d=30mm。 （3）确定轴的各段直径：采用阶梯轴，尺寸按由小到大，由两端到中央 的顺序确定 A．外伸端（与V带轮相连）：取最小直径d1=30mm； d1?30mm d2?35mm B．V带轮定位轴肩高H=0.08d1=2.4mm,故d2=d1+2H=34.8mm；取 d 3?40mm 35mm C．安装两滚动轴承处的轴颈直径为d3=40mm； d4?40mm d5?42mm D．要固定齿轮，需要安装一个套筒，取内径d4?d3?40mm，外 径为50mm； E．为便于齿轮安装，取齿轮轮毂与轴配合处直径d5=d3+2=42mm； F．考虑轴承固定要求，取轴环直径d6?d5?0.18d5?49.56mm； 取50mm G．d7?d3?40mm。 （4）选择轴承类型： 由上述一系列直径，查手册P66表6-1得：轴承代号为6308。 基本尺寸d=40mm,D=90mm，B=23mm。 安装尺寸damin?49mm,Damax?81mm,rasmax?1.5mm。 基本额定动载荷Cr?40.8kN，基本额定静载荷Cor?24.0kN （5）轴承盖的设计： 带有密封件的轴承盖，轴承外径D=90mm，取d3?8mm；即M8 d0?9mm时，e?1.2d3?9.6mm d6?50mm d7?40mm 轴承代号为6308 d3?8mm e?9.6mm D2?130mm D0?110mm D2?D?(5~5.5)d3?(90?5?8)mm?130mm D0?0.5(D2?D)?0.5?(130?90)?110mm （6）轴各段的长度设计： A.箱盖壁厚?1?0.02a?1?0.02?207?1?5.14mm?8mm，故 ?1取8mm； B.箱体内壁与大齿轮顶圆应留有空隙?1?1.2??9.6mm,取 ?1=10mm； - 9 -
C.箱体内壁与小齿轮端面应留有空隙?2??=8mm，故取?2=9mm； D.因为内壁至轴承座端面的距离L2???C1?C2?(8~12),查手册P149 表11-2得：C1min=14mm,C2min?12mm,??8mm L2?(8?14?12?10)mm?44mm E.根据d1?30mm，查手册P15表1-29得：外伸轴长度l1?58mm F.轴承宽度B=23mm，l2?30?e?(L2?B?10)?50.6mm G. l3?B?10?2?5?40mm，5mm为套筒宽度； H.小齿轮宽度b1?87.8mm，故取l4?87mm I.查手册P17表1-31得轴环宽度l5?1.4h?1.4?0.1d4?5.6mm，取 l5?6mm J.l6?l3?40mm （7）挡油环 d?n?40?205.13?8205.2mm?r/min?2?10mm?r/min 所以轴承采用脂润滑，需要挡油环。取?3=10mm （8）轴的强度校核 按弯矩，扭矩合成强度计算轴的计算简图如图所示： 5 l1?58mm l2?50.6mm l3?40mm l4?87mm l5?6mm l6?40mm
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Ft?4371N A．决定作用在轴上的载荷： Fr?1591N 2T22?157.36?103??4371N（d为小齿轮的节圆直径） 圆周力Ft?d720 径向力Fr?Ft?tan??4371?tan20?1591N（?为啮合角） B．决定支点反作用力及弯曲力矩： a?l1?l2?0.5B?(58?50.6?0.5?23)mm?120.1mm b?0.5B?12?7?0.5l4?0.5?23?19?0.5?87?74mm c?0.5l4?l5?12?0.5B?0.5?87?6?12?0.5?23?73mm 支承反力FRBH?FRCH? 截面I-I的弯曲力矩 MIH?FRBHb?2185.5?74?10N?m?161.7N?m 支承反力FRBV?FRCV? 截面I-I的弯曲力矩M'IHa?120.1mm b?74mm c?73mm 1Ft?2185.5N 2?3MIH?161.7N?m M'IH?58.9N?m 1Fr?795.5N 2?FRBVb?795.5?74?10?3N?m?58.9N?m M''IH?172N?m 合成弯矩M''IH?M2IH?M'2IH?161.72?58.92N?m?172N?m 轴上的转矩T?157.36N?m,画出轴的当量弯矩图，如图所示。 从图中可以判断截面I-I弯矩值最大，而截面?-?承受纯扭，故校 核这两个截面。 C．计算截面I-I与?-?的直径： 已知轴的材料为45钢，正火，其?B=600MPa；查书P262表12-3 得：[?-1b]?55MPa，[?0b]?95MPa。则 ?? 截面I-I处的当量弯矩 MI?'[??1b]55??0.58 [?0b]95MI?194.7N?m MⅡ?91.3N?m ''M''2IH?(?T)2?1722?(0.58?157.36)2?194.7N?m 轴截面Ⅱ-Ⅱ处的当量弯矩 MⅡ?(?T)??T?0.58?157.36N?m?91.3N?m 故轴截面I-I处的直径 '2 - 11 -
3MI194.7?10?3?32.83mm d1?30.1???1b?0.1?55' 因为在截面I-I处有一键槽，所以轴的直径要增加3%，即为33.82mm。 d5?42mm>34.09mm 轴截面?-?的直径 3MⅡ91.3?10?3?25.51mm d2?30.1???1b?0.1?55' 因为在截面?-?处有一键槽，所以轴的直径要增加3%，即为26.27mm 前面取d1?30mm?26.27mm，故强度合适。 2、减速器低速轴的设计 （1）轴的材料及热处理：选用45钢，正火处理，由书P259表12-1 得： 毛坯直径≤100mm，硬度≤241HBS,抗拉强度?B?600MPa, 屈服强度?s?355MPa,弯曲疲劳极限??1?275MPa （2）初算轴的最小直径dmin，并进行初步结构设计： 由书P261表12-2查得C=118~107。 d?C3P3.31?(107~118)?3mm n43.37 ?45.4~50.1mm 取 dmin=48mm，,最小直径还要符合相配零件的孔径（此处是联轴器 标准尺寸，在此处开一键槽，所以d=1.03×48mm=49.44mm，取d=50mm。 （3）确定轴的各段直径：采用阶梯轴，尺寸按由小到大，由两端到中央 的顺序确定 A．外伸端（与V带轮相连）：取最小直径d1=50mm； d1?50mm d2?58mm d3?60mm B．V带轮定位轴肩高H=0.08d1=3.6mm,故d2=d1+2H=58mm； d4?60mm C．安装两滚动轴承处的轴颈直径为d3=60mm； d5?62mm D．要固定齿轮，需要安装一个套筒，取内径d4?d3?60mm，外 径为70mm； E．为便于齿轮安装，取齿轮轮毂与轴配合处直径d5=d3+2=62mm； F．考虑轴承固定要求，取轴环直径d6?d5?0.18d5?73.16mm； 取74mm。
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d6?74mm d7?60mm 轴承代号为6312 G．d7?d3?60mm。 （4）选择轴承类型： 由上述一系列直径，查手册P63表6-1得：轴承代号为6312。 基本尺寸d=60mm,D=130mm，B=31mm。 安装尺寸damin?72mm,Damax?118mm,rasmax?2.1mm。 基本额定动载荷Cr?81.8KN，基本额定静载荷Cor?51.8KN （5）轴承盖的设计： 带有密封件的轴承盖，轴承外径D=130mm，取d3?10mm；即 M10. d0?11mm时，e?1.2d3?12mm D2?D?(5~5.5)d3?(130?5?10)mm?180mm D0?0.5(D2?D)?0.5?(180?130)?155mm （6）轴各段的长度设计： A.箱盖壁厚?1?0.02a?1?0.02?207?1?5.14mm?8mm， 故 ?1取8mm； B.箱体内壁与大齿轮顶圆应留有空隙?1?1.2??9.6mm,取 ?1=10mm； C.箱体内壁与小齿轮端面应留有空隙?2??=8mm，故取?2=9mm； D.因为内壁至轴承座端面的距离L2???C1?C2?(8~12),查手册P149 表11-2得：C1min?16mm,C2min?14mm,??8mm L2???C1min?C2min?(8~12)?48mm d3?10mm e?12mm D2?180mm D0?155mm l1?82mm l2?49mm E.根据d1?50mm，查手册P15表1-29得：外伸轴长度l1?82mm F.轴承宽度B=31mm 则l2?30?e?(L2?B?10)?10?12?7?49mm G. l3?B?10?2?8?51mm，8mm为套筒宽度； H.大齿轮宽度b1?82.8mm，故取l4?82mm
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l3?51mm l4?82mm l5?9mm l6?51mm
机械设计基础课程设计.doc
