箱盖壁厚：?1=×170+3=＜8，取?1=8mm 箱盖凸缘厚度：b1=×?1=12mm 箱座凸缘厚度：b=×δ=13.5mm 箱座底凸缘厚度：b2=×δ=22.5mm 地脚螺钉直径：df=×a+12=17.76mm 取18mm 地脚螺钉数目：n=4 轴承旁连接螺栓直径：d1=×df=13.32mm 取14mm 盖与座连接螺栓直径：d2=（~）df=~10.656mm 取10mm 大齿轮顶圆与内箱壁距离：?1＞δ=10.8mm 取11mm 齿轮端面与内壁箱距离：?2＞δ=9mm 取10mm 视孔盖螺钉直径：d4=（~）df=~7.1mm 取6mm ?3选取：根据润滑方式的不同，?3有不同取值， 油润滑?3=2~5 脂润滑?3=8~10 润滑方式选择根据轴承内径d与轴承转速n乘积大小确定 dn?16?104选择油润滑 dn?16?104选择脂润滑 凸台及凸缘的结构尺寸 螺栓直径 r M18 24 22 36 8 5 M14 20 18 30 5 3 M10 16 14 22 5 3 Ⅰ轴： 因本设计中减速器功率小，故轴用材料选用45钢即可，查表的参数： ??T?=35, A0=110
P 得 Ⅰ轴最细dⅠ=16.6mm n又因为Ⅰ轴上有键槽，轴颈应加大5％，及Ⅰ轴最细应为17.4mm 圆整后Ⅰ轴上d1取20mm 同时考虑到Ⅰ轴与电动机相连，查表得到D=38mm 综上考虑，Ⅰ轴最细直径取38mm，因为轴为齿轮轴，所以所用料为40Cr。 于是d1=38mm 则由于d2=d1+（8~10）=45mm,d3= d2+(2~5)=50mm,d5= d3+（2~5）=55mm 由公式 d?A03选择输入轴联轴器： 由于输入转速高、扭矩大，故选用带有弹性元件的联轴器，此处选用弹性套柱销联轴器，查阅手册根据电动机伸出轴的直径选择 Y38?82LT6联轴器GB/T 4323-2002 Y38?82具体参数如下表： 转动惯许用转轴孔直轴孔长公称转量型号 质量kg 速径 度 矩N?m r/min mm Mm kg?m2 LT6 250 3800 38 82 选择连接联轴器与轴的键： 根据直径选择键：b×h=10×8 t=5 t1=3.3 l=50 选择圆锥滚子轴承（可承受轴向力）： 安装轴承的尺寸为d3=50mm，故选取圆锥滚子轴承30210，参数如下(mm)： d D T a 50 90 20 57 58 其中计算系数为：e=, X=, Y=. 79 83 Cr Cor 92 计算轴承安装尺寸： 因为nd?50400?16?104，所以采用脂润滑，?3?9 轴初步尺寸如下： 计算齿轮受力： 2T圆周力 Ft?1?1700N d1Ftan?n?628N 径向力 Fr?tcos?轴向力 Fa?Fttan??303N 轴承强度校核：
计算轴承受力： 1、计算轴承支反力： 水平面F1?lA?lB??Fr?lB?0 ? F1?竖直面F1'?lA?lB??Ft?lB?0 ? F1?'Fr?lB?381N lA?lBFt?lB?1155N lA?lB合成轴承支反力： 2、计算两轴承轴向心力： 因而轴有向右运动的趋势，即轴承2被压紧，轴承1被放松 3、计算当量动载荷 FA1434??0.36?e?0.42 X=1,Y=0 FR11216FA2737??1.23?e?0.42 X=,Y= FR2598因此当量动载荷 P1?X1FR1?Y1FA1?1216N P1?P2 所以只需要校核轴承2的寿命 4、求轴承2的寿命 滚动轴承载荷系数fP?1.0 滚动轴承温度系数fT?1.0 满足寿命要求。 轴的强度校核： 轴受力图： 轴承1距齿轮受力点为lA，轴承2距齿轮受力点为lB。 水平面受力图： 水平面弯矩及弯矩图： Mmax=F2?lB?21.489N?m 垂直面受力图： 垂直面的弯矩及弯矩图： 合成弯矩图： 扭矩及扭矩图： 判断危险截面： 据轴的弯矩图与扭矩图可初步判断轴的危险截面为齿轮集中力点所在截面。 确定许用应力： 材料：45钢调质热处理，查表得其抗拉强度、弯曲强度、弯曲疲劳极限、剪切疲劳极限
?b?735MPa,?s?540MPa,??1?355MPa,??1?200MPa,???0.34,???0.2122 合成弯矩： M1?MH1?MV1?52.057N?m 抗弯截面模量：W?0.1d3?5.75?10?6m3 M弯曲应力：??1?9.05Mpa W抗扭截面模量：WT?2?W?11.5?10?6m3 T?2.85Mpa 剪切应力：??WT因为，弯曲应力属于对称循环变应力，所以 因为，剪切应力属于脉动循环变应力，所以 求断面的有效应力集中系数： 断面处有键槽，因此轴面积有变化，按照螺纹、键、花键、横孔处及配合的边缘处的有效应力集中系数查询： 因为?b?735MPa，利用内插法得k??1.932,k??1.7695 确定表面质量系数β及绝对尺寸系数??和?r： 轴加工方式为车削，查表利用内插法得β= 轴材料为45Cr，直径为38mm，经查表得??=，?r= 求安全系数： 按照应力循环特性r=C的情况计算安全系数： 轴只受正应力时安全系数为 轴只受切应力时安全系数为 本轴材料均匀、载荷与应力计算精确，故取S= 轴的总安全系数为： 所以轴安全强度足够。 键的强度校核： 键连接的许用挤压应力经查表取??p?=130MPa 轴Ⅰ的转矩为T1?9550? 故?p?P1?32.81kN?m nd2?TⅠ?3.85MPa
0、5结尾的直径，故dⅡ最终取35mm。记为d3?35mm 选择圆锥滚子轴承（可承受轴向力）： 安装轴承的尺寸为d3=35mm，故选取圆锥滚子轴承30207，参数如下(mm)： d D T a 35 72 42 其中计算系数：e=， X=, Y= . 44 62 65 Cr Cor 计算轴承安装尺寸： 轴初步尺寸如下： 计算齿轮受力： 斜齿轮： 2T圆周力 Ft?1?1700N d1Ftan?n?628N 径向力 Fr?tcos?轴向力 Fa?Fttan??303N 直齿轮： 2T圆周力 Ft?Ⅱ?5151N d3径向力 Fr?Fttan??1875N 轴承校核： 因为nd?8855?16?104，所以采用脂润滑，?3?9 计算轴承支座反力： 水平面圆周力产生的径向支反力： 竖直面圆周力产生的径向支反力： 合成径向支反力：FR1?F12?F1'?3075N 2、 两轴承轴向力： Fs1?Fs2?FR1?961N 2YFR2?1234N 2Y2 Fa2?FS2?303?1234?1537N?FS1?961N 轴有向右运动趋势,轴承1受拉,轴承2受压,即 FA1?Fa2?FS2?1537N
机械设计课程设计
