直齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计原版

直齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计

设计计算说明书

姓名：杜荣荣

已知：n 2=137r/min P= z=101 m=3mm b=80mm L=160mm a=80mm c=100mm l=65mm 1、计算受力

T=955×1042

n p

=955×104×1375.2= N?mm

d 1=mz=3×101=303mm F t =12d T =303

1.1742702x = N

F r =F t ?tan α=×tan20°= N 2、选择轴的材料

用45钢，调质。由表12-2查得C=107~118。 3、估算轴径 取C=112，d min =C 3

n p =112×3137

5.2= ，由轴径选择键A8×7×57 GB/T1096- 2003。考虑键槽的影响，则d min =×=。

4、结构设计

（1）为便于轴承部件的装拆，机体采用剖分式结构。因传递的功率小, 齿轮减速器效率高, 发热小,估计轴不会长，轴承部件的固定方式可采用两端固定方式。由此，所设计的轴承部件的结构形式如图所示。然后，可按轴上零件的安装顺序，从d min 处开始设计。

（2）d

min

就是轴段①的直径，d 1=，轴段①长度l 1=65mm

(3) 轴段②的直径由密封圈确定，密封圈选用毛毡圈中的轴径为35mm 的，则轴段②的直径d 2=35mm ， l 2=。毛毡圈按标准画法画。

(4) 轴承类型选深沟球轴承，轴段③上安装轴承，查轴承手册，内径d=40mm ，外径D=80mm ，宽度B=18mm 。故轴段③的直径d 3=40mm ，考虑到齿轮中心线到轴承中点距离a=80mm ，故l 3=53mm 。

(5) 轴段④上安装齿轮，为方便齿轮的安装，d 4应略大于d 3，可取d 4=44mm 。齿轮左端用套筒端面顶在齿轮左端面上，即靠紧，轴段④的长度l 4应比吃轮毂略短，因齿轮宽度b=80mm ，故取l 4=78mm 。由d 4选择键A12×8×70 GB/T1096- 2003，t=。 (6) 齿轮右端用轴肩固定，由此可确定轴段⑤的直径。按公式h=~d 4= ~，取d 5=50mm ，l 5=5mm 。

(7) 轴段⑦的直径d 7=d 3=40mm ，考虑到齿轮中心线到轴承中点距离a=80mm ，故l 7=47mm 。

5、轴的受力分析 ①画轴的受力简图。 ②计算支承反力。

在水平面上：R H =2r

F = N

在垂直面上：R V =2t

F = N ③画弯矩图。

在水平面上：M H =R H ·a=×80=16748 N ·mm 在垂直面上：M V =R V ·a=×80=46012 N ·mm

合成弯矩：M W =(M H 2＋M V 2)1/2=(167482＋460122)1/2= N ·mm

∵T=955×1042

n p

=955×104×1375.2= N?mm

∴当量弯矩：M=[M W 2＋(αT)2]1/2=[＋× )2]1/2

=?m

6、校核轴的强度

a-a 剖面左侧，因弯矩大，有转矩，还有键槽引起的应力集中，故a-a 剖面左侧为危险剖面。

抗弯剖面模量：W=(π·d 43)/32－bt(d 4－t)2/2d 4= mm 3 抗扭剖面模量：W T =(π·d 43)/16－bt(d 4－t)2/2d 4= mm 3

弯曲应力：σa =W M w =9

.73253

.48965= MPa

σm =0

扭剪应力：τa =τm =T W T 2=8

.1568821

.174270X = MPa

对于调质处理的45钢，查表得σB =650 MPa ，σ-1=270 MPa ，τ-1=155MPa ， K σ=， K τ=，β=，εσ=，ετ=，σs =360， τs =×360=。

S σ=σ-1/(K σσa /βεσ＋σ-1σm /σs )= S τ=τ-1/(K ττa /βετ＋τ-1τm /τs )= S=S σS τ/(S σ2＋S τ2)1/2=

∵[S]=~ ∴S>[S] 显然轴安全。 7、校核轴承寿命

查表60208的C= kN ，X=1，ε=3 P=XF r +YF a =1×＋0=

L h10=

n

16667·(P C )ε

因L h10>10000 h 所以轴承寿命很充裕。