机械设计基础课程设计分析

≥1.2δ
轴套定位，原 则与轴环相同
δ+c3+c4
δ+L1+L2
Biblioteka Baidu10~15
初估轴径d1,联轴器
需选标准值;长度按带、 链轮、联轴器定
需定位,直径比d1大
5~9，按密封件取标 准值；长度按结构
无定位，直 径大1~3， 但须按轴
承取标准值
第五讲 减速器装配草图设计
5.2 轴强度、轴承寿命、键联接强度的校核计算
5.3 完成减速器装配草图
（1）轴系部件的结构设计
② 滚动轴承的润滑和密
封装置的设计 油润滑：浸于油中的
齿轮圆周速度 v>=2m/s时采 用。
第五讲 减速器装配草图设计
5.3 完成减速器装配草图
（1）轴系部件的结构设计 ③箱缘输油沟的结构形式和尺寸 有机械加工油沟和铸造油沟。
常用机械加工油沟。若齿轮为斜 齿轮而小齿轮的直径又小于轴承 孔径，则应在小齿轮轴承滚动轴 承面向箱体内的一侧安装挡油盘。
第五讲 减速器装配草图设计
原则：
设计总是从装配图的设计开始的。大部分零件的结 构和尺寸是在装配草图设计阶段决定的，在这个阶段的 过程中，要综合考虑零件的强度、刚度、制造工艺、装 配、调整和润滑等各个方面。
目的：
观察最初确定的运动参数、各传动件的结构和尺寸 是否干涉；在绘图过程中定出轴的结构、跨距及受力点 的位置，以便验算轴的强度、滚动轴承的寿命；确定所 有零部件的结构和尺寸，为工作图的设计打下基础。
则c点轴径
db
3

M bc
0.1 b 1
3

246214 0.1 60
34.49mm
有一个键槽，轴径增大5%，则db=34.49× (1+0.05)=36.26mm<52mm
两处结构设计轴径均大于强度校核所需轴径值，所以均满足强度条件。
第五讲 减速器装配草图设计
5.3 完成减速器装配草图
第五讲 减速器装配草图设计
5.3 完成减速器装配草图
（1）轴系部件的结构设计
② 滚动轴承的润滑和密
封装置的设计 脂润滑：浸于油中的
齿轮圆周速度 v<2m/s时采 用，充填量为轴承空间的 1/2~1/3，箱体外部轴承座 上适当位置安装油脂杯 。
轴承面向箱体内的一 侧安装挡油盘。
第五讲 减速器装配草图设计
（1）轴的强度校核计算 根据俯视草图确定的轴的结构和支点及轴上零
件力的作用点，进行轴的受力分析、绘制弯矩图和 当量弯矩图，判定危险截面进行强度校核。
要求：只进行输出轴的强度校核，如果强度不 够可通过加大轴径提高其强度。
第五讲 减速器装配草图设计
5.2 轴强度、轴承寿命、键联接强度的校核计算
（2）滚动轴承寿命的校核计算 滚动轴承的寿命最好与减速器的寿命相同，或
设计轴的结构（确定径向尺寸和 轴向尺寸）图1.5-3；确定轴承安 装具体位置见图1.5-4；确定轴承 座孔的宽度和箱缘宽度；轴承盖、 螺钉、调整垫片的绘制；确定外 伸轴段的长度；确定轴和轴上零 件的受力点。
脂润滑 10~15
5~8
≥δ
油润滑 3~5
无定位，直径 大1~3；长度比 齿轮短1~3
轴环定位，上端按轴承定 位要求，下端按齿轮定位 要求；长度按结构确定
逐步学会并掌握“三边”设计法。
第五讲 减速器装配草图设计
5.1 初绘减速器装配草图
（1）准备工作
确定传动齿轮的主要尺寸；电动机的安装尺寸； 选择联轴器的类型；初选滚动轴承类型；确定滚动 轴承的润滑和密封方式；确定减速器箱体的结构尺 寸（箱体结构复杂，强度和刚度的计算比较困难， 按经验公式计算出尺寸后要圆整，具体见表1.5-1）。
主要工作：设计轴系部件（箱内传动零件、轴 上其他零件、与轴承组合有关的零件）、箱体及减 速器的具体结构。步骤如下：
（1）轴系部件的结构设计 （2）减速器箱体的结构设计 （3）减速器附件的设计
第五讲 减速器装配草图设计
5.3 完成减速器装配草图
（1）轴系部件的结构设计 ① 箱内齿轮的结构设计
若小齿轮做成齿轮轴，俯 视图中的大齿轮采用全剖， 小齿轮根据轴的规定画法 采用局部剖，表明两齿轮 的啮合情况。若为斜齿轮， 应在小齿轮的未剖外形图 上用三条细实线画出齿斜 方向。
要求：只进行输出轴上键的强度校核。 若计算应力大于许用应力，可通过改变键长、改 用双键、采用花键、加大轴径、改选较大剖面的 键等来满足强度要求。
第五讲 减速器装配草图设计
算例——轴的强度校核
已知单级圆柱齿轮减速器输出轴的结构如图所示。轴的材 料为45钢，调质处理。齿轮的分度圆直径d = 177.43 mm，作用 在齿轮上的圆周力Ft = 3845N，径向力Fr = 1427N，轴向力 Fa= 767N，单向工作。试校核该轴强度。
第五讲 减速器装配草图设计
算例——轴的强度校核
(5)校核轴的强度
a点轴径最小，b点弯矩值最大。
所以该轴的危险断面为a、b两点。
查表得[σb]-1=60N/mm2。
则a点轴径
da
3

M ac
0.1
b

1
3

197820 0.1 60
32.07mm
有一个键槽，轴径增大5%，则da=32.07× (1+0.05)=33.67mm<40mm
第五讲 减速器装配草图设计
算例——轴的强度校核
解：(1)作轴的受力简图，求支座反力，如图(b) (c) (e)
第五讲 减速器装配草图设计
算例——轴的强度校核
(2)作弯矩图
第五讲 减速器装配草图设计
算例——轴的强度校核
(3)作转矩图，如图(h)
第五讲 减速器装配草图设计
算例——轴的强度校核
(4)作计算弯矩图，如图(i)
第五讲 减速器装配草图设计
5.1 初绘减速器装配草图
主左
(2) 俯视图草图初绘(步骤)
俯
选择比例尺—— 一般按
1:1，用A0号图纸绘制，
布局，画出中心线；齿轮轮
廓尺寸绘制；画出箱体的内
壁线；初定外伸段轴
径
3
dA
P ，高速端与电
n
机相联d=(0.8~1.0)d电机；
第五讲 减速器装配草图设计
5.1 初绘减速器装配草图
与减速器的检修期相符（检修期一般为2~3年）。 若轴承寿命不够，先考虑选用另一种直径系列
的轴承，其次考虑改变轴承的类型，提高基本额定 动载荷。
要求：只对输出轴上的一对滚动轴承进行寿命 校核计算。
第五讲 减速器装配草图设计
5.2 轴强度、轴承寿命、键联接强度的校核计算 （3）键联接强度的校核计算
键联接的强度校核计算主要是验算其挤压应 力，许用挤压应力按键、轴、轮毂三者材料最弱 的选取。