一级斜齿圆柱齿轮减速器输出轴的轴系部件设计(上海大学机械设计2大作业)
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机械设计大作业
设计题目:一级直齿圆柱齿轮减速器输出轴的轴系部件设
计
内 装: 1.设计任务书1份
2.设计计算说明书1份
3.装配工作图1张
学 院 机电工程及自动化
专 业 工业工程
学 号 12121930 12121924
设 计 者 章申君 顾伟
指 导 教 师 邓召义
完 成 日 期 2015年1月4日
成 绩
此处插入照片
计算及说明
一、确定齿轮结构尺寸,计算作用在齿轮上的作用力
1.1选择齿轮的结构型式
根据《机械设计课程设计手册》第16章第5节,确定齿轮结构为齿轮轴。
1.2计算输出轴的转矩T
1.3计算作用在齿轮上的圆周力、径向力
2、选择轴的材料
因传递的功率不大,并对质量及结构尺寸无特殊要求,所以初选轴的材料为45钢,并经过调质处理。查《机械设计课程设计手册》表16-1,得:轴材料的硬度为217~225HBW,抗拉强度极限,屈服强度极限,弯曲疲劳极限,剪切疲劳极限,许用弯曲应力;查表16-2,得。
计算及说明
3、初步估算轴的最小直径
考虑键槽对轴强度的影响,
取
参考联轴器孔径系列标准,取
4、轴的结构设计及强度校核
4.1联轴器的选择
由于载荷较平稳,速度不高,无特殊要求,故选用弹性柱销联轴器。查表7-9,联轴器的工作情况系数,故
查表7-6选用LT6型,公称转矩,
故,采用Y型轴孔,A型键,轴孔直径,轴孔长度,取弹性套柱销的装配距离。
4.2轴上零件的位置与固定方式的确定
大齿轮安排在箱体中央,轴承对称布置在齿轮两侧。轴外伸端安装联轴器,联轴器靠轴肩轴向固定。齿轮靠轴环和套筒实现轴向固定。轴承采用两端固定,脂润滑,通过封油环和轴承盖固定。输出轴轴系结构如图所示
计算及说明
4.3各轴段直径和长度的确定
(1)各轴段直径的确定
:最小直径,安装联轴器外伸轴段,
:密封处轴段。根据联轴器的轴向定位要求,定位轴肩为
查表1-19,并考虑到毡圈油封的标准,取。该处轴的圆周速度
故选用毡圈油封合格,由表9-9,选取毡圈35JB/ZQ4606-1997。
:滚动轴承处轴段。考虑拆装方便,,取。选用圆锥滚子轴承。由,查表6-3,初选代号30208轴承,其基本尺寸为
安装尺寸。
计算及说明
:低速级大齿轮安装轴段,取
则,
:滚动轴承处轴段,。
(2)各轴段长度的确定
:大齿轮配合段。由齿宽,为了便于定位可靠,同理取。
:此段长度除与轴上零件有关外,还与轴承宽度及轴承端盖等零件有关。且此轴段一部分长度用于装轴承盖,
一部分伸出箱体外。取
:右侧安装封油环、轴承的轴段。
:此段装轴承与套筒。取套筒长度为30mm,则
。
计算及说明
4.4按弯扭合成应力校验轴的强度
输出轴的受力简图如图所示
计算及说明
截面C处的水平弯矩
截面C处垂直弯矩
截面C处的合成弯矩
输出轴所受转矩
危险截面C的当量弯矩:因为是单向回转轴,所以转矩切应力视为脉动循环变应力,取折合系数,则
故轴强度足够
计算及说明
轴的弯矩图和转矩图
4.5滚动轴承校验
(1) 输出轴轴承寿命。
查表6-5得:圆锥滚子轴承30208的基本额定动载荷,基本额定静载荷。预计寿命为10000h。查表6-14,当收到轻微冲击,取圆锥滚子轴承载荷系数。因为,查表6-3得圆锥滚子轴承的最小e值为0.37,故此时,则径向动载荷系数,轴向动载荷系数.
计算及说明
故轴承寿命符合要求。
(2) 轴承润滑方式的确定。
齿轮的圆周速度
故轴承采用脂润滑。
5、 键的选择与强度校核
5.1输出轴外伸端处
(1) 选择键连接的种类和尺寸。
,,考虑到键在轴中部安装,查表4-27,选键10X80 GB/T 1096-2003,。选择材料为45钢,查表4-28,键静连接时的许用挤压应力为,
取。
工作长度。键与轮毂键槽的接触高度。
(2) 校核键连接的强度。
计算及说明
故键的强度足够,选择键10X80 GB/T 1096-2003合适。
5.2输出轴大齿轮连接处
(1)选择键连接的种类和尺寸。
大齿轮连接处,,考虑到键在轴中部安装,查表4-27,选键14X9 GB/T 1096-2003,。选择材料为45钢,查表4-28,键静连接时的许用挤压应力为,
取。
工作长度。键与轮毂键槽的接触高度。
故键的强度足够,选择键16X70 GB/T 1096-2003合适。
6、参考资料
[1]傅燕鸣主编. 机械设计课程设计手册. 上海:上海科学技术出版社,2013.
[2]濮良贵,纪名刚主编. 机械设计. 8版. 北京:高等教育出版社,2006.