传动齿轮的参数汇总 表3 I-II轴 II-III轴
齿数Z:个 法向模数,分度圆直径d,中心距a:mm
Z1 26 33 Z2 119 109 mn 2.0 2.5 d1 53.44 85.01 d2 244.57 280.79 ? 13.31o 13.96° B1 58 90 B2 53 85 a 149 183 五、轴的计算
高速轴的设计
1).已知输入轴上的功率P 、转速n 和转矩T
高速轴:P1?12.08kW;
n1?1460r/min ;
T1?78.01Nm
材料:选用45号钢调质处理。取????35Mpa C=108。 2) 确定轴的最小直径
dmin?112?312.08?21.44mm,因此根据联轴器选择(后面将有计算),1460取
d1?30mm
选用LX3联轴器。半联径d1=30mm,故取 d1-2=30mm,半联轴器长度L=82mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度L=60mm
轴配合的毂孔长度L =56mm
3)结构设计
拟定轴上零件的装配方案 采用图1所示的装配方案 图1
4)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
(1)为使联轴器轴向定位,在外伸端设置轴肩,则第二段轴径d2?3?35mm。查手册,此尺寸符合轴承盖和密封圈标准值,因此取d2?3?35mm。
(2)设计轴段d3?4,为使轴承装拆方便,查手册,采用轴肩膀给轴承定位。选轴承30307,根据轴承孔径,所以d3?4?d7?8?40mm,长度略比轴承宽度短,取为L3?4?L7?8?25mm.
(3)齿轮分度圆直径为53.44mm,齿轮宽度为60mm,,因此
d5?6?53.44mm,L5?6?55mm
L4?5?110.5。(4)轴承由轴肩膀定位, 取d4?5?d6?7?45mm,L6?7?27.5mm,
中速轴的设计:
材料:选用45号钢调质处理。取????35MpaC=110。 图2
dmin?C3P2?37.24,最小轴径段安装轴承,在此选择30307轴承,因此,n2d1?2?d5?6?40mm
且d2?3?d1?2取d2?3?48,轴长比齿宽略短取L3-2=86。 d2?3装配低速级小齿轮,
d4?5段主要是定位高速级大齿轮,所以取d4?5?48mm,轴长比齿宽略短取
L4-5=50mm。
d3?4段轴肩定位齿轮,所以取d3?4?12mm,L1?2?50mm,L5?6?55。
低速轴的设计
1、轴的计算
轴的输入功率为P3?11.14Kw,轴的转速为n3?96.18r/min,
轴的输入转矩为T3?1092.27N?mm 。
2、求作用在齿轮上的力
由前面齿轮计算所得:低速大齿轮的分度圆直径d2?280.79mm ,则:
Ft?2T3d22?1092.27?103??7779.98N
280.79Fr?FtFatan?ncos??7779.98?tan20??2917.86N
cos13.960?Fttan??7779.98?tan13.96??1934.00N
3、初步确定轴的最小直径
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“轴常用几种材料的??T?及A0值表”(表15-3)可查得A0?112,于是有: dmin?A0?3P311.14?110?3?53.62mm n396.18 输出轴的最小直径轴段安装半联轴器,需选取联轴器型号。
联轴器的计算转矩Tca?KA?T3 由传动平稳,查“工作情况系数KA表”(表14-1)可查得KA= 1.5
Tca?1.5?109.227?104N?mm?1638405N?mm
按照计算转矩Tca应小于联轴器公称转矩的条件查标准GB/T 5272—2002,选用GY7型TU凸缘连轴器,半联轴器的孔径dI= 60mm,故取dI?II=60mm。半联轴器长度L=142mm,半联轴器与轴的配合长度L1=105mm。
4、轴的结构设计
图3
Ⅷ Ⅶ Ⅵ Ⅴ Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅰ
(1)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
a.为了满足轴向定位要求,I-II轴段要制出一轴肩,故取II-III段的直径
dII?III=64mm;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径D=68mm。为使轴端
挡圈能够有效工作,取LI?II=105mm。
b.初步选择滚动轴承。因轴承同时受径向力和轴向力的作用,故选用圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据dII?III=64mm,初步选取 03尺寸系列,0基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承30313,其尺寸为
dIII,故d?D?T6?5mm?140m?m36mm?IV和dVII?VIII均取65mm, lIII?IV=36mm
右端滚动轴承采用轴肩进行定位。由30313的安装高度可知,则
da=dIV?V=70mm。
c.轴段VI-VII安装齿轮,取直径dVI?VII=70mm;齿轮的右端面与右轴承之间采用套筒定位。由大齿轮齿宽B2= 85mm,取lVI?VII=82mm。齿轮的左端面由轴肩定位,轴肩高度h=(2-3)R,R=2,取h = 6mm,则轴环直径dV?VI=84mm,轴环宽度b?1.4h,取lV?VI = 11mm。
d.初定端盖总长为20mm,联轴器右端面与端盖左端面的距离为l = 30mm,可初步确定lII?III=50mm。
e.取齿轮断面距离箱体内壁距离a = 16mm,II轴上的大齿轮与III轴上的大
齿轮端面间应保持一定的距离c,取c = 20mm。由于铸造误差,轴承内端面与机箱内壁应保持一段距离s,取s = 8mm,有30313轴承的尺寸参数可知,轴承宽度T = 36mm,II轴上的大齿轮轮毂长度L = 50mm。则轴的基本尺寸可初步确定:
lVII?VIII?63mm
机箱内壁宽度圆整后lVII?VIII调整为63mm
lIV?V?L?c?a?s?lV?VI =83mm
(3)轴上零件的周向定位 齿轮、半联轴器的周向定位均采用平键连接。齿轮与轴的连接选用A型平键,按dVI?VII段,根据“普通平键和普通楔键的主要尺寸表”(表6-1)可得,
b?h?l?20mm?12mm?80mm,键槽用指装铣刀加工,为了齿轮与轴有良好的对
H7中性,齿轮轮毂与轴的配合采用;半联轴器与轴的连接选用C型平键,
n6H7。滚动轴承与轴的周向定位由过b?h?l?18mm?11mm?100mm,配合选用k6渡配合保证,选轴的尺寸公差为m6。 (4)确定轴上圆角和倒角尺寸
参考“零件倒角C与圆角半径R的推荐值表”,倒角选用2?45?
圆角有画图和校核时确定。 5、求轴上的载荷
在确轴承的支点位置时,从手册中查得30313型圆锥滚子轴承a=29mm.由图可知作为支梁的轴的支承跨距:L2?L3?142?72?214mm。所得轴的弯矩图和扭矩图如下所示: