波浪發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

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1、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題目： 波浪發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 機(jī)械與控制工程學(xué)院 專業(yè)(方向)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 09-3班

2、 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 2013 年 5 月 20 日 目錄 摘要..........................................................................................................................................II 關(guān)鍵詞..................................................

3、...................................................................................II Abstract.................................................................................................................................II Keywords................................................................

4、..............................................................II 第一章 緒論........................................................................................................................1 1.1課題研究背景和意義........................................................................................

5、.........1 1.2波能發(fā)電的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展情況及成果.............................................................1 1.3設(shè)計(jì)和研究的內(nèi)容和重點(diǎn).........................................................................................2 第二章 整體設(shè)計(jì)技術(shù)方案...........................................................................

6、.............2 2.1引言.............................................................................................................................2 2.2整體方案論證.............................................................................................................2 2.3具體實(shí)施方案......

7、.......................................................................................................2 第三章 波浪發(fā)電機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).............................................................................4 3.1浮倉(cāng)的設(shè)計(jì).......................................................................................

8、..........................4 3.2棘輪與棘爪的設(shè)計(jì).....................................................................................................4 3.3彈簧的設(shè)計(jì).................................................................................................................5 3.4發(fā)電機(jī)的選擇........

9、.....................................................................................................6 3.5聯(lián)軸器的選擇.............................................................................................................7 3.6增速器的設(shè)計(jì)........................................................

10、.....................................................7 3.7帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì).............................................................................................................18 3.8整體框架的設(shè)計(jì)......................................................................................................

11、...20 第四章 關(guān)鍵機(jī)構(gòu)部件的受力分析與校核........................................................20 4.1各軸的設(shè)計(jì)、受力分析與校核..................................................................................20 4.2各鍵的校核...............................................................................................

12、...................33 4.3軸承壽命的校核..........................................................................................................34 總 結(jié)......................................................................................................................................35 致 謝......

13、................................................................................................................................35 參考文獻(xiàn).................................................................................................................................35 摘要 每個(gè)時(shí)代都有其主要能源，它們?yōu)槿藗兊纳a(chǎn)生

14、活提供源源不斷的能量，人類的發(fā)展離不開(kāi)能源。煤、石油、天燃?xì)馊竽茉匆恢币詠?lái)都是人類的主要能源，然而使用這些能源給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的破壞漸漸被人們所重視，同時(shí)這些不可再生資源的大量開(kāi)發(fā)利用也加劇了未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的能源危機(jī)。開(kāi)發(fā)新能源、清潔能源、可再生能源的呼聲越來(lái)越大，新能源的開(kāi)發(fā)迫不及待。波浪發(fā)電機(jī)構(gòu)利用的是波浪能，清潔可再生，波浪能源儲(chǔ)量巨大，據(jù)估計(jì)全世界可開(kāi)發(fā)利用的波浪能達(dá)20億KW，我國(guó)可利用平均功率0.23億KW，因此波浪發(fā)電機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)有很高的價(jià)值。 本設(shè)計(jì)采用震蕩浮子式采集波浪能，浮倉(cāng)用塑料PE制成，浮倉(cāng)上固定有一排可轉(zhuǎn)動(dòng)棘爪。兩個(gè)浮倉(cāng)兩個(gè)棘爪布置在棘輪兩邊，棘爪的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)

15、換成棘輪的單項(xiàng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，再通過(guò)聯(lián)軸器和增速器把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)到發(fā)電機(jī)上。發(fā)電裝置用支架固定在淺海，根據(jù)深度制造支承架，零件需要進(jìn)行防腐處理。 該方案是純粹的機(jī)械方式捕獲和傳動(dòng)波浪能，這樣波浪能的利用率比較高。根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算，波浪能利用率可達(dá)94%以上，比其他波浪發(fā)電高30%到60%。 關(guān)鍵詞：波浪發(fā)電、新能源、浮倉(cāng)、棘輪 Abstract Every era has its main energy,human's development can not be separated from energy because they are provide a steady stre

16、am of energy for people's production and living.Three energy,coal,oil and natural gas has always been the major source of energy of human,however,the use of these energy are damage to the ecological environment.So this situation has been growing attention by citizen .At the same time,a large num

17、ber of nonrenewable resources be used will contributed to the energy crisis of the future economic development.The calls of research new energy,clean energy,renewable energy becoming more and more higher,the development of new energy can not wait any more.Wave power institutions is use wave energy

18、,clean and renewable ,and huge wave energy reserves.It is estimated that it has 20KW wave energy can be use,only China has 0.23KW,so the research of wave power machine has a high value. This design is uses the shock float acquisition wave energy,the float made of plastic PE.A row of rotatable paw

19、l is fixed on the float.Two float and two pawl are arranged on both sides of the ratchet.The pawl's vertical reciprocating movement switch to individual rotational motion of the ratchet.And then the rotational movement spread through the coupling and growth generator. The electric power generati

20、on device in the shallow water via a bracket,according to the depth of water to manufactured the bracket,and all the parts required for corrosion resistance. This program is purely mechanical way to capture and transmission wave energy,by this way,the wave energy utilization is will be more highe

21、r.According to the design calculations,wave energy utilization up to 94%,30%-60% higher than other wave power . Keywords: wave power,new energy,float,ratchet III 第1章 緒論 1.1課題研究背景和意義 波浪發(fā)電的意義主要基于能源問(wèn)題的考慮。目前世界上主要的能源是石油、煤、天然氣等，這些都是不可再生資源，面臨著能源消耗量的越來(lái)越大和不可再生能源的越來(lái)越少，不久的將來(lái)這些資源都將枯竭，能源危機(jī)將不可避免。能源危機(jī)

22、還可能帶來(lái)經(jīng)濟(jì)危機(jī)，甚至引發(fā)戰(zhàn)爭(zhēng)。如1973-1974年的石油危機(jī)，使全球經(jīng)濟(jì)倒退2年，而1990年的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)則是一場(chǎng)徹徹底底的石油戰(zhàn)爭(zhēng)?！暗脕?lái)全不費(fèi)功夫”的不可再生能源的枯竭以及引發(fā)的問(wèn)題告誡我們：要與大自然和諧相處，就必須要保護(hù)環(huán)境，使用可再生資源。新能源的理論開(kāi)發(fā)、技術(shù)開(kāi)發(fā)、新能源材料的探索、新能源經(jīng)濟(jì)的研究等無(wú)疑是當(dāng)前眾多研究的熱點(diǎn)中的亮點(diǎn)。 波浪能則是一種可再生的清潔能源，波浪能儲(chǔ)量巨大，分布廣泛，取之不盡，用之不竭，據(jù)估計(jì)全世界可開(kāi)發(fā)利用的波浪能達(dá)20億kW。我國(guó)沿海理論波浪年平均功率約為0.23億kw。然而目前的開(kāi)發(fā)技術(shù)落后，波浪能利用率低，成本高而產(chǎn)出小，因此現(xiàn)在研究波浪能發(fā)

23、電技術(shù)具有深遠(yuǎn)的意義?？偨Y(jié)波浪發(fā)電的意義如下：①改善能源結(jié)構(gòu)，緩解目前能源問(wèn)題。②清潔能源，保護(hù)環(huán)境。③有利于解決未來(lái)能源問(wèn)題。④有利于經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。 1.2波能發(fā)電的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展情況及成果 ①歷史：從20世紀(jì)70年代，人們才開(kāi)始認(rèn)真地研究波浪能的實(shí)際利用技術(shù)，此后包括中國(guó)、美國(guó)、日本、英國(guó)、挪威、印度、葡萄牙等國(guó)家研發(fā)出了許多精妙的波能發(fā)電裝置。 1974年日本開(kāi)始研究“海明”號(hào)，1980年代，年發(fā)電19萬(wàn)度，實(shí)現(xiàn)了海上浮體波浪電站向陸地小規(guī)模送電。 1986年挪威波能公司建造了一座裝機(jī)容量為350kW的收縮波道式波能電站。 1990年中國(guó)在珠江口

24、大萬(wàn)山建成國(guó)內(nèi)第一座3kW岸式波力電站，于1996年改造成20kW電站，峰值功率可達(dá)14.5 kW，功率20%~40%。 1998年日本基于“海明”號(hào)相似的發(fā)電原理，開(kāi)發(fā)了“巨鯨”號(hào)波浪發(fā)電船，發(fā)電量110kW，最大總發(fā)電效率為12%。 1998年9月 英國(guó)海洋動(dòng)力傳遞公司研發(fā)的“海蛇”號(hào)，最大總發(fā)電效率12%，屬于浮標(biāo)式海浪發(fā)電裝置。 1999年9月，中國(guó)建成并投入運(yùn)行青島大管島波浪發(fā)電站，年發(fā)電80kW。 2000年英國(guó)Wavegen公司和貝爾法斯特女王大學(xué)共同在蘇格蘭的艾萊島上建成一座裝機(jī)容量500kW，固定于海岸的振蕩水柱式波能電站，并向國(guó)家電網(wǎng)供電。

25、 2001年中國(guó)在廣東汕尾建成我國(guó)第一座百千瓦級(jí)波力電站，標(biāo)志著我國(guó)波能利用水平已處于世界先進(jìn)行列。 ②現(xiàn)狀與發(fā)展情況：目前波能轉(zhuǎn)換的裝置千變?nèi)f化，按固定方式可分為固定式和浮標(biāo)式，固定式又分為岸式和離岸式。發(fā)電裝置通常具有兩個(gè)部分組成：第一部分為采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)的作用是俘獲波浪能；第二部分為轉(zhuǎn)換裝置，該系統(tǒng)是把俘獲的波浪能轉(zhuǎn)換為電能。采集系統(tǒng)的形式有震蕩水柱式、震蕩浮子式、擺式、鴨式、筏式、收縮波道式等。 岸

26、式波能發(fā)電裝置固定于岸邊，其優(yōu)點(diǎn)是管理和維護(hù)比較方便，也有利于對(duì)裝置的優(yōu)化研究，電力傳送成本低，其效率較高，但是岸邊所能利用的波浪能的能流密度比較低，這種裝置對(duì)環(huán)境要求較高。 浮標(biāo)式的波浪發(fā)電裝置可以在船廠建造、下水，然后安裝到合適的地方，因此建造難度小。缺點(diǎn)是效率比岸式低，抗風(fēng)浪能力差，輸電成本高。 ③前人在本選題研究領(lǐng)域中的工作成果簡(jiǎn)述 從20世紀(jì)70年代開(kāi)始人們研究出了許多波能發(fā)電裝置，典型代表有：“點(diǎn)頭鴨”式、收縮波道式、震蕩水柱式、擺式、波面筏式、整流器式、震蕩浮子式等，各種波能發(fā)電裝置均有其優(yōu)缺點(diǎn)。“點(diǎn)頭鴨”式是可適應(yīng)各種不同頻率的波浪。但是裝置可靠性差，在惡劣的海洋

27、環(huán)境下，裝置極易損壞，所以沒(méi)有得到廣泛推廣。收縮波道式波能轉(zhuǎn)換裝置是靠地形或堤壩使海浪聚集經(jīng)過(guò)波能轉(zhuǎn)換裝置來(lái)發(fā)電，其優(yōu)點(diǎn)是裝置部件安裝在岸上，可靠性好，維護(hù)費(fèi)用低，功率穩(wěn)定且效率高，但是它對(duì)于地形的要求極高，在現(xiàn)實(shí)中不易廣泛推廣。震蕩水柱式是通過(guò)波浪對(duì)密封腔里的空氣壓縮來(lái)轉(zhuǎn)換能量，發(fā)電裝置不與海浪直接接觸，因此抗惡劣性能好，但其轉(zhuǎn)換效率低，建造費(fèi)用高。擺式波能裝置直接從波浪吸收能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，效率較高，但是受波浪周期頻率影響大，且抵抗惡劣環(huán)境性內(nèi)差。波面筏式波能發(fā)電裝置是不淺裝換效率最高的波能發(fā)電裝置，但是其波面實(shí)體尺寸過(guò)大。震蕩浮子式通過(guò)浮子吸收波能，并通過(guò)杠桿或繩索連接到岸上的發(fā)電裝置，

28、其能量轉(zhuǎn)化效率較高，建造成本低，抵抗惡劣天氣性能較好，有望成為實(shí)用化的波能裝置。 根據(jù)對(duì)前人研究成果的評(píng)估，本設(shè)計(jì)方案采用振蕩浮子式，并通過(guò)更優(yōu)化的波能轉(zhuǎn)化和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)采集波能和發(fā)電。并在整體構(gòu)造方面吸取各種方案的有點(diǎn)，彌補(bǔ)其他方案的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)出波能轉(zhuǎn)換效率高，對(duì)波浪周期頻率適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性好，抗惡劣天氣性能高，且制造成本和輸電成本低，維護(hù)方便的波能發(fā)電裝置。 1.3設(shè)計(jì)和研究的內(nèi)容和重點(diǎn) 本論文主要研究的是波浪能發(fā)電裝置的波能采集裝置和能量轉(zhuǎn)化裝置，及其總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與各部件的校核分析。 （1） 設(shè)計(jì)內(nèi)容： ①波能采集器的設(shè)計(jì) ②能量轉(zhuǎn)化裝置，即把上

29、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為單向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ③傳動(dòng)裝置，把單向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)加速后傳到發(fā)電機(jī) ④整體框架的設(shè)計(jì)與固定 ⑤各零部件的受力分析與校核 （2） 設(shè)計(jì)重點(diǎn) ①棘輪與棘爪的設(shè)計(jì) ②整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 本章小結(jié)：本章結(jié)果對(duì)目前能源問(wèn)題的分析，把問(wèn)題引向該設(shè)計(jì)的重要性。再通過(guò)對(duì)前人研究的波浪發(fā)電裝置進(jìn)行分析比較，取長(zhǎng)補(bǔ)短，并確定自己的設(shè)計(jì)方案。 第2章 整體設(shè)計(jì)技術(shù)方案 2.1引言 本章介紹的是該波浪發(fā)電裝置的整體設(shè)計(jì)方案，介紹了各主要部件的功能以及運(yùn)作方式，對(duì)整個(gè)裝置的安裝及功能的實(shí)現(xiàn)給予分析。 2.2整體方案論證 根據(jù)前人的研究成果可以發(fā)現(xiàn)

30、，目前的波浪發(fā)電裝置研究與開(kāi)發(fā)都還不是很成熟，缺點(diǎn)很多，如收縮波道式發(fā)電裝置，轉(zhuǎn)化效率低，所占海平面空間大等；震蕩浮子式不便于電力的傳輸；岸式的波浪發(fā)電裝置對(duì)環(huán)境要求高等等。而該方案采用純機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)俘獲和轉(zhuǎn)化波浪能，轉(zhuǎn)化效率高，且占用面積小，方便維護(hù)，電力傳輸方便等，因此研究?jī)r(jià)值很高。 2.3具體實(shí)施方案 根據(jù)波能發(fā)電裝置的研究歷史及成果得出震蕩浮子式俘獲波能效率較高，靠浮子的浮力以及自身的重力來(lái)推動(dòng)棘爪，從而帶動(dòng)真?zhèn)€裝置運(yùn)轉(zhuǎn)。按波能采集、傳動(dòng)到發(fā)電機(jī)的順序，各裝置如下： 波能采集器：箱體類零件，置于水面，內(nèi)注入一定量的水，箱體部分浸入水中，箱體連接兩個(gè)固定桿，固定桿只能做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

31、固定桿上安裝數(shù)個(gè)棘爪，棘爪可做單向一定角度轉(zhuǎn)動(dòng)，固定桿上下運(yùn)動(dòng)時(shí)棘爪帶動(dòng)棘輪運(yùn)動(dòng)，棘爪只能單方向給棘輪作用力，兩個(gè)固定桿上的棘爪安裝反向，這樣使棘輪只能做單向轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖2.3—1。 傳動(dòng)裝置：棘輪軸上固定有一個(gè)大齒輪，大齒輪與一個(gè)小齒輪嚙合，傳動(dòng)的效果是使小齒輪轉(zhuǎn)速增大。小齒輪的軸上同時(shí)安裝一個(gè)大帶輪，通過(guò)大帶輪將轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到發(fā)電機(jī)軸上的小帶輪，同時(shí)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的提高。 發(fā)電機(jī)：發(fā)電機(jī)的選擇即為電動(dòng)機(jī)的選擇，根據(jù)傳遞到發(fā)電機(jī)軸上的力和轉(zhuǎn)速選擇電動(dòng)機(jī)。 該裝置需要設(shè)計(jì)的主要部件是浮子（即置于水面的浮倉(cāng)）、兩個(gè)固定桿、棘爪、棘輪、棘輪軸、大齒輪、小齒輪、小齒輪軸、大帶輪、小帶輪、兩軸的軸承、皮帶的

32、選擇以及整個(gè)裝置框架的設(shè)計(jì)。其中需要校核的主要零件是棘輪、受力較大齒輪的校核，兩軸的校核，軸承壽命的校核，各鍵的校核。 圖2.1—1 本章小結(jié)：本章介紹了自己所設(shè)計(jì)的波浪發(fā)電機(jī)械結(jié)構(gòu)，以及此機(jī)械結(jié)構(gòu)的工作方式，機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方式和能量的轉(zhuǎn)化方式。繪制出所構(gòu)思的棘輪與棘爪機(jī)械結(jié)構(gòu)圖，并簡(jiǎn)要介紹該機(jī)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。 第三章 波浪發(fā)電機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 浮倉(cāng)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)流程： 根據(jù)浮倉(cāng)的工作環(huán)境是在海面上，海水腐蝕性強(qiáng)，而塑料的抗腐蝕能力強(qiáng)，韌性好，適合制造浮倉(cāng)。浮倉(cāng)用塑料PE制成，浮倉(cāng)的尺寸根據(jù)所需的浮力大小設(shè)計(jì)，浮倉(cāng)總?cè)莘e為2，裝一半的水，因此長(zhǎng)寬高均為1260mm，

33、厚度5mm。根據(jù)浮力計(jì)算公式得出浮倉(cāng)所受到的浮力： 3.2棘輪與棘爪的設(shè)計(jì) 1） 棘輪的設(shè)計(jì) 棘輪設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)的第一步，初步設(shè)定棘輪的尺寸參數(shù)如下，最大直徑=500mm，齒根圓直徑=428mm，輪轂直徑=100mm，齒面長(zhǎng)度L=125mm，厚度=80mm，圓角=10mm。 棘輪示意圖如下： 圖3.2—1 2） 棘爪的設(shè)計(jì)棘爪的爪尖圓角半徑應(yīng)稍大于

34、棘輪的圓角半徑，因此設(shè)計(jì)棘爪尖圓角半徑=12.5mm，厚度=80mm，其他尺寸初步設(shè)計(jì)如圖3.2—2所示： 圖3.2-2 3） 擋塊大小設(shè)計(jì) 由于棘爪固定桿要固定在浮倉(cāng)上，擋塊厚度要比棘爪厚度稍大，設(shè)計(jì)擋塊度=85mm，長(zhǎng)寬均為70mm 4） 棘爪固定桿的設(shè)計(jì) 棘爪固定桿的寬度要適合裝棘爪和擋塊，同時(shí)預(yù)留尺寸用于導(dǎo)向，因此設(shè)計(jì)寬度為=145mm，厚度=50mm，開(kāi)有螺栓孔，用于固定棘爪。桿是要固定在浮倉(cāng)上的，所以再加一固定板，設(shè)計(jì)尺寸為：寬=150mm，厚=60mm，長(zhǎng)度和桿一樣，開(kāi)有螺栓孔，用于固定

35、在浮倉(cāng)上。 3.3棘爪復(fù)位彈簧的設(shè)計(jì) 復(fù)位彈簧選擇用普通圓柱螺旋拉伸彈簧，彈簧絲直徑，，由于是拉伸彈簧，沒(méi)有受力時(shí)節(jié)距，總長(zhǎng)度L=20mm+2mm=22mm。如圖3.3—1： 圖3.3—1 3.4電動(dòng)機(jī)的選擇 （1）由于電動(dòng)機(jī)工作在海水下面，需要較高的防腐性能，選擇戶外化工防腐型Y-WF三相異步電動(dòng)機(jī)，結(jié)構(gòu)為封閉式。異步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是： ?籠型電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，價(jià)格低廉。 ?繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)可以通過(guò)轉(zhuǎn)子在回路中串電阻、頻敏變阻器或通過(guò)雙饋改變電動(dòng)機(jī)特性，改善啟動(dòng)性能實(shí)現(xiàn)調(diào)速。 ?功率因數(shù)及效率比同步電動(dòng)機(jī)低。 ?調(diào)速控制系統(tǒng)比同步電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)單。 （2） 電動(dòng)機(jī)額

36、定轉(zhuǎn)速選擇1000。 計(jì)算棘輪轉(zhuǎn)速，根據(jù)波浪一般起伏周期6—10s，中浪浪高2mm，計(jì)算出棘輪線速度： 棘輪外圓直徑500mm，周長(zhǎng)=2 π r =2x3.14x250mm=1570mm，則棘輪轉(zhuǎn)速為： 則總傳動(dòng)比i= （2） 傳動(dòng)比的分配 根據(jù)總傳動(dòng)比52.33，不是很大，設(shè)計(jì)一個(gè)帶傳動(dòng)連接電動(dòng)機(jī)，一個(gè)三級(jí)增速器連接棘輪軸即可使轉(zhuǎn)速達(dá)到電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速1000。根據(jù)帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為2—5，設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比=3，則增速器需實(shí)現(xiàn)的傳動(dòng)比==17，根據(jù)開(kāi)式二級(jí)齒輪減速器考慮潤(rùn)滑條件，為使兩級(jí)大齒輪

37、直徑相近，可取。因此設(shè)計(jì)出三級(jí)減速器各傳動(dòng)比為=2，=3，=2.9。 3.5聯(lián)軸器的選擇 為了讓傳動(dòng)能夠迅速，敏捷，且考慮到成本問(wèn)題，選擇使用剛性聯(lián)軸器。 3.6增速器的設(shè)計(jì) 　　設(shè)計(jì)流程： 設(shè)計(jì)使用壽命為15年，根據(jù)輸入功率（為棘輪獲得的功率，為棘輪軸的軸承效率，為棘輪軸與增速器間聯(lián)軸器的效率），因?yàn)椋? = 則4.8kw 1、 第一對(duì)齒輪設(shè)計(jì) （1）高速級(jí)圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 1）選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料和齒數(shù)。 a 根據(jù)傳動(dòng)的方案，選擇用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) b 發(fā)電機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精

38、度。 c 材料的選擇。由高等教育出版社《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版（下同）10—1，選擇小齒輪材料為40，調(diào)質(zhì)處理，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為240HBS，大小齒輪的硬度差為40HBS。 d 確定小齒輪的齒數(shù)：為提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性，減小沖擊和振動(dòng)，齒數(shù)可取20—40，去小齒輪齒數(shù)=30，則大齒輪齒數(shù)==2x30=60 （2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪 設(shè)計(jì)計(jì)算公式：進(jìn)行試算。 ?確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 a 選擇載荷系數(shù)=1.3 b 計(jì)算大齒輪傳遞給小齒輪的轉(zhuǎn)矩： (為大齒輪傳遞給小齒輪的功率，是小齒輪的轉(zhuǎn)速)，=x=4.8x0.99kw=4.75kw,

39、==2x19.11=38.22。 所以，小齒輪轉(zhuǎn)矩為： c 由表10—7選取齒寬系數(shù) d 由表10-6，查得材料的彈性影響系數(shù)。 e 根據(jù)圖10—21d，按齒面硬度參數(shù)查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。 f 齒輪應(yīng)力循環(huán)的次數(shù)計(jì)算。 g 根據(jù)圖10—19，取齒輪接觸疲勞的壽命系數(shù)為， h 齒輪接觸疲勞的許用應(yīng)力計(jì)算，根據(jù)工作情況確定齒輪失效的概率1%，安全系數(shù)S=1，得： ?計(jì)算 a 試算小齒輪的分度圓的直徑 b 小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圓周速度計(jì)

40、算。 c 小齒輪的齒寬計(jì)算。 d 小齒輪齒寬和齒高的比的計(jì)算。 模數(shù) 齒高 則= e 載荷系數(shù)的計(jì)算。 根據(jù)=0.31，7級(jí)精度，由圖10—8查得動(dòng)載荷系數(shù)=1.02，直齒輪的==1。 由表10—2查得齒輪的使用系數(shù)為=1 查表10—4，用插值法算得7級(jí)精度，小齒輪在軸上安裝位置相對(duì)于支承為非對(duì)稱布置，=1.49，由=13.33， 查圖10—13的=1.49。 因此載荷系數(shù)為：K= f 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得分度圓的直徑為 g 模數(shù)的計(jì)算：m= （3）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 計(jì)算公式為 ?確定公式內(nèi)

41、的各計(jì)算數(shù)值 a 由圖10—20c查得小齒輪彎曲疲勞的強(qiáng)度極限=500，大齒輪彎曲的疲勞強(qiáng)度極限 =380 b 由圖10—18，取齒輪彎曲的疲勞壽命的系數(shù)=0.9，=0.95 c 彎曲疲勞的許用應(yīng)力計(jì)算。根據(jù)表查得彎曲疲勞的安全系數(shù)為S=1.4，根據(jù)計(jì)算公式得： e 載荷系數(shù)的計(jì)算： K= f 查取小齒輪的齒形系數(shù)。 由表10—5查得=2.52，=2.28 g 查取應(yīng)立校正系數(shù)，由表10—5查得=1.625，=1.73。 h 計(jì)算兩齒輪的值并加以比較。 =

42、 = 數(shù)值比較大的是大齒輪。 ?設(shè)計(jì)計(jì)算 = 計(jì)算結(jié)果對(duì)比之后，圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=4，分度圓直徑=155.7mm，小齒輪的齒數(shù)===39，大齒輪的齒數(shù)=2x39=78 （4）齒輪各幾何尺寸的計(jì)算 a 分度圓的直徑計(jì)算： ， b 中心距的計(jì)算： c 齒寬的計(jì)算 最后取，。 2、 第二對(duì)齒輪設(shè)計(jì) （1） 高速級(jí)圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知輸入功率，大齒輪的轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比，工作壽命設(shè)計(jì)為15年，每

43、天24小時(shí)工作制，工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。 1）選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料和齒數(shù)。 a 根據(jù)傳動(dòng)的方案，選擇用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) b 發(fā)電機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度。 c 材料的選擇。由高等教育出版社《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版（下同）10—1，選擇小齒輪材料為40，調(diào)質(zhì)處理，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為240HBS，大小齒輪的硬度差為40HBS。 d 確定小齒輪的齒數(shù)：為提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性，減小沖擊和振動(dòng)，齒數(shù)可取20—40，取小齒輪齒數(shù)=24，則大齒輪齒數(shù)==3x24=72 （2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪 設(shè)計(jì)計(jì)算公式：進(jìn)行試算。 ?確

44、定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 a 選擇載荷系數(shù)=1.3 b 計(jì)算大齒輪傳遞給小齒輪的轉(zhuǎn)矩： (為大齒輪傳遞給小齒輪的功率，是小齒輪的轉(zhuǎn)速)，=x=4.75x0.99kw=4.7kw, ==2x38.22=114.66。 所以，小齒輪轉(zhuǎn)矩為： c 由表10—7選取齒寬系數(shù) d 由表10-6，查得材料的彈性影響系數(shù)。 e 根據(jù)圖10—21d，按齒面硬度參數(shù)查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。 f 齒輪應(yīng)力循環(huán)的次數(shù)計(jì)算。 g 根據(jù)圖10—19，接觸疲勞的壽命系數(shù)是：， h 接觸疲勞的許用應(yīng)力計(jì)算，根據(jù)工作情況確定失效的概率是

45、1%，安全的系數(shù)式S=1，得： ?計(jì)算 a 小齒輪分度圓的直徑試算： b 小齒輪的圓周速度計(jì)算。 c 小齒輪的齒輪寬度計(jì)算。 d 小齒輪齒寬和齒高的比的計(jì)算。 模數(shù) 齒高 則= e 計(jì)算載荷系數(shù)。 根據(jù)=0.64，7級(jí)精度，由圖10—8查得動(dòng)載荷系數(shù)=1.05，直齒輪的==1。 由表10—2查得使用系數(shù)=1 查表10—4，用插值法算的7級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，=1.433，由=10.68， 查圖10—13的=1.42。 故載荷系

46、數(shù)K= f 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得分度圓直徑 g 計(jì)算模數(shù)m= （3）按齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 計(jì)算公式為 ?確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 a 由圖10—20c查確定小齒輪彎曲疲勞的強(qiáng)度極限值是=500，大齒輪彎曲疲勞的強(qiáng)度極限值是=380 b 由圖10—18，取彎曲疲勞的壽命系數(shù)為=0.9，=0.92 c 彎曲疲勞的許用應(yīng)力計(jì)算。根據(jù)工作情況確定彎曲疲勞的安全系數(shù)是S=1.4，由式（10—12）得： e 載荷系數(shù)K值的計(jì)算 K= f 查取小齒輪的齒形系數(shù)。 由表10—5查得=

47、2.236，=2.65 g 查取應(yīng)立校正系數(shù)，由表10—5查得=1.58，=1.79。 h 兩齒輪的值的計(jì)算并比較其大小。 = = 數(shù)值大的為大齒輪。 ?設(shè)計(jì)計(jì)算 = 計(jì)算結(jié)果對(duì)比之后，把模數(shù)圓整成標(biāo)準(zhǔn)的模數(shù)是m=3，分度圓的直徑=112mm，小齒輪齒數(shù)===37.7737，大齒輪齒數(shù)=3x38=114 （4）幾何尺寸計(jì)算 a 分度圓直徑的計(jì)算 ， b 中心距的計(jì)算 c

48、 齒寬的計(jì)算 取，。 3、 第三對(duì)齒輪設(shè)計(jì) （1）高速級(jí)圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知輸入功率，大齒輪的轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比，工作壽命設(shè)計(jì)為15年，每天24小時(shí)工作制，工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。 1）選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料和齒數(shù)。 a 根據(jù)傳動(dòng)的方案，選擇用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) b 發(fā)電機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度。 c 材料的選擇。由高等教育出版社《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版（下同）10—1，選擇小齒輪材料為40，調(diào)質(zhì)處理，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為240HBS，大小齒輪的硬度差為40HBS。 d 確定小齒輪的齒

49、數(shù)：為提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性，減小沖擊和振動(dòng)，齒數(shù)可取20—40，取小齒輪齒數(shù)=30，則大齒輪齒數(shù)==2.9x30=87 （2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪 設(shè)計(jì)計(jì)算公式：進(jìn)行試算。 ?確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 a 選擇載荷系數(shù)=1.3 b 計(jì)算大齒輪傳遞給小齒輪的轉(zhuǎn)矩： (為大齒輪傳遞給小齒輪的功率，是小齒輪的轉(zhuǎn)速)，=x=4.7x0.99kw=4.65kw, ==2.9x114.66=332.5。 所以，小齒輪轉(zhuǎn)矩為： c 由表10—7選取齒寬系數(shù) d 由表10-6，查得材料的彈性影響系數(shù)。 e 根據(jù)圖10—21d，按齒面硬度參數(shù)查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲

50、勞強(qiáng)度極限。 f 齒輪應(yīng)力循環(huán)的次數(shù)計(jì)算。 g 根據(jù)圖10—19，確定接觸疲勞的壽命系數(shù)值， h 接觸疲勞的許用應(yīng)力值的計(jì)算，確定失效率是1%，安全的系數(shù)是S=1，因此得： ?計(jì)算 a 小齒輪分度圓的直徑試算 b 小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圓周速度計(jì)算。 c 小齒輪的齒輪寬度計(jì)算。 d 小齒輪齒寬和齒高的比計(jì)算。 模數(shù) 齒高 則= e 載荷系數(shù)的計(jì)算。 根據(jù)=1.3，7級(jí)精度，由課本上的圖確定動(dòng)載荷系數(shù)值=1.0

51、7，直齒輪的==1。 有表確定=1 查表10—4，用插值法算的7級(jí)精度，小齒輪安裝位置相對(duì)支承是非對(duì)稱的布置，=1.317，由=13.34， 查圖10—13的=1.22。 因此載荷的系數(shù)是K= f 校正分度圓直徑為 g 模數(shù)的計(jì)算m= （3）根據(jù)齒根彎曲的疲勞強(qiáng)度來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)算 計(jì)算公式為 ?各公式內(nèi)數(shù)值計(jì)算 a 由圖10—20c查得小齒輪彎曲疲勞的強(qiáng)度極限值=500，大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度的極限值=380 b 由圖10—18，確定彎曲疲的勞壽命系數(shù)值=0.88，=0.92 c 彎曲疲勞的許用應(yīng)力計(jì)算。確定彎曲疲勞的安全系數(shù)是S=1.4，由式（10—12）得：

52、 e 載荷系數(shù)K值的計(jì)算 K= f 查取小齒輪的齒形系數(shù)。 由表10—5查得=2.216，=2.52 g 查取應(yīng)立校正系數(shù)，由表10—5查得=1.763，=1.625。 h 兩齒輪的值計(jì)算并相互比較。 = = 數(shù)值大的是大齒輪。 ?設(shè)計(jì)計(jì)算 = 計(jì)算結(jié)果對(duì)比之后，將模數(shù)圓整為標(biāo)準(zhǔn)的模數(shù)后m=2，分度圓的直徑=76.78mm，小齒輪的齒數(shù)===38.3938，大齒輪的齒數(shù)=2

53、.9x38=110.2110 （4）幾何尺寸計(jì)算 a 分度圓的直徑計(jì)算 ， b 中心距的計(jì)算 c 齒寬計(jì)算 最后確定，。 4、 增速器箱體設(shè)計(jì) 增速器箱體結(jié)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)如下表： 名稱 符號(hào) 尺寸(mm) 箱座壁厚 10 箱蓋壁厚 10 箱座凸緣壁厚 b 15 箱蓋凸緣壁厚 b1 15 箱底座凸緣壁厚 b2 25 加強(qiáng)肋厚 m 8.5 地腳螺釘直徑 20 地腳螺釘數(shù)目 n 8

54、 軸承旁連接螺栓直徑 16 箱蓋與箱座連接螺栓直徑 12 軸承端蓋螺釘直徑 12、12、8、8 窺視孔蓋螺釘直徑 6 定位銷直徑 d 10 、、至外箱壁距離 26、22、22 、、至凸緣邊緣距離 24、20、20 軸承旁凸臺(tái)半徑 28 凸臺(tái)高度 h 30 外箱壁至軸承座端面距離 55 大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離 15 齒輪端面與內(nèi)箱壁距離 12 軸承端蓋外徑 145、145、100、100 軸承端蓋凸緣厚度 t 15、15、10、10 軸承旁連接螺栓距離 s 145、145、100、10

55、0 軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離 3 旋轉(zhuǎn)零件之間的軸向距離 10 大齒輪頂圓至箱體底部?jī)?nèi)壁距離 35 3.7帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)流程： 設(shè)計(jì)增速器至發(fā)電機(jī)間的帶傳動(dòng)，采用V帶傳動(dòng)。已知增速器傳遞出來(lái)的功率是： ，轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比，小帶輪的轉(zhuǎn)速 ，每天工作24小時(shí)，工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。 （1） 確定帶傳動(dòng)的計(jì)算功率 由高等教育出版社《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版的表8—7查得工作情況系數(shù)，因此帶傳動(dòng)的計(jì)算功率。 （2） 選擇V帶的帶型 根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速查圖8—11選帶的類型為B型 （3） 確定小帶輪的基準(zhǔn)直徑 ?由表8—6和表8—

56、8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑=125mm。 ?驗(yàn)算帶速。按書上的式8—13驗(yàn)算帶的速度 因?yàn)?，故帶速合適。 ?確定大帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)式8—15a計(jì)算大帶輪的直徑。 =，根據(jù)表8—8圓整為=400mm。 （4） 確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 ?根據(jù)式8—22，初選中心距。 ?由公式8—23計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度： 由表8—2選取帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度。 ?按公式8—23計(jì)算實(shí)際中心距 中心距的變化范圍為： （5）驗(yàn)算小帶輪上的包角

57、 （6）計(jì)算帶的根數(shù) ?計(jì)算帶跟V帶的額定功率 由=125mm和，查表8—4a得，根據(jù)、和B型帶，查表8—4b得，查表8—5得，表8—2查得，因此 ?計(jì)算帶的根數(shù)。 = 取=4 （7）計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值 由表8—3得B型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.18，因此 為了保證安全，應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力。 （8）計(jì)算壓軸力。壓軸力的最小值為 （9）帶

58、輪的設(shè)計(jì) 小帶輪的材料選擇HT200，實(shí)心式，輪槽根據(jù)表8—10得=14，=3.5，=10.8，，，輪槽的工作表面粗糙度為3.2.。大帶輪的材料為HT150，輪輻式，輪槽尺寸參數(shù)同小帶輪。 3.8整體框架的設(shè)計(jì) 整體框架用HT200板焊接而成，板的厚度為50mm，寬度為100mm，頂部和底部的板厚度也用100mm。支承減速器和電動(dòng)機(jī)處的板寬厚均為50mm。整體框架圖見(jiàn)ＣＡＤ圖Ａ４－５。 本章小結(jié)：本章是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算部分，通過(guò)一個(gè)增速器來(lái)是轉(zhuǎn)速升高，以達(dá)到一定的高速單項(xiàng)選擇運(yùn)動(dòng)。增速器與發(fā)電機(jī)之間又設(shè)計(jì)了一個(gè)帶傳動(dòng)，這樣可以使傳遞到發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，同時(shí)達(dá)到發(fā)電機(jī)需要的額定

59、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。 第4章 關(guān)鍵機(jī)構(gòu)部件的受力分析與校核 4.1 各軸的設(shè)計(jì)與校核 軸I的設(shè)計(jì)：（1）棘輪軸的設(shè)計(jì) 棘輪軸的設(shè)計(jì)要使其工作時(shí)不會(huì)干涉浮倉(cāng)的上下運(yùn)動(dòng)，棘輪軸需要承受棘輪的作用力，符合一定的強(qiáng)度要求。棘輪軸的傳遞功率=4.9kw，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩為： （2）初步設(shè)計(jì)棘輪軸的最小直徑 選取棘輪軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-3取A0=112，按《機(jī)械設(shè)計(jì)》P370式（15-2）初步估算棘輪軸的最小直徑： 軸的最

60、小直徑是轉(zhuǎn)配棘輪以及聯(lián)軸器的軸段，鏈接方式采用鍵鏈接，因此需要增大軸的最小直徑5%，以增加強(qiáng)度，因此軸的最小直徑為：，圓整后的最小直徑為75mm。為了使軸與聯(lián)軸器相適應(yīng)，同時(shí)要選定聯(lián)軸器。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為，查表14-1取，則。為了使傳動(dòng)能夠迅速敏捷，選擇剛性聯(lián)軸器，查標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 5843-1986),選擇型號(hào)YL13，公稱扭矩2500, 鐵材質(zhì)，需用轉(zhuǎn)速2600，軸孔直徑75mm，軸孔長(zhǎng)度142mm，長(zhǎng)度289mm，螺栓M16。 （3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）根據(jù)軸向的定位要求確定各段軸的直徑和長(zhǎng)度 第一段：軸的第一段裝配聯(lián)軸器，直徑，為使聯(lián)軸器裝配時(shí)不會(huì)干涉，長(zhǎng)度應(yīng)略短于軸孔長(zhǎng)度，因

61、此取。 第二段：第二段的直徑要比第一段多出一軸肩，設(shè)計(jì)軸肩高度為2mm，因此第二段的直徑為 。為了使聯(lián)軸器不會(huì)干涉到浮倉(cāng)的上下運(yùn)動(dòng)，且預(yù)留部分空間裝保護(hù)殼，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為。 第三段：裝配軸承段的設(shè)計(jì)。因軸承主要承受徑向力，選擇滾動(dòng)深溝球軸承，根據(jù)由標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 276-1994）選取6216，尺寸，因此， 。 第四段：軸肩?？紤]到軸承內(nèi)圈外徑，設(shè)計(jì)尺寸為，。 第五段：裝配棘輪段的設(shè)計(jì)。根據(jù)最小直徑，軸承孔徑，設(shè)計(jì)軸的直徑為。長(zhǎng)度等于棘輪的寬度小1mm，。 第六段：裝套筒段。設(shè)計(jì)直徑為，長(zhǎng)度為。 第七段：裝配軸承。直徑同第三段，長(zhǎng)度比軸承寬度大2mm以加工倒角，因此長(zhǎng)度為。 2）

62、 鍵的選擇，聯(lián)軸器處的鍵采用圓頭普通平鍵，根據(jù)直徑大小查標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 1096-1979)取鍵的尺寸為，長(zhǎng)度取100mm。為使軸與聯(lián)軸承有較好的對(duì)中性，選擇配合為。 3） 求軸上的載荷與受力分析。 由于棘輪主要只受圓周力作用，因此軸主要受力是徑向力，。 彎矩： 扭矩：，由于軸承相對(duì)棘輪是對(duì)稱布置，因此兩邊支反力大小相等， 做出彎矩扭矩圖如圖3.7—1： 圖3.7—1 4） 軸I的強(qiáng)度校核 按照軸的彎矩強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，受彎矩最大的地方是裝棘輪段的中間部位，由于棘輪所受的式脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸為圓形有槽，抗彎

63、截面系數(shù) W=。則。 由于選定的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理需用彎曲應(yīng)力，，故此軸安全。 軸II的設(shè)計(jì)：（1）增速器與聯(lián)軸器鏈接的軸 棘輪軸傳遞給軸II的功率為，轉(zhuǎn)速， 轉(zhuǎn)矩為： （2）初步設(shè)計(jì)軸II的最小直徑 選取軸II的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-3取A0=112，按《機(jī)械設(shè)計(jì)》P370式（15-2）初步估算軸II的最小直徑為： 軸的最小直徑是聯(lián)軸器的軸段，鏈接方式采用鍵鏈接，因此需要增大軸的最小直徑5%，以增加強(qiáng)度，因此軸的最小直徑為：，圓整后的最小直徑為75mm。根

64、據(jù)棘輪軸選擇的聯(lián)軸器，聯(lián)軸器的型號(hào)是YL13，公稱扭矩2500,鐵材質(zhì)，需用轉(zhuǎn)速2600，軸孔直徑75mm，軸孔長(zhǎng)度142mm，長(zhǎng)度289mm，螺栓M16。 （3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）根據(jù)軸向的定位要求確定各段軸的直徑和長(zhǎng)度 第一段：軸的第一段裝配聯(lián)軸器，直徑，為使聯(lián)軸器裝配時(shí)不會(huì)干涉，長(zhǎng)度應(yīng)略短于軸孔長(zhǎng)度，因此取。 第二段：第二段的直徑要比第一段多出一軸肩，設(shè)計(jì)軸肩高度為2mm，因此第二段的直徑為 。長(zhǎng)度除裝聯(lián)軸器142mm外，還有端蓋，并且端蓋到聯(lián)軸器的距離保持大概50mm，因此設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為。 第三段：裝配軸承段的設(shè)計(jì)。因?yàn)檫x擇的是滾動(dòng)深溝球軸承，6216，尺寸，因此，。 第四段

65、：裝套筒段。用于裝套筒，設(shè)計(jì)尺寸為，。 第五段：裝配齒輪段的設(shè)計(jì)。根據(jù)最小直徑，軸承孔徑，設(shè)計(jì)軸的直徑為。長(zhǎng)度等于齒輪的寬度小1mm，。 第六段：軸肩。設(shè)計(jì)直徑為，長(zhǎng)度要考慮到與其他齒輪的距離以及其他齒輪的寬度，長(zhǎng)度為。 第七段：裝配軸承。直徑同第三段，長(zhǎng)度比軸承寬度大2mm以加工倒角，因此長(zhǎng)度為。 2）鍵的選擇，齒輪固定的鍵采用圓頭普通平鍵，根據(jù)直徑大小查標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 1096-1979)取鍵的尺寸為，長(zhǎng)度取75mm。為使軸與齒輪有較好的對(duì)中性，選擇配合為。 3）求軸上的載荷與受力分析。 由于齒輪主要只受圓周力和徑向力作用， 圓周力：。

66、 徑向力： 扭矩： 由于齒輪相對(duì)于兩軸承是非對(duì)稱布置，因此兩邊支反力大小不相等，計(jì)算兩邊支反力大?。? 則兩邊的彎矩為： 做出彎矩扭矩圖如圖3.7—2： 圖3.7—2 4）軸II的強(qiáng)度校核 按照軸的彎矩強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，受彎矩最大的地方是裝齒輪段的中間部位，由于齒輪所受的是非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，取，軸為圓形有槽，抗彎截面系數(shù) W=。則。 由于選定的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理需用彎曲應(yīng)力，，故此軸安全。 軸III的設(shè)計(jì)：（1）裝配齒輪2和齒輪3的軸 軸II傳遞給軸III的功率為， 轉(zhuǎn)速為： ， 轉(zhuǎn)矩為： （2）初步設(shè)計(jì)軸III的最小直徑 選取軸III的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-3取A0=112，按《機(jī)械設(shè)計(jì)》P370式（15-2）初步估算軸III的最小直徑為：