乎不拆卸，所以取k=8mm。综合以上可以得到。
有齿轮和带轮的宽度得。
5、强度校核。
由于该机械单向平稳轻载低速转动，故只校核动强度，不进行静强度和刚度校核，轴承也只进行寿命校核。
1）受力分析如上图。
2）确定危险截面。
从图中可以看出，共有三个危险截面，如下：
其中轴为车制，轴上圆角为1mm，齿轮带轮处使用平键连接。
所以查表.9得。
应力幅的等效系数为，
截面一：d7~d6截面，，，
截面二：d6~d5截面，，，
截面三：d5~d4截面，，，
3）计算应力。
由公式，得：
因机械单向转动，故将弯矩看作对称循环应力，将扭矩看作脉动应力，由公式：，
得：， 4）计算安全系数。
安全系数公式使用如下：
计算得：，
查表9.13得，显然轴满足强度要求。
6、轴承寿命校核。
初选轴承为6207，查机械手册得cr=25.5kn。
1）计算径向载荷。
由之前的受力分析知：
由于轴承为向心轴承，有：
对于6207轴承，为正常载荷，与轴承配合轴段应选用k5精度，应使用金刚石车或磨削加工。
为节约成本将轴承选为6407，验算后为轻负荷，此时与轴承配合轴段应选用j6精度，使用精车加工即可，轴承宽度的增加向内侧延伸，同时座孔处厚度作相应增加。基本不改变轴的受力，鉴于上一步中安全系数裕量很大这里将轴的强度校核省略。
2）计算额定寿命。
由于为一般机械，可信度取90%，有。
查表10.10有（按温度小于105度）
查表10.11有（按冲击很小）
对于球轴承寿命指数，所以有。
由于要求按3年3班工作，按每班工作8h，每年工作365天计算，寿命要求为。
所以寿命校核通过。
7、键槽设计。
查机械手册得：带轮端使用8*7*40a型平键，齿轮端使用8*7*25a型平键。使用45钢。
1）计算挤压应力。
因两处使用平键仅键长不同，所以只校核键长较短处。
查手册得。显然键的强度足够。
8、绘制轴系装配图。
设计说明书。
—轴系部件设计。
0940002班。
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