减速器输出轴说明书

斜齿圆柱齿轮减速器结构设计说明

机械工程.系机械工程及自动化专业

机械12-7

设计者林键

扌指导教师王春华

2014年12月26日

辽宁工程技术大学

题目二：二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器输出轴结构简图及原始数据

、根据已知条件计算传动件的作用力

1. 计算齿轮处转矩T、圆周力F t、径向力F r、轴向力F a及链传动轴压力Q。

已知：轴输入功率P=,转速n=150r/(min)。

转矩计算：

T 9. 550 106P / n 9. 550 106 6. 1 / 150 388366. 7N ? mm

分度圆直径计算：

d1m n ? z2 / cos 4 107 / cos 8 6 34 432 . 3mm

圆周力计算：

F 2T / d1 2 388366. 7 / 432. 3 1796. 7N

径向力计算：

、初选轴的材料，确定材料机械性能

初选材料及机械性能

材料牌号 45号

热处理 调质 毛坏直径/mm < 200

硬度/HBS

217~255 (T B /MPa

637

268 T -1/MPa

155 [(T +1] /MPa 216 [(T o ] /MPa

98 [(T -1] /MPa

59

四、进行轴的结构设计

1.确定最小直径

按照扭转强度条件计算轴的最小值

d min

F r F t tan 轴向力计算：

/ cos 1796.7 tan 20 / cos 8 6 34

660. 6N

F a

F tan

轴压力计算：

计算公式为：Q

1796. 7 IOOO K Q P

v

tan 8 6 34

256N

由于转速小，冲击不大，因此取

1OOO K Q P

npz /( 60__1000)

K Q =,带入数值得：

1000 1.2 6. 1

150__25?4__29 /( 60__1000)

3975N

R 2

y

Q ?(l s )尺 l__ a ) 3975 (215

100) 660.6 ?(215 80)

215

6238. 6N

R 1y R 2y Q R r 6238.6 3975 660.6

1603N

(2) 计算垂直面(XOY )支反力

R 2z

R t (l

a )

l

1796. 7 (215

80)

215

1128. 2N

R 1z

R R 2z

1796. 7

1128. 2

668. 5N

2•计算支座反力

(1)计算垂直面(XOZ )支反力

轴受力分析简图

其设计公式为：d 3【_10_P A o3,1 2 3-

飞0. 2 T n 耳n

查表8-2，因弯矩较大故A o取大值118，带入计算得：

d 1183 6. 140.6mm

V150

因开有键槽，轴径需增大5%

得：D=42.63mm

圆整成标准值得：D1=45mm

2. 设计其余各轴段的直径和长度，且初选轴承型号

(1) 设计直径

考虑轴上零件的固定、装拆及加工工艺要求。首先考虑轴承选型，其直径末尾数必须是0、5,且为了便于计算，故D3初取60mm。考虑链轮及轴承2的固定，故D2取55。

考虑齿轮由轴套固定，故D4取62o考虑轴承选型相同及齿轮固定问题D5取70，D6取66，D7 取60 o

(2) 设计各轴段长度

考虑齿轮的拆装与定位L4取78 o考虑最左侧轴承的拆装与定位L7取25。考虑链

轮宽度B=72, L1取70o考虑轴承2与齿轮的相对位置及轴承2的左端固定L3取54。考

虑链轮与轴承2的相对位置及轴承2的右端固定，故L2取52。考虑齿轮左端固定及轴环强度问题，L5取8。考虑齿轮与轴承1之间的相对位置及轴环的宽度，L6取75o

(3) 轴的初步结构设计图

7 6 5 4

3 2 1

(4) 初选轴承型号

F 256 1

由于一a----------- 0. 388 —，故选择向心推力轴承，考虑轴径为60，初

F r660.6 3

选轴承型号为圆锥滚子轴承30212o

3. 选择连接形式与设计细部结构

2 选择连接形式

连接形式主要是指链轮与齿轮的周向固定：初步选择利用键连接以固定链轮与齿轮。

而键的型号依据链轮与齿轮处轴径大小D1、D4分别为45mm、62mm，查《机械设计课程

设计》中表20-1初选链轮处键的公称尺寸为14X 9，而键长L1初取56mm ;初选齿轮处键的公称尺寸为18 X 11,键长L2初取63

3 其余细部结构

五、轴的疲劳强度校核

1.轴的受力图

R iz R iy R 2z Q

3

(1)垂直面(XOZ )弯矩图

M 4z Rz ?(l a ) R 2z ?a 668.5 (215 80) 1128. 2 80 90256N

(3) 合成弯矩图

M 4

M z

M 4y 234472 3N ? mm

M 2

M 2y

397500N ? mm

2•绘制轴的弯矩图与转矩图

mm

(2)水平面(XOY )弯矩图

M 4y Ry ?(l a )

M 2y

Q ?s 3975 1603 (215 80) 216405N ? mm

100

397500 N ?

mm