哈工大机械设计课程设计
（5）蜗轮与轴段4：轴段4上安装蜗轮，为了方便安装蜗轮d4应该略大于d3，取d4=52mm，按照蜗轮的设计，蜗轮的轮毂宽为（1.5~1.9）d5，取轮毂宽为78mm，则轴段5的长度略小于蜗轮轮毂宽度，取L5=75mm
（6）轴肩5的设计：轴段6上安装与轴段3成对的挡油板，考虑到轴承受力的对称性轴肩5的长度L5=11mm。
（7）轴段2的长度：轴段2的长度根据箱体的壁厚、轴承凸台的厚度、轴承端盖的厚度以及联轴器类型确定:L25=0mm
（8）键连接：联轴器及蜗轮的轴向连接均采用普通平键连接，分别为键12×61GB/T1096-1990及键16×68GB/T1096-1990. 4.轴受力分析
蜗轮所受力 Fa= Fr=Ft991N Ft==2720N
在水平面上
R1H?
Fr?L3?Fa?d/2991?56?709?115??1245N
L2?L311011
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R2H?Fr?R1H?991?1245??254N
负号表示力的方向于受力简图中所设方向相反。 在垂直平面上
R1V?R2V?Ft/2?1360N
轴承Ⅰ上的总支承反力
R1?R1H?R1V?12452?13602?1843.8N
22轴承Ⅱ上的总支承反力
R2?R2H?R2V?2542?13602?1381.9N
22（1）画弯矩图 在水平面上 A-A剖面左侧：
MAH?R1H?L2?1245?54?67230N?mm A-A剖面右侧：
MAH?R2H?L3?254?56?14224N?mm 在竖直平面上
'MAV?R1V?L2?1360?54?73440N?mm 合成弯矩 A-A剖面左侧：
22MA?MAH?MAV?67230?73440?99565.6N?mm
22A-A剖面右侧：
22MA?(MAH)2?(MAV)2?14224?73440?74804.8N?mm '''（2）画转矩图 1. 校核轴的强度
A-A剖面左侧因弯矩大、有转矩，还有键引起的应力集中，故A-A剖面左侧为危
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险截面。
由附表10.1，抗弯剖面模量
bt(d?t)214?6?(52?6)23W?0.1d??0.1?52??12107.6mm3
2d2?523抗扭剖面模量
bt(d?t)214?6?(52?6)23WT?0.2d??0.2?52??26168.4mm3
2d2?523弯曲应力
?b?
M101199.6?MPa?8.35MPa W12107.6?a?8.35MPa
?m?0
扭剪应力
?T?T283000?MPa?10.8MPa WT26168.4?a??m??T/2?10.8/2?5.4MPa
MPa，??1?300MPa，对于调质处理的45钢，由表10.1查得?B?650??1?155MPa，
由表10.1注?查得材料的等效系数???0.2，???0.1。 键槽引起的应力集中系数，由表10.4查得K??1.825,K??1.625 绝对尺寸系数，由附图10.1查得???0.8,???0.76 轴磨削加工时的表面质量系数由附图10.2查得??0.92。 安全系数
S????1K??3001.825?8.35?0.2?00.92?0.8?14.49
???
?a????m 13
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S????1K??1551.625?5.4?0.1?5.40.92?0.76?9.17
?11.85
???S?2?a????m?S??S?S??S?214.49?11.8514.49?11.8522查表10.5得许用安全系数[S]?1.3~1.5，显然S?[S]，故A-A剖面安全。 5.校核键连接的强度 联轴器处键连接的挤压应力
?P?4T4?283000??88.4MPa dhl40?8?(50?10)?P?[?]P，取键、轴、联轴器的材料都为钢，查表6.1得?P?120~150MPa。显然，
故强度足够。
齿轮处键连接的挤压应力
?P?4T4?283000??38.37MPa dhl50?10?(70?11)取键、轴、齿轮的材料都为钢，查表6.1得?P?120~150MPa。显然，?P?[?]P，故强度足够。 6.校核轴承寿命
(1) 计算轴承的轴向力。由表11.13查得70309轴承内部轴向力计算公式，则轴承Ⅰ、Ⅱ的内部轴向力分别为
根据轴承手册查得
S1?0.4Fr1?0.4?1843.8?737.52N S2?0.4Fr2?0.4?1381.9?552.76N
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图一：轴承布置及受力
S1及S2的方向如图一所示，S2与A同向，则
(S2?A)?(552.76?709)?1261.76N
显然，S2?A?S1，因此轴有左移趋势，但由轴承部件的结构图分析可知轴承Ⅰ将保持平衡，故两轴承的轴向分力分别为
比饺两轴承的受力，因R1?R2及Fa1?Fa2，故只需校核轴承Ⅰ。 （2）计算当量动载荷。 因为
Fa1/R1?1261.76/1843.8?0.684?e?0.44 所以
X=0.56,Y=2.30
当量动载荷
P?XR1?YFa1?0.56?1843.8?2.3?1261.76?3934.576N
（3）校核轴承寿命。轴承在100?C以下工作，查表11.9得fT?1。平稳，查表11.10，得fP?1。 轴承的寿命
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哈工大机械设计课程设计蜗杆减速器设计说明书（含图）
