兩級斜齒圓柱齒輪減速器軸的設計匯總

1、Hefei Un iversity項目設計PRO JECT題目：兩級斜齒圓柱齒輪減速器軸的設計系別:機械工程系專業(yè):機械設計制造及自動化四年學制:姓名:學號:xxxxxxxx21導師:2016年11月18日機械設計課程設計13第1章 二級斜齒圓柱齒輪減速器軸的設計1.1.設計題目12設計數(shù)據(jù)1.3.設計要求14作業(yè)目的3333第2章二級斜齒圓柱齒輪減速器的軸的設計與計算2.1.軸的材料選擇 22初算軸徑 2.3. 結構的設計 2.3.1. 軸承部件的結構形式2.3.2. 尺寸設計 2.3.3. 軸上零件的周向定位2.3.4. 軸的結構工藝性2.4. 中間軸強度計算.2.4.1計算支撐反力.2.

2、4.2.計算彎矩 2.5. 軸的強度校核計算.2.5.1.校核軸的強度.2.6. 軸承壽命計算 .556.66.6.6.7.78.8.8.9設計小結11參考文獻12附件圖紙13第1章 二級斜齒圓柱齒輪減速器軸的設計1.1. 設計題目圖3-1所示為二級斜齒圓柱齒輪減速器的結構簡圖,該減速器用于機械加工車間起重機械的起重機構的傳動系統(tǒng)中。已知數(shù)據(jù)見下表圖3-1二ffi斜齒B柱齒輪減速器的結構簡圖12設計數(shù)據(jù)輸入軸速n （tipm ）輸入軸功車P】（tJV）高謹級低速級Z: Zmn(mm)a 1b:mn(mm )a :b +14505sns315060S2 174200SO13設計要求1. 設計說明

3、書一份，主要內容包括：中間軸的強度計算，軸承類型選擇和壽命計算。2.畫出中間軸的結構圖。（提示：表中給出的 b2、b4為兩級大齒輪的寬度，小齒輪的寬度應增加（510） mm14作業(yè)目的1.利用課堂所學的基本知識設計二級斜齒圓柱齒輪減速器的中間軸。2. 掌握軸強度設計。3. 掌握軸結構設計。4. 運用所學的知識解決設計中所遇到的具體實際問題，培養(yǎng)獨立工作能力，以及初步學會綜合運用所學知識，解決材料的選擇，強度計算和剛度計算，制造工藝與裝 配工藝等方面的問題。5. 熟悉有關設計資料，學會查閱手冊和運用國家標準。第2章二級斜齒圓柱齒輪減速器的軸的設計與計算45鋼，回火2.1. 軸的材料選擇因傳遞功率

4、不大，并對質量及結構尺寸無特殊要求，故選用材料處理。22初算軸徑對于轉矩，按轉矩強度計算。由材料力學可知，軸受轉矩作用時，其強度條件為:6 PT 9.55X106 T = ftWT0.2d3n查表10.2得C=103126，考慮到軸端彎矩比轉矩小，故取C=110。若取每對齒輪的機械效率為0.97，貝卩2= p X叫 X叫=5X0.97X0.97 Z.70kwn1 Ti22皿n門2 =* P則d min話=110咒3取圓整:d=30mm。其中：F譽4.5，3靂T 26.88mm，考慮到鍵槽的影響并根據(jù)軸承內徑,23結構的設計 231.軸承部件的結構形式為方便軸承部件的裝拆，減速器的機體采用剖分式

5、結構。因傳遞功率小，齒輪減 速器效率高、發(fā)熱小，估計軸不會長，估軸承部件采用兩端固定方式。2.3.2. 尺寸設計（1）di=30mm，與軸承（角接觸球軸承7306C ）配合，取 11 =20mm，軸承寬度B=19mm。(2)d2 -dj +2h =30+2.5x2 = 35mm, h=( 0.070.1)d1，軸肩 h=2.5mm，l2=39mm，考慮到軸承與箱體內壁S=510 （取S=5），箱體內壁與齒輪的距離a=515 （取a=15）。（3）d d2 +（ 12）mm=35+2=37mm，l 3的長度應比齒輪轂長略短，已知b2 =60mm，故取 13=58。d4 =44mm，軸肩 h=3.

6、5mm， I4 二1.4h，取 l4=15mm。b4=80mm，d 5=37mm， l3=58mm， 13的長度應比齒輪轂長略短，已知齒寬故取15=78mm。1979），鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為40mm，為保證齒輪與軸的配合有良好的對中性，故選齒輪輪轂與軸的配合代號也，同樣，d5段也采用平鍵剖面，其配合r6代號 也。滾動軸承與軸的周向定位是靠過盈配合來保證的，此處選擇r6H7。m62.3.4. 軸的結構工藝性（1）考慮到軸結構工藝性，軸肩處的軸角半徑r=1mm ；d6=35mm，軸肩 h=2.5mm 取 l6=39mm，長度與 1?相同。D=30mm，與軸承配合，l 7 =20mm，長度與li

7、相同。槽寬b，槽深t，根據(jù)軸的直徑查手冊鍵長L=0.85l , I有鍵的軸段的長度，并查手冊取標準長度2.3.3. 軸上零件的周向定位齒輪和軸的周向定位采用平鍵連接,d3段查得平鍵剖面 bxh=10x8（ GB1095 （2）軸端倒角 C=1mm；為便與加工，兩端齒輪的鍵槽應布置同一母線上。24中間軸強度計算2.4.1計算支撐反力(1)計算高速級中間軸齒輪圓周力Ft2手dd264 72 X 9.55X106:一 322.22 =1147.59 N 3咒81計算低速級中間軸齒輪圓周力2X9.55X106.一 =4100.93N4咒17計算高速級中間軸軸承圓周力112(11+12$-h +12 +

8、134100.93沢20 +1147.59x(20 +39 ) 38N20+39 +58(4 )計算低速級中間軸軸承圓周力Rh2=- (Ft2 +Ft3 +Rhi )=-(1147.59 +4100.931850.38)=3398.13N計算高速級中間軸齒輪徑向力FrFt2-ta =1147.5-2 =421.87NcosPcos9Rv1 -計算低速級中間軸齒輪徑向力力計算高速級中間軸軸承徑向力0Fr3 =斤3 空拾=4100.93X 旦馬=1507.58NcosPcos9F1 +2 皿1 = 421.87x(20+39)-1507矽20= _96.97n I1+I2+I320+39 +58(

9、8 )計算低速級中間軸軸承徑向力Rv2 =Fr2 Fr3-Rv1 =421.87 1507.58+96.97 = 998.74N(9 )計算高速級中間軸齒輪軸向力Fa2=Ft2ta nP =1147.59xta n90 =162.92N(10) 計算低速級中間軸齒輪軸向力Fa3 =Ft3ta nP =4100.9 ta n90 =582.18N(11) 計算高速級中間軸軸承總支承反力Rj = JRm 堿 =(1850.38)2 +(-96.97 f =1852.92N(12) 計算低速級中間軸軸承總支承反力R2 =卮2 說2 = V(-3398.13：2+988.742 = 3539.06N2

10、42.計算彎矩(1)計算高速級中間軸水平彎矩Mh1=Ft2們 + 丨 2 ) = 1147.59X (20 + 39 ) = 67707.81Nmm計算低速級中間軸水平彎矩Mh2=4100.93x20 = 82018.6Nmm計算高速級中間軸垂直彎矩M V1= Fr2i2= 421.87 X (20 +39 )= 24890.33Nmm計算低速級中間軸垂直彎矩Mv2-FJ =421.87x20=8437.4Nmm計算高速級中間軸彎矩Mj 二寸斫 +m21 =j67707.82 + 24890.332 = 72137.88Nmm(6 )計算低速級中間軸彎矩M2 =Jm22+M ； =J82018

11、.62 +8473.42 =82449.96Nmm(7)計算高速級中間軸當量彎矩M ca1 = Jm； +T； = J72137.882 +139307.882 =14489373Nmm(8)計算低速級中間軸當量彎矩M ca2 = Jm 2 +T： = J82018.62 +32931.032 =82677.06Nmm 2.5.軸的強度校核計算2.5.1. 校核軸的強度(1)計算a-a剖面右側抗彎截面系數(shù)W1 寄-呼=-1=7498.71mm32d42X44(2)計算a-a剖面右側抗扭截面系數(shù)W1T匚吃4=1585316mm3n162d4(3 )計算 a-a 剖面右側彎曲應%1=業(yè)=空7型=9

12、.62mpa ,即W17498.71耳1 =丑19.62M p ;.且 bm1 = 0Mpa o(4 )計算a-a剖面右側剪切應力TT1咤=8.79M pa為=4.39Mpa ;2且 Tm1 =4.39Mpa o(5)由P192表，10.1查得：45號鋼回火處理抗拉強度極限cb=600.00Mpa，45號鋼回火處理彎曲疲勞極限b二=275.00M pa，45號鋼回火處理扭轉疲勞極限j=140.00Mpa，碳素鋼等效系數(shù)屮cr=.2O，屮S,Js, +S；V14.032 +13.172故a-a剖面安全。(8)對于單向轉動的轉軸，通常轉矩按脈動循環(huán)處理，即取折合系數(shù)a=0.6 0(9)計算當量應力

13、名=Jcrb! +4(竺丁1)2 = J9.622 +4c(0.6x8.79 2 =14.28 Mpa(10)由P201表10.4查得碳素鋼的許用彎曲應力CT jb =60.00Mpa，顯然b 4bb客故強度足夠。2.6.軸承壽命計算1.由GB/T 292-1994查得:7307C軸承基本額定動載荷Cr=26500.00N，7307C軸承基本額定靜載荷 Cor=19800.00N o2.計算高速級中間軸軸承內部軸向力S =0.7& =0.7x1850.38 =1297.05N o3.計算低速級中間軸軸承內部軸向力S2 = 0.7R2 = 0.7X3539.06 = 2473.34N ,即低速級

14、中間軸軸承軸向力 Ra2 =$2 =2477.34N .4.計算高速級中間軸軸承軸向力RaS2 + Fa =2477.34 +419.27 = 2896.61N o5.由p220表11.12查得：軸承動載荷徑向系數(shù)X=0.41 ;軸承動載荷軸向系數(shù)丫=0.87 06.計算高速級中間軸軸承當量動載荷R =XR1 +YRa1 =0.41 X 1852.92 +0.87 咒 2896.61 = 3279.75N o7. 計算低速級中間軸軸承當量動載荷巳=XR2 + Y尺2 =0.41x3539.06 +0.87x2477.34 =3606.30N。Lh =8X 2X 250 X8. 由P218表11

15、.9查得溫度系數(shù) f T=1.00 ；由P219表11.10查得載荷系數(shù) f P =1.00 。9. 計算高速級中間軸軸承預期壽命和低速級中間軸軸承預期壽命 5=20000h。10. 計算高速級中間軸軸承壽命106tC、1061.0x25600 、60 n2侶丿一 60x322.221.00x3279.75 丿 106pTC 1061.00x25600、60門2lfpP2 丿60 咒 322.22111x3606.30 丿= 20523.26h。L h1Lh23= 24597.66h ;低速級中間軸軸承壽命設計小結通過這次設計讓我熟悉了齒輪軸的受力分析、齒輪軸的設計、齒輪軸的強度校核、齒 輪軸的壽命