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

AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAFAHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF機械設(shè)計大作業(yè)設(shè)計題目：一級直齒圓柱齒輪減速器輸出軸的軸系部件設(shè)計內(nèi)裝：1.設(shè)計任務(wù)書1份2?設(shè)計計算說明書1份3.裝配工作圖1張學(xué)院機電工程及自動化專業(yè)工業(yè)工程學(xué)號1212193012121924設(shè)計者章申君顧偉指導(dǎo)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(jié)果一、確定齒輪結(jié)構(gòu)尺寸，計算作用在齒輪上的作用力1?1選擇齒輪的結(jié)構(gòu)型式根據(jù)《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》第16章第5節(jié)，確定齒輪結(jié)構(gòu)為齒輪軸。1.2計算輸出軸的轉(zhuǎn)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(zhì)量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，所以初選軸的材料為45鋼，并經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理。查《機械設(shè)計課程設(shè)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(yīng)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(jié)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(jié)構(gòu)設(shè)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(zhuǎn)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(cè)。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(jié)構(gòu)如圖所示2計算及說明主要結(jié)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(jié)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(guān)外，還與軸承寬度及軸2承端蓋等零件有關(guān)。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(cè)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(jié)果4.4按彎扭合成應(yīng)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(jié)果F=FAB=620.78NMC2Z=46.08N-mMC2Y=16.77N?m輸出軸所受轉(zhuǎn)矩T二T二187.25N-m2危險截面C的當(dāng)量彎矩：因為是單向回轉(zhuǎn)軸，所以轉(zhuǎn)矩切應(yīng)力視為脈動循環(huán)變應(yīng)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(jié)果軸的彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖計算及說明主要結(jié)果軸的彎矩圖和轉(zhuǎn)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(yù)計壽命為r0lOOOOh。查表614，當(dāng)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(jié)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(yīng)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(jié)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(yīng)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