机械设计课程设计_展开式二级圆柱齿轮减速器

.....

齿根圆直径df1?d1?2.5m?75?2.5?3?67.5mm df2?d2?2.5m?300?2.5?3?292.5mm 292.5mm 5. 轴的设计计算 1）高速轴的结构设计 Ft?994.29N 4in,T1?2.088?10N?mm ⑴高速轴P1?3.15kW,n1?1440rm作用在齿轮上的力：小齿轮分度圆直径d1?42mm Fr=361.89N 2T12?2.088?104切向力Ft???994.29N d142?径向力Fr?Fttan??994.29?tan20?361.89N ?为标准压力角20? ⑵初步确定轴的最小直径 先按教材p241初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理.根据p24 5取C=112，d?C3d?14.52mm LT4型弹性套柱销联轴器 6205深沟球轴承 P13.15?112?3?14.52mm n11440高速轴的最小直径是安装联轴器处的轴颈dⅠ?Ⅱ,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号。参考教材p291选择KA?1.5 4转矩Tc?KAT1?1.5?2.088?10?31320N?mm 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 查指导书综合电动机的轴颈选取LT4型弹性套柱销联轴器其公称转矩为63Nm,半联轴器的孔径d=20mm, dⅠ?Ⅱ=20mm,半联轴器长度L=62mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度L1?44mm ⑶根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 ①为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,Ⅰ-Ⅱ轴段右端需要制出一轴肩,根据h＞0.07d,取h=1.5,故取Ⅱ-Ⅲ的直径dⅡ?Ⅲ?23mm;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径D?25mm, 为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴端上, 故Ⅰ-Ⅱ的长度应比L1略短一些,现取lⅠ?Ⅱ?42mm. ②初步选择滚动轴承.因轴承主要受径向力，故选取深沟球轴承.参照工作要求并根据dⅡ?Ⅲ?23mm,由指导书p119初步选取0基本游隙组 标准精度级的6205深沟球轴承。 对于选取的深沟球轴承其尺寸为d?D?B?25mm?52mm?15mm,故lⅠ?Ⅱ?42mm dⅠ?Ⅱ=20mm lⅠ?Ⅱ?42mm dⅡ?Ⅲ?23mm word格式.整理版

.....

dⅢ?Ⅳ?dⅦ?Ⅷ?25mm. 右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.高度dⅣ?Ⅴ?30mm dⅥ?Ⅶ?30mm h?0.07d,取h?2.5mm,因此dⅣ?Ⅴ?30mm ③取安装齿轮处的轴段dⅥ?Ⅶ?30mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮毂的宽度为45mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取lⅥ?Ⅶ?42mm. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高2.5,取dⅤ?Ⅵ?35mm.轴环宽度b?1.4h,取b=5mm. ④轴承端盖的总宽度为10mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,考虑轴承座的宽度,故取lⅡ?Ⅲ?50mm. ⑤取齿轮距箱体内壁之距离a=12mm,两圆柱齿轮间的距离c=16mm.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8mm,已知滚动轴承宽度B=15mm, 低速齿轮轮毂长L=40mm,则 lⅦ?Ⅷ?B?s?a?(45?42)?(15?8?12?3)mm?38mm lⅥ?Ⅶ?42mm dⅤ?Ⅵ?35mm lⅡ?Ⅲ?30mm lⅦ?Ⅷ? 38mm lⅣ?Ⅴ= 103mm lⅣ?Ⅴ?L?c?a?lⅤ?Ⅵ?(80?16?12?5)mm?103mm 至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. ⑷高速轴周向固定 根据《机械设计》p200齿轮和半联轴器的轴向H定位均采用平键连接。根据Ⅵ-Ⅶ段轴颈dⅥ-Ⅶ由指导书p116查得截面尺寸b×h＝8×7。键槽用铣刀加工，取长为32mm,为了保证齿轮与轴有良好的对中性，选择齿轮轮毂与轴的配合为H7n6。半联轴器与轴的连接选用平键b×h×L＝6×6×32，半联轴器与轴配合为H7k6。滚动轴承与轴的周向定位靠过渡配合，dⅢ-ⅣdⅦ-Ⅷ的尺寸公差为m6。 ⑸倒角与圆角 由指导书p85轴上的圆角Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅶ处R=1.0，Ⅴ、Ⅵ处R=1.6.左轴端倒角1.2?45，右轴端倒角1.6?45。 ⑹高速轴结构图如下 ???23?25?20?30?35?30 word格式.整理版

?25 .....

2）中间轴结构 P22.99先计算轴的最小直径，取C等于110，d?C3?110?3?24.9mm n2256.7 最小直径取25mm，最小直径为轴承处的直径，于是也选用深沟球轴承6205， 其尺寸为d?D?B?25mm?52mm?15mm。轴的结构图如下 3）输出轴结构 P32.84最小直径d?C3?110?3?38.2，选联轴器KA取1.5， n364 TC?KA?T3?1.5?424.4?636.6N?m 计算转矩应小于联轴器的公称转 矩，于是选择LT8，公称转矩710，孔径选取45mm，L=112mm,L1?84 根据指导书p120选择深沟球轴承6211，d?D?B?55?100?21 键选用 b?h?L?18?11?63和b?h?L?14?9?70 输出轴的结构如下 word格式.整理版

.....

4)高速轴受力分析 ⑴受力分析图如下 FV1?92.3N FV2? 269.6N FH1? 253.6N FrL3361.9?50??92.3N ⑵垂直面支撑反力FV1?L2?L3146?50FV2?Fr?FV1?361.9?92.3?269.6N ⑶水平面支撑反力FH1?FH2? 740.7N FtF3L2?L3MV1? ?994.3?50?253.6N 146?5013475.8N?mm MH1? 37025.6N?mm FH2?Ft?FH1?994.3?253.6?740.7N ⑷垂直面弯矩MV1?FV1?L2?92.3?146?13475.8N?mm MH2? MV2?FV2?L3?296.6?50?14830N?mm ⑸水平面弯矩MH1?FH1?L2?253.6?146?37025.6N?mm 37035N?mm MH2?FH2?L3?740.7?50?37035N?mm word格式.整理版

M1? .....

⑹总弯矩M1?2MV1?MH1?13475.82?37025.62?39401.7Nmm 22239401.7Nmm M2? 39893.9Nmm M2?MV2?MH2?148302?370352?39893.9N?mm 5）按弯曲扭转合成应力校核高速轴的强度 根据教材p246，单向运转，取??0.6 M2?(?T1)239893.92?(0.6?20880)2?e==?15.5MPa 2W0.1?30查p246表14-3得[??1]=60MPa 2 ?e???-1?，此轴合理安全 危险截面 截面Ⅶ ?e???-1?，此轴合理安全。 6）轴的安全系数校核 ⑴判断危险截面 截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.键槽的应力集中较系数比过盈配合的小，因而,该轴只需校核截面Ⅶ左右两侧即可. ⑵截面Ⅶ左侧 3抗弯系数W?0.1?0.1?303?2700 抗扭系数WT?0.2d?0.2?30?5400 弯矩M?M2?3350?19.550?19.5?39893.9??24335.3N?mm 50504转矩T1?2.088?10N?mm 弯曲应力?b?扭转应力?T?﹟M24335.3??9.01MPa W2700T120880??3.87MPaWT5400 材料为45钢，调质，由《机械设计》p187查得?B?637MPa ??1?268MPa,T?1?155MPa，因r1.0D30??0.04,??1.2 d25d25查p211表得有效应力集中系数k??1.94,k??1.39 查p213表取尺寸系数???0.91,???0.89，取加工表面质量系数 word格式.整理版