普通带式输送机的设计毕业设计.doc

毕业设计（论文）普通带式输送机的设计General design of belt conveyor班级 机械101 学生姓名 学号 100041139 指导教师 职称 讲师 导师单位 机电工程技术学院 论文提交日期 2012.11.20 徐州工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书课题名称 普通带式输送机的设计 课题性质 机械类 班 级 机械101 学生姓名 杨再满 学 号 100041139 指导教师 戴青 导师职称 讲师 一选题意义及背景带式输送机是以胶带、钢带、钢纤维带、塑料带作为传送物料和牵引工作的输送机械，是输送能力最大的连续输送机械之一。其结构简单、运行平稳、运转可靠、能耗低、对环境污染小、便于集中控制和实现自动化、管理维护方便，在连续装载条件下可实现连续运输。它是运输成件货物与散状物料的理想工具，因此被广泛用于电力、冶金、煤炭、化工、矿山、港口等各行业。本课题的研究意义与目的在于，选择带式输送机这种通用机械的设计作为毕业设计的选题，能培养我们独立解决问题的能力，通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业知识的一次综合运用，也使我们的设计、计算、绘图能力都得到了全面的训练。二毕业设计（论文）主要内容：1.前期准备相关资料2.毕业论文的撰写3.修改及定稿三计划进度：第6周 1.熟悉带式输送机的整体结构，选择机型。 制订计划：选择数据，进行数据分析。第8 周11周 2.具体设计第12周13周 3.设计带式输送机装配图第14周 4.毕业答辩四毕业设计（论文）结束应提交的材料：1、带式输送机装配总图一张2、带式输送机设计论文一份 指导教师： 教研室主任 年 月 日 年 月 日论文真实性承诺及指导教师声明学生论文真实性承诺本人郑重声明：所提交的作品是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。如被发现论文中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担本声明的法律责任和一切后果。毕业生签名： 日 期： 指导教师关于学生论文真实性审核的声明本人郑重声明：已经对学生论文所涉及的内容进行严格审核，确定其内容均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为。指导老师签名： 日 期： 目录摘要IABSTRACT:II第一章 总体设计11.1 机器的组成11.2 机械零件的设计准则1第二章 电机的选型3第三章 减速器的选型5第四章 联轴器的选型84.1 选择联轴器的类型84.2 类型的选择：84.3 载荷计算8第五章 传动设计115.1 齿轮选型115.2 齿轮传动的特点115.3 齿轮传动的设计准则115.4 齿轮材料的选择原则115.5.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数125.5.3 按齿根弯曲强度设计145.5.4 几何尺寸计算155.5.5 验算155.5.6齿轮零件图见图5.1155.5.7 换向齿轮的设计16第六章 轴的设计176.1 传动轴设计176.1.1 轴的设计176.1.2 轴的设计计算176.2 换向轴设计23第七章 滚动轴承的设计247.1 滚动轴承选择类型247.2 滚动轴承的确定24第八章 键的设计258.1 联轴器上的键258.2 齿轮上的键258.3 主动辊上的键25第九章 辊筒的设计26第十章 机座的设计2710.1机座的材料2710.2 机座设计27参考文献:28致 谢29摘要本次毕业设计是关于普通带式输送机的设计。首先分析了带式输送机的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的输送几个主要零部件进行了校核。目前，胶带输送机正朝着长距离，高速度，低摩擦的方向发展。在胶带输送机的设计、制造以及应用方面，目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距，国内在设计制造带式输送机过程中存在着很多不足。 本次带式输送机设计代表了设计的一般过程，对今后的设计选型工作有一定的参考价值。关键词：带式输送机；辊筒；选型设计ABSTRACT:This graduation project is about the general design of the belt conveyor. The belt conveyor is briefly outlined; then analysis of the belt conveyor type selection and calculation methods; and then according to these design criteria and the calculation and selection methods according to the given parameters selection of design; then the chosen delivery of some main parts are checked. At present, belt conveyor is moving in a long distance, high speed, low friction direction. In belt conveyor design, manufacture and application, at present our country compared with foreign advanced level still has bigger difference, in the domestic design and manufacture of belt conveyor process exists many deficiencies. The belt conveyor design represents the general design process, the future design work has a certain reference value.Key words: belt conveyor; roller; design;II第一章 总体设计1.1 机器的组成一般来说，机器由原动部分、工作（执行）部分、传动部分、控制系统及一些辅助装置等组成。1） 原动机 是驱动整个机器以完成预定功能的动力源。它把其它形式的能量转换为机械能。原动机的动力输出绝大多数呈旋转运动的状态，输出一定的转矩。2） 执行部分 是用来完成机器预定功能的组成部分。一部机器可以只有一个执行部分，也可以把机器的功能分解成好几个执行部分。 3） 传动装置 用来连接原动机部分和执行部分，它将原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需的运动形式、运动及动力参数。机器的传动部分大多数采用机械传动系统，有时也采用液压或电力传动系统。机械传动系统是绝大多数机器不可缺少的重要组成部分。1.2 机械零件的设计准则机械零件的设计具有众多的约束条件，设计准则就是设计所应该满足的约束条件。1） 技术性能准则技术性能包括产品功能、制造和运行状况在内的一切性能，既指静态性能，也指动态性能。例如，产品所能传递的功率、效率、使用寿命、强度、刚度、抗摩擦、磨损性能、振动稳定性、热特性等。技术性能准则是指相关的技术性能必须达到规定的要求。2） 标准化准则与机械产品设计有关的主要标准大致有：概念标准化：设计过程中所涉及的名词术语、符号、计量单位等应符合标准；实物形态标准化：零部件、原材料、设备及能源等的结构形式、尺寸、性能等，都应按统一的规定选用。方法标准化：操作方法、测量方法、试验方法等都应按相应规定实施。标准化准则就是在设计的全过程中的所有行为，都要满足上述标准化的要求。现已发布的与机械零件设计有关的标准，从运用范围上来讲，可以分为国家标准、行业标准和企业标准三个等级。从使用强制性来说，可分为必须执行的和推荐使用的两种。3) 可靠性准则可靠性：产品或零部件在规定的使用条件下，在预期的寿命内能完成规定功能的概率。可靠性准则就是指所设计的产品、部件或零件应能满足规定的可靠性要求。4） 安全性准则机器的安全性包括：零件安全性：指在规定外载荷和规定时间内零件不发生如断裂、过度变形、过度磨损和不丧失稳定性等等。 整机安全性：指机器保证在规定条件下不出故障，能正常实现总功能的要求。 工作安全性：指对操作人员的保护，保证人身安全和身心健康等等。 环境安全性：指对机器周围的环境和人不造成污染和危害。第二章 电机的选型根据电机的实际使用工况，我们可以在同一个机座号内把电机的功率做得更大，也可以在使用同一台变频器的基础上将电机的输出转矩提得更高，以满足在各种工况条件下将电机的设计制造在最佳状态。由于变频调速电机的基频可调性设计，我们也可以制造出各种高速电机，在高速运行时保持恒转矩的特性，在一定程度上替代了原来的中频电机，而且价格低廉。任务要求：电机的类型：1.1KW变频调速电机、电机转数1400rpm。按工作要求和条件，选用上海众华特种电机有限公司YVP系列变频调速交流电机，封闭式结构，电压380V，Y型。使用条件: 海拔高度<1000米环境温度<40摄氏度相对湿度<90% ；技术性能: 电机为连续工作制，电机额定电压为380V，电机基准频率为50Hz，电机绝缘等级为F级；根据容量和转速，查机械零件设计手册第3卷下册表29-90，查出有二种使用的电动机型号，因此有二种方案，如表1.1：表1.1 电动机型号及各参数电 机型 号额 定功 率KW同 步转 速rpm满 载 时额定转距N·m电机重量kg转速rpm电 流A（380V）效率%功率因数Y90S-41.1150014006.5780.782.222Y90L-41.5150014006.5790.792.227综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格，可见第一个方案比较合适。因此选定电动机的型号为YVP90S-4。电动机的主要外形和安装尺寸见图1.1和表1.2：图1.1 电动机及其尺寸表1.2 电动机的外形及安装尺寸机座号安 装 尺 寸外 型 尺 寸DEFGMNPRSTACHFL90S245082016513020004-123.5195250369第三章 减速器的选型减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要，在某些场合也用来增速，称为增速器。减速器的种类很多，按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星减速器以及它们互相组合起来的减速器；按照传动的级数可分为单级和多级减速器；按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥圆柱齿轮减速器；按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速器。减速器广泛适用于冶金、矿山、起重、运输、石油、化工、纺织、印染、商业食品、环保、轻工机械等设备配套使用.由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速n，可得到传动装置总传动比为： 根据任务给定数据，工作机的主动轴线速度为812m/min，工作辊的直径为240mm因此主动轴的转速为： 因此主动轴的转速为10.615.9r/min.确定总传动比：电动机满载时的转速为1400r/min，主动轴的转速为10.615.9r/min，得： 因此总传动比为ia=88132。按工作条件和传动比，选用摆线针轮式减速器。摆线针轮式减速器主要特点：传动比大，结构紧凑，体积小、噪声低、运行稳定。广泛适用于工矿企业、冶金、矿山、建筑、起重、纺织、染整、医学卫生、商业食品等设备配套使用。确定减速器的型号：选择减速器时,首先满足传动比的要求,然后按输入轴的计算功率PC1(或输出轴的计算转矩T),确定机型号。即 或 式中  PC1计算输入功率(kW)； P1输入功率(kW)；KA工况系数； n1指定的输入转速(r/min)；减速器实际入轴的转速(r/min)；PP1在指定转速n1时,许用输入功率(kW)；TC计算输出转矩(N·m)；T名义输出转矩(N·m)；TP2在指定转速时,减速器许用输出转矩TP2(N·m)。计算得：P1=P0.78=1.10.78=0.858KW查机械零件设计手册第3卷上册表18-182，得： KA=1.2由于 =1500r/min, =1400r/minPC1=1.05KW<1.1KW根据以上条件，选用浙江永嘉微型减速器厂的X系列摆线减速器。X系列摆线减速器的特点：减速比大，效率高。本系列减速器单级比分别有9-87，双级减速比分别有121-1849，若采用三级减速，其减速比更大，机械效率达80以上。由于采用行星传动结构，输入轴与输出轴在同一轴心线上，故体积小，重量轻。由于采用滚动轴承支承，主要零件采用高碳滚铬钢（Gcr15)并经热处理淬火，硬度达HRC58-62.所以经久耐用、使用可靠、寿命长。本系列减速器具有普通减速器的一切特点外，由于采用润滑脂润滑，不易漏油，同时实现了根据用户需要，可在任何角度，任何方向安装使用。本系列减速适用于，食品机械、印刷机械、纺织机械、橡塑机械、制药机械、陶瓷机械及各种工业生产流水线的减速装置与传动装置。确定机型号为：XWE-Y1.1-52-121。表示X系列摆线减速器,安装形式为卧式,双级减速,电机功率为1.1KW,减速比为1:121。外形及安装尺寸见图3.1和表3.1.图3.1 减速器及其尺寸表3.1 减速器的外形及安装尺寸机型号中心高安 装 尺 寸输 出 轴输 入 轴H0A1A0B0d0d1b1c1e1d2b2c2e2l252150951452901645K61448.57415js65172555外 型 尺 寸AhBHB1L11952233027565318第四章 联轴器的选型4.1 选择联轴器的类型根据传递载荷的大小，轴转速的高低，被联接两部件的安装精度等，参考各类联轴器特性，选择一种合用的联轴器类型。具体选择时可考虑以下几点： 1）所需传递的转矩大小和性质以及对缓冲减振功能的要求。2）联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小、对于高速传动轴，应选用平衡精度高的联轴器。3）两轴相对位移的大小和方向。当安装调整后，难以保持两轮冲格精钢对中，或工作过程中两轮将产生较大的附加相对位移时，应选用挠性联轴器、例如当径向位移较大时，可选滑块联轴器；角应力较大或相交两轴的联接可选用万向联油器等。4）联轴器的可靠性和工作环境。通常由金属元件制成的不需润滑的联轴器比较可靠；需要润滑的联轴器，其性能易受润滑完善程度的影响；且可能污染环境。含有橡胶等非金属元件的联轴器对温度、腐蚀性介质及强光等比较敏感。 5）联轴器的制造、安装、维护和成本。在满足使用性能的前提下应选用装拆方便、维护简单、成本低的联轴器。例如刚性联轴器不但结构简单，而且装拆方便，可用于低速、刚性大的传动轴。一般的非金属弹性元件联轴器（例如弹性会柱销联轴器、弹性柱销联轮器、梅花形弹性联轴器等），由于具有良好的综合性能，广泛适用于一般的中、小功率传动。4.2 类型的选择：为了隔离振动和冲击，选择弹性柱销联轴器。这种联轴器与弹性套柱销联轴器很相似，但传递转矩的能力很大，结构更为简单，安装、制造方便，耐久性好，也有一定的缓冲和吸振能力，允许被联接两轮有一定的轴向位移以及少量的径向位移和角位移，适用于轴向窜动较大、正反转变化较多和起动频繁的场合。4.3 载荷计算公称转距 T1=9550P/N=95501.1/1400=7.50 N·mT2= T1i=7.50121=907.93 N·m表4.1 工作情况系数工作机KA原 动 机分类工 作 情 况 及 举 例电动机、汽轮机四缸和四缸以上、内燃机双缸内燃机单缸内燃机转距变化很小，如发电机、小型通风机、小型离心泵 1.31.582.2转距变化小，如透平压缩机、木工机床、运输机 1.51.72.02.4转距变化中等，如搅拌机、增压泵、有飞轮的压缩机、冲床 1.71.92.22.6转距变化和冲击载荷中等，如织布机、水泥搅拌机、拖拉机1.92.12.42.8转距变化和冲击载荷大，如造纸机，挖掘机、起重机、碎石机 2.32.52.83.2转矩变化大并有极强烈冲击载荷，如压延机、无飞轮的活塞泵、重型初轧机3.13.33.64.0由表4.1中查得KA=1.3，故由式中Tca=KAT得，计算转矩为： Tca=KAT2=1.3907.93=1180.31N·m从GB4323-84中查得HL4型弹性柱销联轴器的许用转矩为1250 N·m，许用最大转速为2800r/min,轴径为4063mm之间，故合用。其各参数见表4.2。表4.2 HL4型弹性柱销联轴器的图形及尺寸型号额定转矩 Tn(N.m)许用转速（铁）nr/min轴孔直径d1 d2DLS重量HL41250280040; 45;19590322图4.1 联轴器及其尺寸第五章 传动设计5.1 齿轮选型根据传动方案及该设备的工作特点（该设备对齿轮传动平稳性没有特殊要求），故选用轮辐式直齿圆柱齿轮传动。5.2 齿轮传动的特点1） 效率高  在常用的机械传动中，以齿轮传动效率为最高，闭式传动效率为96%99%，这对大功率传动有很大的经济意义2） 结构紧凑  比带、链传动所需的空间尺寸小。3） 工作可靠、寿命长  设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动，工作十分可靠，寿命可长达一二十年，这也是其它机械传动所不能比拟的。4） 传动比稳定   传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。齿轮传动获得广泛应用，正是由于其具有这一特点。5.3 齿轮传动的设计准则针对齿轮五种失效形式，应分别确立相应的设计准则。但是对于齿面磨损、塑性变形等，由于尚未建立起广为工程实际使用而且行之有效的计算方法及设计数据，所以目前设计齿轮传动时，通常只按保证齿根弯曲疲劳强度及保证齿面接触疲劳强度两准则进行计算。1） 闭式齿轮传动 在闭式齿轮传动中，通常以保证齿面接触疲劳强度为主。但对于齿面硬度很高、齿芯强度又低的齿轮或材质较脆的齿轮，通常则以保证齿根弯曲疲劳强度为主。如果两齿轮均为硬齿面且齿面硬度一样高时，则视具体情况而定。功率较大的传动，例如输入功率超过75kW的闭式齿轮传动，发热量大，易于导致润滑不良及轮齿胶合损伤等，为了控制温升，还应作散热能力计算。2） 开式齿轮传动 开式齿轮传动，按理应根据保证齿面抗磨损及齿根抗折断能力两准则进行计算，但如前所述，对齿面抗磨损能力的计算方法迄今尚不够完善，故对开式齿轮传动，目前仅以保证齿根弯曲疲劳强度作为设计准则。为了延长开式齿轮传动的寿命，可视具体需要而将所求得的模数适当增大。 对于齿轮的轮圈、轮辐、轮毂等部位的尺寸，通常仅作结构设计，不进行强度计算。5.4 齿轮材料的选择原则1）齿轮材料必须满足工作条件的要求。2）应考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成型方法及热处理和制造工艺。3）正火碳钢，不论毛坯的制作方法如何，只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮，不能承受大的冲击载荷。 4）合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮。金属制的软齿面齿轮，配对两轮齿面的硬度差应保持为3050HBS或更多。5.5 轮辐式直齿圆柱齿轮传动设计5.5.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）依据传动方案，选用轮辐式直齿圆柱齿轮传动。2）考虑此减速器的传动比大，且主、被动辊的转速必须一致，故两齿轮传动比为1，齿数比为u=1，而且都选用硬齿面。由机械设计第七版第10章表101选得齿轮的材料均为40Cr，并经调质及表面淬火，齿面硬度为4855HRC。3）选取精度等级。因采用表面淬火，轮齿的变形不大，不需要磨削，故初选7级精度。4）选齿轮齿数z62。5.5.2 按齿面接触强度设计试算: 1). 确定公式内的各计算数值：（1） 试选载荷系数Kt1.3；（2） 计算齿轮传递的转矩: （3） 由机械设计表107选取齿宽系数d=0.9；（4） 由表106查得材料的弹性影响系数ZE=189.8；（5） 由图1021e按齿面硬度中间值52HRC查得大、小齿轮得接触疲劳强度极限Hlim1Hlim21170MPa；（6） 计算应力循环次数： ：为转速，单位r/min：齿轮转过一圈应力变化次数：时间，单位小时（7） 由图10-19查得接触疲劳寿命系数0.88；（8） 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1，安全系数S1，得 2). 计算(1) 试算齿轮分度圆直径d1t，代入中较小的值 (2) 计算圆周速度v (3) 计算齿宽b由于选用轮辐式直齿圆柱齿轮传动，取齿宽b=30mm(4) 计算齿宽与齿高之比b/h 模数 齿高 (5) 计算载荷系数根据v0.204m/s，7级精度，由图10-8查得动载系数；假设Ft/b100N/mm，由表103查得齿间载荷分配系数KH=KF=1.1由表102查得使用系数；由表104查得接触强度计算用齿向载荷分布系数；由图1013查得弯曲疲劳强度计算用齿向载荷分布系数1.17；（由b/h8.837，1.43）故载荷系数（6） 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，得（7） 计算模数m 5.5.3 按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为1). 确定公式内的各计算数值(1) 由图10-20D查得齿轮的弯曲疲劳强度极限FE1FE2680MPa；(2) 由图1018查得弯曲疲劳寿命系数1=2=0.85；(3) 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S1.4，得 (4) 计算载荷系数K (5) 查取齿形系数由表10-5查得齿形系数YFa1=Y Fa2=2.272(6) 查取应力校正系数由表10-5查得应力校正系数 YSa1=YSa2=1.734(7) 计算齿轮的2). 设计计算 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m略大于由齿根疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得,得模数m4mm，按接触强度算得的分度圆直径取d1248mm，由 取Z=62这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。5.5.4 几何尺寸计算分度圆直径：d=mZ1=(4×62)mm=248mm齿顶圆直径：da=m(z+2)mm=(4×64)mm=256mm齿根圆直径：df=m(z-2.5) =(4×59.5)mm=238mm齿轮宽度为b=305.5.5 验算 ，合适。5.5.6齿轮零件图见图5.1图5.1 齿轮零件图5.5.7 换向齿轮的设计（1）齿数 取Z3=30 因为两齿轮相互啮合，所以m=m=4（2）中心距 标准中心距 a=（Z1+Z3）=×（62+30）mm=184mm（3）其他主要尺寸。分度圆直径：d=mZ3=(4×30)mm=120mm齿顶圆直径：da=m(Z3+2)mm=(4×32)mm=128mm齿根圆直径：df=m(Z3-2.5) =(4×27.5)mm=110mm齿轮宽度为b=30（4）换向齿轮的结构图大体与主动齿轮相同。 第六章 轴的设计6.1 传动轴设计6.1.1 轴的设计1） 轴的结构设计根据轴的功能要求，确定轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方案，合理地确定轴的形状和尺寸。轴的结构设计不合理，会影响轴的工作能力和轴上零件的工作可靠性，还会增加轴的制造成本和轴上零件的装配困难。2） 轴的工作能力计算 （1）轴的强度计算  以防止轴的断裂和塑性变形。 （2）轴的刚度计算  以防止轴过大的弹性变形（对刚度要求高的轴，如机床主轴，工作时不允许有过大 的变形，则应按刚度条件来设计轴的尺寸）。（3） 轴的材料轴的材料种类很多，选择时主要应考虑如下因素：轴的强度及耐磨性要求；轴的热处理方法及机械加工工艺性的要求；轴的材料来源和经济性等。轴的常用材料是碳钢和合金钢。6.1.2 轴的设计计算1）传动轴上的功率,转矩 =907.93N·m2）作用在齿轮上的力因齿轮上的分度圆直径为 而 圆周力Ft，径向力Fr的如图6.1： 图 6.1 圆周力和径向力3） 初步确定轴的最小直径 先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45号钢，调质处理。表6.1 轴常用几种材料的和A值由表6.1取A0=112， 于是得 传动轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径d。为了使所选的轴直径d与联轴器的孔径相适应。因为选用HL4型弹性柱销联轴器，其公称转矩为1250000N·mm。联轴器的孔径4063mm；故取=45mm；联轴器长度L112mm,联轴器与轴配合的毂孔长度L1=94mm。4） 轴的结构设计（1）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度A 为了满足半联轴器的轴向定位要求，-轴端右端需制出一轴肩，故取-段的直径 dII-III58mm。联轴器与轴配合的毂孔长度L1=94mm。B 取安装齿轮处的轴段-的直径d-=58mm；齿轮的左端与联轴器之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为55mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取L-=52mm。齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度h>0.07d，取h=3.5mm,。所以d-=65mm。C 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用。但主要是承受轴向力故选用深沟球轴承。参照工作要求并根据d- =65mm，由轴承产品目中初选GB/T276-94深沟球轴承60000型02系列中的深沟球轴承6213，其尺寸为，故dV-VI=65mm，而取LV-VI=45mm。左，右端滚动轴承采用套筒进行定位。由手册上查到6213型轴承的定位高度h=6mm，因此，取dIV-V=80mm。D 轴承端盖的总宽度为20mm（由减速器及轴承端盖的结构设计而定）。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离L=30mm，故取L-=90mm。E 根据设计要求，主动辊长度为320mm。，取主动辊距内壁之距离a=8mm。在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离s，取s=10mm。所以，LIV-V=330mm。至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。轴的尺寸见6.2图图6.2 轴的设计及其尺寸（2） 轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键联接。按dII-III由手册查得平键截面b×h=16×10(GB1096-79)，键槽用键槽铣刀加工，长为50mm(标准键长见 GB1096-79)，同时为了保证齿轮轮毂与轴的配合为H7/h6；主动辊与轴的联接，选用平键为22×14×320，主动辊与轴的配合为H7/h6；滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为k6。同样，半联轴器与轴的联接，选用平键为16×10×100，半联轴器与轴的配合为H7/k6。5） 求轴上的载荷首先根据轴的结构图，作出轴的计算简图。在确定轴承的支点位置时，应从手册中查取a值。对于6213型深沟球轴承。由手册中查得a=11.5mm。由于辊筒的质量比较小，重量与其受力相比可以忽略。根据轴的计算简图作出轴的弯矩、扭矩图和计算弯矩图。如图6.3：图6.3 轴的弯矩、扭矩图和计算弯矩图从轴的结构图和计算弯矩图中可以看出截面C 处的计算弯矩最大，是轴的危险截面。现将计算出的截面C处的MH、MV、M 的值列于表6.2中。注：在第9部分，计算得辊筒的质量为M=33.5kg，G=33.5×10=335N。表6.2 截面C处的MH、MV、M 的值载 荷垂直面V水平面H支反力F弯矩MMV=318601.52 N·mmMH=837144.8 N·mm总弯矩扭矩TT=907930N·mm6） 按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大计算弯矩的截面（即危险截面C）的强度。因通常由弯矩所产生的弯曲应力是对称循环的变应力，而扭矩所产生的扭转切应力则常常不是对称循环的变应力，故在求计算弯矩时，必须计及这种循环特性差异的影响。即当扭转切应力为静应力时，取a0.3；扭转切应力为脉动循环变应力时，取a0.6；若扭转切应力亦为对称循环变应力时则取a1。 轴的计算应力 前已选定轴的材料为45号钢，由机械设计表15-1查得-1=60MPa。因此ca<-1，故安全。7） 精确校核轴的疲劳强度（1）判断危险截面截面A,B只受扭矩作用，虽然键槽、轴肩及过渡配合所引起的应力集中均将削弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕地确定的，所以截面A,B均无需校核。从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面和处过盈配合引起的应力集中最严重；从受载的情况来看，截面C上Mca最大。截面的应力集中的影响和截面的相近，但截面不受扭矩作用，同时轴径也较大，故不必作强度校核。截面C上虽然M最大，但应力集中不大（过盈配合及键槽引起的应力集中均在两端），而且这里轴的直径最大，故截面C也不必校核。截面和显然更不必校核。键槽的应力集中系数比过盈配合的小，因而该轴只需校核截面左右两侧即可。（2） 截面左侧抗弯截面系数抗扭截面系数弯矩M及弯曲应力为 截面上的弯曲应力 扭矩T3及扭转切应力为T3=907930 N·mm轴的材料为45号钢，调质处理，由表15-1查得B=640MPa，-1275MPa，-1=155MPa。截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按手册查取。因，经插值后可查得： ， 又由手册可得轴的材料的敏性系数为：， 故有效应力集中系数为由手册得尺寸系数；扭转尺寸系数。轴按磨削加工，由手册得表面质量系数为 轴未经表面强化处理，即，则按手册得综合系数为又由手册得材料特性系数