轴系设计说明书

设计说明书

一． 齿轮受力分析 1． 由齿轮的参数得：

22465

266cos cos n m Z d mm ββ⨯=

=≈ 3623

141cos d mm β

⨯=

≈ 根据已知条件：中间轴传递的转矩T=1750N ．m 中间轴传动的转速n=170r/min

假设中间轴的转向如下图，则对中间轴两齿轮受力分析如下：

各力的大小计算如下：

3

3222217501013.1710266t T F N d ⨯⨯==≈⨯

32tan 13.1710tan 204900cos cos12

t n r F F N αβ⨯==≈

32tan 13.1710tan122800a t F F N β===⨯≈

3

3332217501024.8110141

t T F N d ⨯⨯==≈⨯

33tan 9230cos t n

r F F N αβ

=

≈ 3tan 5270a t F F N β==≈

二． 轴的设计

1. 按纯扭初步估算轴径：

材料选45钢，调质处理，查设计手册，取C=118 由9550

T n

P =

31.13P kw = n=170 r/min

则

67d mm ≥== 2．轴上部件的选择 1）键

根据轴径初选 键B22×80 GB/T1096-2003

设载荷均匀分布，根据平键连接的挤压强度条件得：

344175010[]7514P P T dhl l

σσ⨯⨯==≤⨯ 中等冲击，取[]80P σ=，计算得78l mm ≥ 取齿轮轮毂的宽度为90mm 。 2）轴承

轴承选择圆锥滚子轴承30214，则其宽度B=24；齿轮与轴承间由套筒轴向定位，设计套筒内圈直径74mm ，外圈直径80mm ，长12mm 。

轴的结构草图如下：

3．轴承支反力的计算及轴承寿命校核

则149001742800133923072527070.52462389H F N -⨯-⨯-⨯-⨯=

=（）

22389490093201941H F N =-+-=（） 2）求竖直面支反力，受力如图：

则

113167174248087224616574V F N

⨯+⨯=

=

213167248081657421401V F N

=+-=

3）总支反力：

216745r F N

==

321488r F N

==4）寿命校核

轴承寿命计算公式如下：

6

1060t h p f C L h

n f P

ε

=（）

查表取：温度系数0.95t f =

载荷系数 1.7p f =

10/3ε=

r a P XF YF =+

因为

/a r F F e ≤

得X=1；Y=0 所以：P=Fr=21488N

66

3

10/3

1060170

4

10600.9521810)

1.7214883.1810t h p f C L h

n f P h

ε

⨯=⨯⨯=⨯=⨯（）（ 寿命满足实际需要，故所选轴承型号符合要求。

4．轴的校核

1）由水平受力图水平弯矩图

2）垂直面弯矩图

3）合弯矩图：

6）危险截面的当量弯矩

33

10207710e M N mm

===⨯

7）危险截面轴的直径校核

轴的材料选用45钢，调质处理，由手册查得

80B σ=，

查得[]60b a MP σ-= 则

70.2d mm ≥=

≈

考虑到键槽对轴的削弱，将直径增加5%，题目中取75mm 完全符合安全要求。