一級斜齒圓柱齒輪減速器輸出軸的軸系部件設計(上海大學機械設計2大作業(yè))

AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAFAHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF機械設計大作業(yè)設計題目：一級直齒圓柱齒輪減速器輸出軸的軸系部件設計內裝：1.設計任務書1份2?設計計算說明書1份3.裝配工作圖1張學院機電工程及自動化專業(yè)工業(yè)工程學號1212193012121924設計者章申君顧偉指導教師鄧召義完成日期2015年1月4日成績此處插入照片

計算及說明主要結果一、確定齒輪結構尺寸，計算作用在齒輪上的作用力1?1選擇齒輪的結構型式根據(jù)《機械設計課程設計手冊》第16章第5節(jié)，確定齒輪結構為齒輪軸。1.2計算輸出軸的轉矩T”9550x3.0T=9550P=2n2153=187.25N-m1.3計算作用在齒輪上的圓周力、徑向力F=2T/d=2T/(mxz)12222=2x187.25/(0.003x107)=1166.67NF=Fxtanar212=1166.67xtan20=424.63N二、選擇軸的材料因傳遞的功率不大，并對質量及結構尺寸無特殊要求，所以初選軸的材料為45鋼，并經過調質處理。查《機械設計課程設計手冊》表16-1,得：軸材料的硬度為217~225HBW，抗拉強度極限b=640MPa，屈服強度極限b=355MPa，彎Bs曲疲勞極限b=275MPa，剪切疲勞極限t=155MPa，許-1-1用彎曲應力[b]=60MPa；查表16-2，得a=126~103。-10T=187.25N-m2F=1166.67N12F=424.63Nr2b=640MPaBb=355MPasa=275MPa—1t=155MPa—1[b」=60MPaA=126~1030計算及說明主要結果

三、初步估算軸的最小直徑d>AJ—203n12i12.7=（126?103）xJ一3153=32.80?26.82mm考慮鍵槽對軸強度的影響，取d=1.07d=28.70mm2min2參考聯(lián)軸器孔徑系列標準，取d=32mm2mind=32mm四、軸的結構設計及強度校核2min4.1聯(lián)軸器的選擇由于載何較平穩(wěn)，速度不咼，無特殊要求，故選用彈性柱銷聯(lián)軸器。查表7-9,聯(lián)軸器的工作情況系數(shù)K=1.3，故AT=KT=1.3x187.25N-m2=243.43N-m查表7-6選用LT6型，公稱轉矩T=250N-m，nT=243.43N-m故T<T，采用Y型軸孔，A型鍵，軸孔直徑d=32mm，軸canca孔長度L=82mm，取彈性套柱銷的裝配距離K=45mm。24c厶匚r上■八，t亠i-rrt4-、亠tv上T=250N-m4.2軸上零件的位置與固定方式的確定n大齒輪安排在箱體中央，軸承對稱布置在齒輪兩側。軸d=32mm外伸端安裝聯(lián)軸器，聯(lián)軸器靠軸肩軸向固定。齒輪靠軸環(huán)和L=82mm套筒實現(xiàn)軸向固定。軸承米用兩端固定，脂潤滑，通過封油K=45mm環(huán)和軸承蓋固定。輸出軸軸系結構如圖所示2計算及說明主要結果

4.3各軸段直徑和長度的確定（1）各軸段直徑的確定d:最小直徑，安裝聯(lián)軸器外伸軸段，4d=d=32mm42mind：密封處軸段。根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求，定位軸b肩為h=（0.07?0.1）〃2]=（0.07?0.1）x32=2.24?3.2mm查表1T9，并考慮到氈圈油封的標準，取d二35mm。22該處軸的圓周速度ndnnx35x15322260x100060x1000=0.28m/s<4m/s故選用氈圈油封合格，由表9-9，選取氈圈35JB/ZQ4606-1997。d：滾動軸承處軸段?？紤]拆裝方便，d>d，取32322d=40mm。選用圓錐滾子軸承。由d=40mm，查表6-3，33初選代號30208軸承，其基本尺寸為dxDxB=40mmx80mmx18mm安裝尺寸d=47mm。a計算及說明d:低速級大齒輪安裝軸段，取d=45mmd=32mm4dd=32mm4d=35mmb選取氈圈35JB/ZQ4606—1997。d=40mm3dxDxB=40mmx80mmx18mmd=47mma主要結果d=45mm2d:滾動軸承處軸段’d二d二40mm。113（2）各軸段長度的確定l:大齒輪配合段。由齒寬b28°mm，為了便4于定位可靠，同理取L二78mm。4L：此段長度除與軸上零件有關外，還與軸承寬度及軸2承端蓋等零件有關。且此軸段一部分長度用于裝軸承蓋，d=40mm1部分伸出相體外。取L二120mm22L：右側安裝封油環(huán)、軸承的軸段。3L=B=18mm3L:此段裝軸承與套筒。取套筒長度為30mm，則1L=78mm4L=18一2+30+2=48mm。1L=120mm2L=18mm3L=48mm1計算及說明主要結果4.4按彎扭合成應力校驗軸的強度輸出軸的受力簡圖如圖所示AYAZ424.63F=212.32NBYBZ1166.67=583.34N計算及說明F=F=*F2+F2AB'AYAZ=、:212.322+583.342=620.78N截面C處的水平彎矩M=FL/2=583.34x0.158/2C2ZAZ=46.08N-m截面C處垂直彎矩M=FL/2=212.32x0.158/2C2YAY=16.77N-m截面C處的合成彎矩M=-.:M2+M2C2C2YC2Z=、.'16.772+46.082=49.04N-mF二212.32NAYF二583.34NAZ主要結果F=FAB=620.78NMC2Z=46.08N-mMC2Y=16.77N?m輸出軸所受轉矩T二T二187.25N-m2危險截面C的當量彎矩：因為是單向回轉軸，所以轉矩切應力視為脈動循環(huán)變應力，取折合系數(shù)a=0.6，則M=-,；M2+(aT)2=.29.042+(0.6x187.25)2=116.04N-mMMC=&=eS—caW0.1d32116.04x1030.1x453=12.73MPa<[c]=60MPa-1故軸強度足夠MC2=49.04N-mMe2=116.04N-mc=12.73MPaca<Q]=60MPa-1軸強度足夠計算及說明主要結果軸的彎矩圖和轉矩圖計算及說明主要結果軸的彎矩圖和轉矩圖4?5滾動軸承校驗(1)輸出軸軸承壽命。查表6-5得：圓錐滾子軸承30208的基本額定動載荷C=35.0kNr

C二63.0kN，基本額定靜載何C二74.0kN。預計壽命為r0lOOOOh。查表614，當收到輕微沖擊，取圓錐滾子軸承載荷系數(shù)f二1.2。因為F/F二0，查表63得圓錐滾子軸承的最P°ar小e值為0.37,故此時F/F<e，則徑向動載荷系數(shù)arX=X=1，軸向動載何系數(shù)Y二Y二0.1212P二0.4F+F1r1a1二0.4x424.63二170.00C=23.2kN0f=1.2pX=X=112Y=Y=012P=170.001計算及說明主要結果7106(fc￥h60nIP丿2106(1x63000丫=x60x153(170.00丿=5.54x106h>10000h故軸承壽命符合要求。(2)軸承潤滑方式的確定。齒輪的圓周速度ndnnx32x153V=^2=6000060000=0.27m/s<2m/s故軸承采用脂潤滑。五、鍵的選擇與強度校核5?1輸出軸外伸端處(1)選擇鍵連接的種類和尺寸。d=d=32mm，L=78mm，考慮到鍵在軸中部安裝，查42min4表4-27，選鍵10X80GB/T1096-2003，b=10mm,h=8mm,L=80mm。選擇材料為45鋼，查表4-28，鍵靜連接時的許用擠壓應力為a]=100?120MPa，p取0]=110MPa。pLh=5.54x106h>10000h軸承壽命符合要求軸承采用脂潤滑

工作長度心L-b=80-10=70mm。鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5x8=4mm。（2）校核鍵連接的強度。b=10mmh=8mmL=80mm[c]=110MPapl=70mmk=4mm計算及說明主要結果2Txl032x187.25x103C=——2=pkid4x70x3221=41.79MPa<[c]p故鍵的強度足夠，選擇鍵10X80GB/T1096-2003合適。5.2輸出軸大齒輪連接處（1）選擇鍵連接的種類和尺寸。大齒輪連接處d=45mm，L=78mm，考慮到鍵在軸中部安22裝，查表4-27，選鍵14X9GB/T1096-2003，b=14mm,h=9mm,L=70mm。選擇材料為45鋼，查表4-28，鍵靜連接時的許用擠壓應力為]=100?120MPa，p取[c]=110MPa。p工作長度l=L-b=70-14=56mm。鍵與輪轂鍵槽的接觸高/r