2022年设计课程设计两级圆柱齿轮减速器 .pdf

《2022年设计课程设计两级圆柱齿轮减速器 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年设计课程设计两级圆柱齿轮减速器 .pdf（34页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、个人资料整理仅限学习使用1 / 34 一、课程设计方案1 传动装置简图带式运输机的传动装置如如图1 所示图 1 2 原始数据带式运输机传动装置的原始数据如下表所示带的圆周力 F/N 带速 V/m/s）滚筒直径 D/mm 1550 2 300 3 工作条件三班制，使用年限10 年，连续单向运转，载荷平稳，小批量生产，运输链速度允许误差为链速度的%5. 传动方案：图 2二、电动机的选择1）选择电动机类型按工作要求用Y 型全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压为 380V 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 34 页个人资料整理

2、仅限学习使用2 / 34 2）选择电动机容量电动机所需工作功率，按参考文献1 的2-1）为awdPP由式2-1）得wwVFP1000. kw 根据带式运输机工作的类型，可取工作机效率w0.96 传动装置的总效率242齿轮轴承联a查参考文献 1 第 10 章中表 10-2 机械传动和摩擦副的效率概略值，确定各部分效率为：联轴器效率99.0联，滚动轴承传动效率 一对）99.0轴承开式齿轮传动效率97.0齿轮，代入得886.097.099.099.0242所需电动机功率为kwkwVFPww64.3886.096.01000215501000.因载荷平稳，电动机额定功率cdP略大于dP即可，由参考文献

3、1 第 19 章所示 Y 型三相异步电动机的技术参数，选电动机的额定功率cdP为 4 kw。 总 传 动比ai同 步转 速满 载转 速精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 34 页个人资料整理仅限学习使用3 / 34 1 Y112M-4 4 1500 1400 11.3 2 Y112M-2 4 3000 2890 22.7 表 1 中，方案 2 的电动机重量轻，价格便宜，但总传动比大，传动装置外廓尺寸大，结构不紧凑，制造成本高，故不可取。综合考虑电动机和传动装置的尺寸，重量，价格以及总传动比，选用方案 1 较好，即选定电动机型

4、号为Y112M-4 。三传动装置的总传动比及其分配计算总传动比：根据电动机满载转速mn及工作机转速n，可得传动装置所要求的总传动比为30.114.1271440nnima合理分配各级传动比：对于两级展开式圆柱齿轮减速器，当两级齿轮的材料的材质相同，齿宽系数相同时，为使各级大齿轮浸油深度大致相近即两个大齿轮分度园直径接近），且低速级大齿直径略大，传动比可按下式分配，即ii)5.13.1(1式中：高速级传动比i减速器传动比又因为圆柱齿轮传动比的单级传动比常用值为35，所以选98.31i,84.22i。四计算传动装置的运动和动力参数传动装置运动和动力参数的计算1）各轴转速min144011440ri

5、nnom81.36198.31144010iinnmmin43.12784.298.314402102ri iininnm2）各轴输入功率kwPPkwPPd50.397. 060.360.399. 064.31201kwPP39.397.050.312工作机轴kwPP37. 399.039. 334 转速n/(r/min 传 动 比i 效率电动机轴3.64 24.14 1440 1 0.99 高速轴3.60 23.90 1440 3.98 0.97 中速轴 3.50 92.20 361.81 2.84 0.97 低速轴 3.39 253.99 127.43 1 0.99 工作机轴 3.37 2

6、51.45 127.43 五齿轮零件的设计计算一）高速级齿轮的设计设计参数：98.3min1440.1039.260.314irnmNTkwP两级展开式圆柱齿轮减速器，高速级常用斜齿轮，则设计第一传动所用齿轮为斜齿圆柱齿传动。1选定齿轮的精度等级、材料及齿数。1）运输机为一般工作机器，转速不高，故选用7 级精度GB10095-88）2）材料及热处理：由参考文献 2表 10-1 选择小齿轮材料为40Cr调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。3）试选小齿轮齿数181Z，大齿轮齿数58.711898.3112ZiZ，取722Z4）选取

7、螺旋角。初选螺旋角=14。2. 按按齿面接触强度设计按参考文献 2式10-21）计算，即传 动 比 分 配 为84.2,98. 321ii精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 34 页个人资料整理仅限学习使用5 / 34 213121()tHEtdHK TZ Zudu1）确定公式内的各计算数值1）试选 Kt=1.6 2）由参考文献 2图 10-30选取区域系数 ZH=2.433 3）由参考文献 2表 10-7选取齿宽系数 d=1 4）由参考文献 2图 10-26查得60.187.073.02121则，5）小齿轮转距1T T23

8、.90310N.mm 6 ） 由 由 参 考 文 2 表10-6 查 得 材 料 的 弹 性 影 响 系 数12EZ189.8aMp7）由参考文献 2图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强 度 极 限lim1600HaMP ； 大 齿 轮 的 接 触 疲 劳 强 度 极 限lim2550HaMP由参考文献 2图 10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极 限lim1600HaMP； 大 齿 轮 的 接 触 疲 劳 强 度 极 限lim2550HaMP8）由参考文献 2式10-13）计算应力循环次数916060 1440 1 (3 8 300 10)6.221 10IhNn j

9、L99210563.198.310048.6N9 ） 由 参 考 文 献 2 图10-19 查 得 接 触 疲 劳 寿 命 系91.088.021HNHNKK，；10）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，由参考文献 2式10-12）得MPaMPaSKHNH52860088.01lim11MPaMPaSKHNH5.50055091.02lim22MPaMPaHHH25.51425.5002582212）计算1）试计算小齿轮分度圆直径1td ，有计算公式得mmmmdt40.3625.5148.189433.298.398.46 .111090.236.1232312）计算圆周速度

10、smsmndvt74.2100060144040.3614.310006013）计算齿宽 b 及模数ntm精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 34 页个人资料整理仅限学习使用6 / 34 25. 841. 440.3641.496.125.225.296. 11814cos40.36cos40.3640.36111111hbmmmmmhmmmmZdmmmdbttttd4）计算纵向重合度427.114tan181318.0tan318. 01Zd5）计算载荷系数 K 已知载荷平稳，由参考文献2 表 10-2 选取使用系数取1A

11、K根据smv74.2，7 级精度，由参考文献 2图 10-8 查得动载系数10.1vK；由表 10-4 查得HK的计算公式和直齿轮的相同故405. 1HK；由参考文献 2图 10-13查得1.35FK由 表10-3查 得1.4HFKK。 故 载 荷 系 数16. 2405. 14.110. 11HHvAKKKKK6）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由参考文献2式10-10a）得mmmmKKddtt25.406 .116.240.3633117）计算模数mmmmZdmn17. 21814cos25.40cos113按齿根弯曲强度设计由参考文献 2式10-17）213212cosFaSand

12、FKTYY YmZ1）确定计算参数1）计算载荷系数079.235.14. 110.11FFvAKKKKK2）根据纵向重合度1.427，从参考文献 2图 10-28 查得螺旋角影响系数Y =0.88 3）计算当量齿数86.7814cos72cos71.1914cos18cos33223311ZZZZvv精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 34 页个人资料整理仅限学习使用7 / 34 4）查取齿型系数由 参 考 文 献 2 表10-5查 得815. 21FaY；222. 22FaY5）查取应力校正系数由 参 考 文 献 2 表1

13、0-5查 得547.11SaY；768.12SaY 6）由参考文献2图 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳极限1500FEaMP ，大齿轮的弯曲疲劳极限2380FEaMP7） 由 参 考 文 献 2 图 10-18， 查 得 弯 曲疲 劳 寿 命 系 数82.01FNK，85.02FNK；8）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳许用应力S=1.4，由文献 2式10-12）得MPaMPaSKMPaMPaSKFEFNFFEFNF71.2304.138085.088.2924.150082.02221119）计算大，小齿轮的FaSaFY Y，并加以比较01702.071.230768.1222.20148

14、7.088.292547. 1815. 2222111FSaFaFSaFaYYYY大齿轮的数值大2）设计计算mmmmmn393. 101702.060. 118114cos88.0109.23079. 223223对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数nm 大于由齿跟弯曲疲劳强度计算的法面模数，取1.5nmmm，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算出的分度圆直径1d =40.25mm来计算应有的齿数。于是由03.265.114cos25.40cos11nmdZ取1Z =26，则48.1032698.3112ZiZ，取2Z =103。4几何尺寸计算1）计算中心

15、距mmmmmZZan74.9914cos25 .110326cos221将中心距圆整为 100mm。2）按圆整后的中心距修正螺旋角0531410025.110326arccos2arccos21amZZn因 值改变不多，故参数、 K 、HZ等不必修正。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 34 页个人资料整理仅限学习使用8 / 34 3）计算大、小齿轮的分度圆直径mmmZdmmmZdnn28.15905314cos5.1103cos2 .4005314cos5. 126cos22114）计算齿轮宽度402 .402.4011d

16、bdmm 圆整后取mmB402；mmB451。二）低速级齿轮的设计设计参数：84.2min81.361.1020.9250.323irnmmNTkwP1选定齿轮的类型、精度等级、材料及齿数。1）按图 2 所示的传动方案，选用直齿轮圆柱齿轮传动。2）运输机为一般工作机器，转速不高，故选用7 级精度GB10095-88）3）材料及热处理：选择参考文献 2表 10-1 小齿轮材料为 40Cr调质），硬度为 280HBS，大齿轮材料为45 钢调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。4 ） 试 选 小 齿 轮 齿 数203Z， 大 齿 轮 齿 数8.562084.2324ZiZ，取574

17、Z2按齿面接触强度设计按参考文献 2式10-9a）进行试算，即3211132.2HEdtZuuKTd1）确定公式内的各计算数值1）试选 Kt=1.3 2）由参考文献 2表 10-7选取齿宽系数 d=1 3）小齿轮传递的转距mmNTT.1022. 9414） 由 参 考 文献 2 表 10-6 查 得 材料 的 弹 性影 响 系 数12EZ189.8aMp5）由参考文献 2 图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限lim1600HaMP ；大齿轮的接触疲劳强度极限lim2550HaMP6）由参考文献 2式10-19）计算应力循环次数91110563.1)1030083(181.3

18、616060hjLnN精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 34 页个人资料整理仅限学习使用9 / 34 9921055.084.210563.1N 7 ） 由 参 考 文 献 2 图10-19 查 得 接 触 疲 劳 寿 命 系97. 095.021HNHNKK，；8）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，由参考文献 2式10-12）得MPaMPaSKHNH57060095.01lim11MPaMPaSKHNH5.53355097.02lim22计算齿宽 b mmdbtd507.63507.63114计算齿宽

19、与齿高之比hb模数mmmmZdmtt175. 320507.6331齿高mmmmmht14. 7175. 325.225.289.814.7507.63hb5计算载荷系数 K 已 知载 荷平 稳 ， 由参考 文 献2 表 10-2 选取 使 用 系数 取1AK；根据smv202. 1，7 级精度，由参考文献 2图 10-8 查得动载系数03.1vK；直齿轮，1FHKK；由参考文献 2图 10-4用插值法查得 7级精度，小齿轮相对支承非对称布置时，423.1HK；由89.8hb，423.1HK查 参 考 文 献 2 图10-13 得37.1FK，故载荷系数取1.5nmmm1Z =26。2Z =1

20、03a=99.74mm 05314mmdmmd28.1592.4021mmB402mmB451精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 34 页个人资料整理仅限学习使用10 / 34 466. 1423. 1103.11HHvAKKKKK6）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由参考文献式10-10a）得mmmmKKddtt103.663. 1466.1507.6333117）计算模数mmmmZdm31.320103.66313.按齿根弯曲强度设计由参考文献 2式10-5）32112FSaFadYYZKTm1）计算公式内的各计算

21、数值1）由参考文献 2中图 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限MPaFE5001， 大 齿 轮 的 弯 曲 疲 劳 极 限MPaFE3802；2 ） 由 参 考 文 献 2 图10-18， 查 得 弯 曲 疲 劳 寿 命 系 数85.01FNK，86.02FNK；3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳许用应力S=1.4，由参考文献 2式设计计算精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 34 页个人资料整理仅限学习使用11 / 34 mmmmm22.201690. 02011022.9411.12324对比计算结果，由齿面接触

22、疲劳强度计算的法面模数m大于由齿跟弯曲疲劳强度计算的法面模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲疲劳强度的承载能力，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的模数2.22 并就近圆整为标准值mmm5.2，并按接触疲劳强度算出的分度圆直径1d =66.10mm ，算出小齿轮齿数44.265 .210.6613mdZ取3Z =26，则84.732684.2324ZiZ，取4Z =74。4几何尺寸计算1）计算大、小齿轮的分度圆直径mmmZdmmmZd1855. 274655.22644332）计算中心距mmmmZZa1252185652433）计算齿

23、轮宽度656513dbdmm 则取mmB652；mmB701。小结：表 3 工程d/mm z mn /mm B /mm 材料旋向高速级齿轮1 40.20 26 1.5 50 0531440Gr左旋齿轮2 159.28 103 45 45钢右旋低速级齿轮3 65 26 2.5 70 40Gr 齿轮4 185 74 65 45钢六轴的设计齿轮机构的参数列于下表：表 4 级别高速级低速级1Z26 103 2Z26 74 mmmn/ 1.5 1.5464 tm /mm 2.5 2.5 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 34 页个

24、人资料整理仅限学习使用12 / 34 053140 n20*ah 1 齿宽/mm 451B；402B701B；652B一）高速轴的设计。已知参数：kwP60.3，min1440rn，mmNT.1039.241求作用在齿轮上的力因已知高速级小齿轮的分度圆直径为mmZmdt4021265464. 111而NNFFNNFFNNdTFtantrt29805314tan1189tan44605314cos20tan1189costan118921.401039.22241圆周 力tF ，径向力rF 及轴 向力aF 的 方向如图3 所示 。5525R1R1R1.6R1.6R1H7k6ABCD图 3 高速轴

25、结构图2初步确定轴的最小直径先按参考文献 2 式15-2）初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45 钢，调质处理。根据参考文献2 表 15-3，取1120A，于是得mmmmnPAd2 .15144060.3112330min高速轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径d图4）。为了使所选的轴d与联轴器的孔径相适应，需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转距TKTAca，查参考文献 2 表 14-1，考虑到转距变化很小，故取3. 1AK，则取mmm5.2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 34 页个人资料整理仅限学习使用13 /

26、34 mmNmmNTKTAca.31070.1039.23.14按照计算转距caT 应小于联轴器公称转距条件，查参考文献1 标准 GB/T5014-2003，选用 LX1 型弹性柱销联轴器，其公称转距为 250000N.mm 。半联轴器的孔径mmd16，故取mmd16，半联轴器长度L=42mm ，半联轴器与轴配合的毂孔长度mmL301。3轴的结构设计1）拟定轴上零件的装配方案，如图4。2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1）为了满足半联轴器的轴向定位要求，- 轴段右端需制出一轴肩，故取- 段的直径mmd19，左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径D=22mm 。半联轴器与轴配合的毂孔

27、长度mmL301，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的 端 面 上 ， 故 - 段 长 度 应 比 略 短 一 些 ， 现 取mml28。2）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 ， 故 选 用 单 列 圆 锥 滚 子 轴 承 。 参 照 工 作 要 求 并 根 据mmd19，由轴承产品目录中初步选取0 基本游隙组、标准 精 度 级 的 单 列 圆 锥 滚 子 轴 承30205 ， 其 尺 寸 为 的mmmmTDd25.165225, 故mmd25。3）由于齿根圆到键槽底部的距离tme2tm 为端面模数），所以把齿轮做在轴上，形成齿轮轴。参照工作要求并根据mmd25，左

28、端滚动轴承与轴之间采用套筒定位，故选mmd31。同理右端滚动轴承与轴之间也采用套筒定位，因此，取mmd31。 4 ）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mml30, 故取mml50。5） 已 知 高 速 级 齿 轮 轮 毂 长 b=45mm, 做 成 齿 轮 轴 ，则mml45。6）取齿轮距箱体内壁之距离a=16mm, 圆柱齿轮与圆柱齿轮之间的距离为c=20mm ，考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离是s,

29、取 s=8mm 。已知滚动轴承宽度T=16.25mm ，低速级大齿轮轮毂长L=70mm ，套筒长mmL20。 则mmmmLTlmmmmLsalmmmmLcLaslmmmmLTl25.36)2025.16(4)20816(94)202070168(25.36)2025.16(3Z =26；4Z =74 mmdmmd1856543mma125mmB701mmB652精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 34 页个人资料整理仅限学习使用14 / 34 至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。3）轴上零件的周向定位半联轴器与轴的周向定

30、位采用平键连接。半联轴器与轴连接 ， 按 d由 参 数 文 献 2表6-1查 得 平 键 截 面mmmmhb55, 键槽用键槽铣刀加工，长为25mm ；同时为了保证半联轴器与轴配合有良好的对中性，故选择半联轴器与轴配合为66KH。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6 。4）确定轴上圆角和倒角尺寸参考参考文献 2 表 15-2，取轴端倒角为458.0，各轴肩处的圆角半径见图 3。4求轴上的载荷首先根据轴的结构图 图 3）做出轴的计算简图 图 4），在确定轴承的支点位置时，应从手册中查取a 值。对于 30205 型圆锥滚子轴承，由参考文献1 中查得a=12.5m

31、m 。因此，作为简支梁的轴的支承跨距mmLL5 .19232。根据轴的计算简图做出轴的弯距图和扭距图 图 4）。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 34 页个人资料整理仅限学习使用15 / 34 图 4 高速轴弯距图从轴的结构图以及弯距图和扭距图中可以看出截面c 是轴的危险截面。现将计算出的截面c 处的HM，VMM及的值列于下表 参看图 4）。表 5载荷水平面 H 垂直面 V 支反力 F 3101NHFN ，8792NHFN NFNV1481，NFNV2982弯距 M mmNMH.44098mmNMV.210531mmNM

32、V.150622总弯距mmNM.488662105344098221mmNM.465991506244098222扭距 T mmNT.239005 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弯距和扭距的截面即危险截面c）的强度，根据参考文献2 式15-5）及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取6 .0，轴的计算应力MPaMPaWTMca9.18301 .0239006. 04886632221前已选定轴的材料为45 钢，调质处理，由参考文献2 表 15-1得MPa601。因此1ca，故安全。二）中速轴的设计已知参数：kwP50.3，min81.361r

33、n，mmNT.1022. 941求作用在齿轮上的力因已知中速轴小齿轮的分度圆直径为选用 LX1 型弹性柱销联轴器。选用单列圆锥滚子轴承 30205。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 34 页个人资料整理仅限学习使用16 / 34 mmZmdt65265.213而NNFFNNdTFntrt103320tan2837tan2837651022.92211431由受力分析和力的对称性，则中速轴大齿轮的力为NFt11892，NFr4462，NFa298圆周力tF ，径向力rF 及轴向力aF 的方向如图 5 所示。12856 R1

34、.H7n6ABCD6R1. 6R1. 6R1. 6m6m6H7n612832图 5 中速轴结构图2初步确定轴的最小直径先按参考文献 2 式15-2）初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45 钢，调质处理。根据参考文献2 表 15-3，取1120A，于是得mmmmnPAd9.2381.36150.3112330min3轴的结构设计1）拟定轴上零件的装配方案，如图4。0.07d, 故取 h=3.5mm ，则轴直径mmd46。3取安装大齿轮处的轴段- 的直径mmd40，齿轮的右端与右轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为40mm ，为了使套筒可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽精选学习资料 -

35、- - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 34 页个人资料整理仅限学习使用17 / 34 度，故取mml37，齿轮左端采用轴肩定位，取h=3mm ，与小齿轮右端定位高度一样。4）取小齿轮距箱体内壁之距离mma161，由齿轮对称原则，大齿轮距箱体内壁的距离为mma5.18)4045(21162， 齿 轮 与 齿 轮 之 间 的 距 离 为c=20mm ，考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离是s, 取 s=8mm. 已知滚动轴承宽度T=18.25mm 。则mmmmasTlmmmmclmmmmasTl75.47)35.188

36、25.18()3740(5.22)5.220()4045(2125.46)416825.18()6670(21至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。3）轴上零件的周向定位齿轮与轴的周向定位采用平键连接。按d由参数文献 2 表6-1 查得平键截面mmmmhb812, 键槽用键槽铣刀加工，长为 56mm ；同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮与轴配合为66nH。同理，由参数文献 2 表 6-1 查得平键截面mmmmhb812, 键槽用键槽铣刀加工，长为32mm ；同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮与轴配合为66nH。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴

37、的直径尺寸公差为m6 。4）确定轴上圆角和倒角尺寸参考参考文献 2 表 15-2，取轴端倒角为452，各轴肩处的圆角半径见图 5。4求轴上的载荷首先根据轴的结构图 图 5）做出轴的计算简图 图 6），在确定轴承的支点位置时，应从手册中查取a 值。对于 30207 型圆锥滚子轴承，由参考文献1 中查得a=15.5mm 。因此，作为简支梁的轴的支承跨距mmLLL5 .189321。根据轴的计算简图做出轴的弯距图和扭距图 图 6）。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 34 页个人资料整理仅限学习使用18 / 34 图 6 中速轴

38、弯距图从轴的结构图以及弯距图和扭距图中可以看出截面B 和 C是 轴 的 危 险 截 面 。 现 将 计 算 出 的 截 面B 和C 处 的MMMVH，及，的值列于下表 参看图 6）。表 6 载水平面 H 垂直面 V 高速轴的强度满足要求。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 34 页个人资料整理仅限学习使用19 / 34 荷支反力 F ，NFNH2228117982NHFN NFNV7031，NFNV1162弯距 M mmNMH.2278971mmNMN.3102492mmNMV.581131mmNMV.1036062mmN

39、MV.798733总弯距mmNM.22789758113227897221mmNM.327091103606310249222mmNM.32036679873310249223扭距 T mmNT.922005 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弯距和扭距的截面即危险截面c）的强度，根据参考文献2 式15-5）及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取6 .0，轴的计算应力MPaWTMca32221401. 0922006.0327091MPa83.51前已选定轴的材料为45 钢，调质处理，由参考文献2 表 15-1得MPa601。因此1ca，故安全

40、。三）. 低速轴的设计已知参数：kwP39. 3，min43.127rn，mmNT.1099.25331求作用在齿轮上的力受力分析和力的对称性可知NFt2837，NFr1033圆周力tF ，径向力rF 的方向如图 7 所示161050R1.H7n6ABCD6R1. 6R1. 6R1.6m6m6R1.6选用单列圆锥滚子轴承 30207。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 34 页个人资料整理仅限学习使用20 / 34 图 7 低速轴结构图2初步确定轴的最小直径先按参考文献 2 式15-2）初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为

41、45 钢，调质处理。根据参考文献2 表 15-3，取1120A，于是得mmmmnPAd4.3343.12739. 3112330min可见低速轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径d图 4）。为了使所选的轴d与联轴器的孔径相适应，需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转距TKTAca，查参考文献 2 表 14-1，考虑到转距变化很小，故取3 .1AK，则mmNmmNTKTAca.330187.1099.2533 .13按照计算转距caT 应小于联轴器公称转距条件，查参考文献1 标准 GB/T5014-2003，选用 LX2 型弹性柱销联轴器，其公称转距为560000N.mm 。半联轴器的孔径mmd

42、35，故取mmd35，半联轴器长度L=82mm ，半联轴器与轴配合的毂孔长度mmL601。3轴的结构设计1）拟定轴上零件的装配方案，如图7。0.07d,故取 h=4.5mm, 则轴环处的直径mml59，轴环宽度b1.4h，取mml10。4）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精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 34 页个人资料整理仅限学习使用21 / 34 的 要 求 ， 取 端 盖 的 外 端 面 与 半 联 轴 器 右 端 面 间 的 距 离mml3

43、0, 故取mml50。5）取齿轮距箱体内壁之距离mm16a18.5mma21，, 圆柱齿轮与圆柱齿轮之间的距离为c=20mm ，考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离是s, 取s=8mm. 已知滚动轴承宽度B=25mm ，高速 级小齿轮轮毂长L=45mm ，右端套筒长mmL24。lLclmmmmasBl65702149)16825(2mmmm5.57)1045205 .2(mmmmsaBl5.55)485.1825()6165(1至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。3）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连接。按d由参数文献 2 表 6-1 查得

44、平键截面mmmmhb1016, 键槽用键槽铣刀加工，长为50mm ；同时为了保证半联轴器与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴配合为66nH。同样，半联轴器与轴连接，选用平键截面mmmmmm45810，半联轴器与轴的配合为67KH。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6 。4）确定轴上圆角和倒角尺寸参考参考文献 2 表 15-2 ，取轴端倒角为456 .1，各轴肩处的圆角半径见图 7。4求轴上的载荷首先根据轴的结构图 图 7）做出轴的计算简图 图 8），在确定轴承的支点位置时，应从手册中查取B值。对于 6309 型深沟球轴承，由参考文献1 中查得B=25m

45、m。因此，作为简支梁的轴的支承跨距mmLL20832。根据轴的计算简图做出轴的弯距图和扭距图 图 8）。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 34 页个人资料整理仅限学习使用22 / 34 图 8 低速轴的弯距图从轴的结构图以及弯距图和扭距图中可以看出截面c 是轴的危险截面。现将计算出的截面c 处的MMMVH，及，的值列于下表 参看图 8）。表 7 中速轴的强度满足要求。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 34 页个人资料整理仅限学习使用23 / 34

46、载荷水平面 H 垂直面 V 支 反 力F 9751NHFN，18622NHFN NFNV3551，NFNV6782弯距 M mmNMH.133088mmNMV.48458总弯距mmNM.1416354845813308822扭距 T mmNT.2539905 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弯距和扭距的截面即危险截面c）的强度，根据参考文献2 式15-5）及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取6 .0，轴的计算应力MPaMPaWTMca6.16501.02539906.01416353222前已选定轴的材料为45 钢，调质处理，由参考文献2

47、表 15-1得MPa601。因此1ca，故安全。七. 键的校核一）高速轴上键的校核高速轴外伸端处键的校核已 知 轴 与 联 轴 器 采 用 键 联 接 ， 传 递 的 转 矩 为mNT.9.23，轴径为mmd16，宽度 b=5mm, 高度 h=5mm ，键长 L=25mm 。联轴器、轴和键的材料皆为45 钢，有轻微冲击，由参考文献2 表 6-2查得许用挤压应力p=100 200Mpa, 取其平均值，p=110Mpa 。键的工作长度l=L-b=25mm-5mm=20mm, 键 与 联 轴 器 键 槽 的 接 触 高 度k=0.5h=0.55mm=2.5mm. 由参考文献 2 式6-1）可得110

48、75.5916205 .2109 .23210233ppMPakldTMpa 故挤压强度足够。二）中速轴上键的校核 1 ）中速轴上小齿轮处键的校核已 知 轴 和 齿 轮 采 用 键 联 接 ， 传 递 的 转 矩 为mNT.2.92， 轴 径 为mmd39， 宽 度b=12mm,高 度h=8mm, 键长 L=56mm 。齿轮，轴和键的材料皆为45 钢，有轻微冲 击 ， 由 参 考 文 献 2表6-2查 得 许 用 挤 压 应 力p=100 200Mpa, 取其平均值，p=110Mpa 。键的工作长度l=L-b=56mm-12mm=44mm, 键与齿轮键槽的接触高度k=0.5h=0.58mm=4

49、mm.由参考文献 2 式6-1）可得选用 LX1 型弹性柱销联轴器。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 34 页个人资料整理仅限学习使用24 / 34 MPaMPakldTpp11086.2639445.2102.92210233故挤压强度足够。 2 ）中速轴上大齿轮处键的校核已知轴和齿轮采用键联接，传递的转矩为mNT.2.92，轴径为mmd40，宽度 b=12mm, 高度 h=8mm, 键长 L=28mm 。齿轮，轴和键的材料皆为45 钢，有轻微冲击，由参考文献2表 6-2 查得许用挤压应力p=100 200Mpa,取其

50、平均值，p=110Mpa。键的工作长度l=L-b=32mm-12 mm=20mm,键与齿轮键槽的接触高度k=0.5h=0.58mm=4mm.由参考文献 2 式6-1）可得MPaMPakldTpp11062.5740204102.92210233故挤压强度足够。三）低速轴上键的校核 1 ）低速轴上 外伸端处键的校核已 知 轴 与 联 轴 器 采 用 键 联 接 ， 传 递 的 转 矩 为mNT.99.253， 轴 径 为mmd35， 宽 度b=10mm , 高 度h=8mm ，键长 L=45mm 。联轴器、轴和键的材料皆为45 钢，有轻 微 冲 击 ， 由 参 考 文 献 2表6-2查 得 许