二级减速器课程设计的轴校核

二级减速器课程设计的轴校核

1.1 小锥齿轴校核

1.1.1 初步确定小锥齿轴的最小直径

按照同类机械类比的方法初步确定轴的最小直径

min

d=35 mm，选取轴的材料为45钢，调质处理。

1.1.2 小锥齿轴的结构设计

图 1 小锥齿轴

根据实际情况要求，选择图1所示方案。

1.1.

2.1 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度

为了满足锥齿的轴向定位要求，Ⅰ-Ⅱ轴段右端需制出轴肩，左端采用锥齿端面定位，同理为了满足皮带轮的轴向定位要求，Ⅴ-Ⅵ轴段左端需制出一轴肩，右端采用皮带轮端面定位，为了满足轴承的轴向定位要求，Ⅱ-Ⅲ轴段右端需制出一轴肩，左端采用轴承端盖定位，为了满足轴承的轴向定位要求，Ⅳ-Ⅴ轴段左端需制出一轴肩，右端采用轴承端盖定位。

初步选择轴承，考虑到主要承受径向载荷，同时也承受不小的轴向载荷，故选用圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据dⅡ-Ⅲ=45mm，由轴承产品目录中初步选取圆锥滚子轴承30209，其尺寸为d×D×B=45mm×85mm×19mm，lⅡ-Ⅲ=50mm。

取安装锥齿的轴段的直径dⅠ-Ⅱ=35mm，锥齿的最左端与最右端之间采用端盖定位。

取安装带轮的轴段直径dⅤ-Ⅵ=35mm，带轮的最左端与最右端之间采用端盖定位。

1.1.

2.2 轴上零件的周向定位

锥齿与轴的周向定位采用平键连接，按dⅠ-Ⅱ=35mm，由机械零件手册查的平键截面b×h=10mm×8mm，键槽用键槽铣刀加工，长为22mm，同时为了保证锥

齿与轴的配合有良好的对中性，故选择锥齿与轴的配合为

7

6

H

k

，带轮与轴的周向

定位采用平键连接，按dⅤ-Ⅵ=42mm，由机械零件手册查的平键截面b×h=12mm ×8mm，键槽用键槽铣刀加工，长为40mm，同时为了保证带轮与轴的配合有良好

的对中性，故选择锥齿与轴的配合为

7

6

H

k

，圆锥滚子轴承与轴的周滚子轴承与轴

的周向定位是由过渡配合来。 1.1.2.3 轴上倒角的尺寸 取轴端倒角为2×045。

1.1.3 小锥齿轴上的功率P 1、转速n 1和转矩T 1

若取每级齿轮传动的效率（包括轴承效率在内）η=0.97，1η=0.61(电动机功率因数)，则

211P P η=η=0.55×0.61×2

0.97 kw ≈0.3157 kw

又 111

700238.0952min 2.94r

n n i ==⨯≈ 于是 1

110.31579550000

955000012661.6019238.0952

P T N mm N mm n ==⨯•≈• 1.1.4 求作用小锥齿轮上的力

因已知小锥齿轮的分度圆直径为

21 2.53690d mz mm ==⨯=

而 122212661.6019

281.368990

t T F N N d ⨯=

=≈ 0

0'''

tan tan 20281.3689103.4443cos cos80634n r t F F N αβ==⨯≈

0'''tan 281.3689tan 8063440.0921a t F F N β==⨯≈

圆周力t F ，径向力r F 及轴向力a F 的方向如图2所示 1.1.5 求小锥齿轴上的载荷

首先根据小锥齿轴的结构图（图1）做出轴的计算简图（图2）。在确定

轴承的支点位置时，应从手册中查取a 值。对于30209型圆锥滚子轴承，由手

册查得a=18.6mm 。因此，作为悬臂梁的小锥齿轴的支撑跨距L2=157.2mm ，L1=55.4mm 。根据小锥齿轴的计算简图做出的弯矩图和扭矩图（图2）。

从轴的结构图以及弯矩图和扭矩图中可以看出截面A 和截面B 是小锥齿轴的危险截面。现将计算出的截面A 处与截面B 处的Mh 、Mv 及M 的值列于表1与表2（参看图2）。 121212

()t h t h h F L L F L F F F •+=•=-

1380.5282h F N

⇒≈ 2

99.1592h F

N

= 15587.8388H

M

N mm

≈

12

1212 2

2'

(

)

2

r V V

a V r

a a

a V

F F F

M F L F L L

d

M F

F F

=-

+•=•+

=

=

2'

40.0921

V

F N

⇒=

1

128.4231

V

F N

≈

2

24.9788

V

F N

≈

3926.6704

v

M N mm

≈-1804.1447

a

M N mm

≈

2216074.8082

H V

M M M N mm

=+≈

图 2 轴的载荷

分析图

表1 截面A

载荷 水平面H

垂直面V

支反力

1380.5282h F N ≈ 299.1592h F N = 1128.4231V F N

≈

224.9788V F N ≈ 弯矩M 0Ha M N mm =

1804.1447va M N mm ≈

总弯矩

221804.1447a Ha Va M M M N mm =+=

扭矩T

1

110.31579550000

955000012661.6019238.0952

P T N mm N mm n ==⨯•≈• 表2 截面B

载荷

水平面H 垂直面V