【文章內(nèi)容簡介】 頂圓直徑 naa mhdd ??? *11 2 66． 779mm naa mhdd ??? *22 2 221． 227mm 齒根圓直徑 naf mchdd ???? )(2 *11 55． 529mm naf mchdd ???? )(2 *22 209． 977mm 中心距 ?cos2 )( 21 ZZma n ?? 139mm 齒寬 51 ??bB 67mm bB?2 62mm 四 . 軸的設(shè)計 A）、輸入軸Ⅰ的設(shè)計。 1）、輸入軸上的功率 kWP ? ，轉(zhuǎn)速 min/3841 rn ? ， 轉(zhuǎn)矩 mNT ?? 2）、求作用在齒輪上的力。已知高速級小齒輪的分度圓的直徑 mmd ? 則圓周力： NdTF t 7397422 1 1 ????；徑向力： NFF ntr ostan ??? ?? 16 NFF ta 8 77 7 a n7 9 3 9 4t a n ???? ?? 3）、初步確定軸的最小直徑 按扭轉(zhuǎn)強度進行計算 由公式31103 ][ 5 5 0 0 0 0 nPAnpdr?? ? ，估算最小直徑，有： 選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù) 教材 表 153，取 mmA 12601 ? 則 mmnPAd 3 8 49 7 4 4 2 6 33 110m i n1 ???? 輸入軸的最小直徑顯然是與 V 帶大帶輪 的直徑 dⅡ?1配合 ，為了使所選的軸的直徑與 V 帶 帶 輪 的 孔 相 適 應(yīng) ， 其 用 的 是 鍵 連 接 ， 則mmdd %)71(39。 m i n1m i n1 ????? ，取整 mmd 27min1 ? （前面所加的 7%是根據(jù)經(jīng)驗：若軸截面有鍵槽時， min1d 要增大 5%~7%，兩個時就要增大10%~15%） 。 由于大帶輪不是標準件，故就選大帶輪的輪轂孔孔徑 dⅡ?1為 27mm。 4）、軸的設(shè)計。 a、擬定軸上的裝配方案，如下圖 b、根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。 （ 1）為了滿足 V 帶帶輪的輪轂孔孔徑 的軸向定位要求， 12 軸段的右端需制出一軸肩，故取 23 段的直徑 12d 為 27mm,左端用 彈簧墊圈和大六角螺母固定和定位，按軸端直徑取 六 角螺母孔 徑 D=27mm 與之配合，此螺母 由《機械設(shè)計課程設(shè)計》 選為 M27。 由于 11d 等于大帶輪的 0d ，又因為其輪轂寬度0)~( dB ? ，取 mmdB 0 ?? 。由《機械設(shè)計課程設(shè)計》標準件查 17 得彈簧墊圈大徑為 (選自 GB931987 16),其壓緊厚度為 ,和一個鋼制平墊圈大徑為 30mm,其厚度為 5mm,選自 GB9519858100HV 與 V 帶帶輪輪 相配合 的軸段 mmsl ????? 。 （ 2）初步選擇滾動軸承 由于我所選用的齒輪為斜齒輪會在軸向和徑向產(chǎn)生力 ，故 軸承 不僅 受有徑向力 也受軸向力 的作用，故選用 圓錐滾子 軸承，參照工作要求，并根據(jù)mmd 2721 ?? 故選用 圓錐滾子軸承 32022 型，其尺寸為mmmmmmmmTBDd 18176235 ??????? ，故 mmdd 356543 ?? ?? ， 右端軸承采用軸肩定位，由于軸承選用定位軸肩高度 11)~( dh ? ，取h=3mm,則軸肩大于小齒輪 分度圓直徑，則設(shè) mmd 3032 ?? ， mmL 8032 ?? ，mmL 3543 ?? 。 右 端同樣采用軸肩定位取其軸徑為 35mm,。 （ 3）齒輪 軸 段。由于小齒輪的齒根圓的直徑有 ,又軸與齒輪之間需要有鍵定位，按軸徑查的鍵的高度有 7mm，故無法選擇，則定該軸為齒輪軸，根據(jù)齒寬有 mmL 6754 ?? 。 （ 4）設(shè)軸承端蓋的總寬度為 47mm，（由減速器與軸承的端蓋設(shè)計）根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要 求，取端蓋的外端面與 大 V 帶帶輪右端面的距離 L=80mm。 （ 5）取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離 a=10mm,考慮到箱體的鑄造誤差在確定滾動軸承的位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離 s,取 S=8mm,已知滾動軸承寬度 B=17mm,則 mmL 6754 ?? 則軸總長度為 mmLLLLLL ?????? ????? 。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。 c、軸上零件的周向定位 大 V 帶帶輪 與軸的周向定位采用平鍵連接，根據(jù) 12 軸徑及長度，由 《機械設(shè)計手冊》 查得平鍵為 mmmmmmLhb 3278 ????? ,大 V 帶帶輪 與軸的配合為67kH ，滾動軸承與軸的周向定位由過渡配合來保證，選軸的直徑尺寸公差 m6. d、確定軸上的圓角和倒角尺寸。 參考表 152 取軸端倒角為 452? 0 ，各軸肩處的圓角半徑見圖 18 5）求軸上的載荷。 ，由靜力平衡方程可得： ? rByAyRy ByrRA FFFF FFM ???? ???? :0 :0 ? NF NF AyBy ??? b． 在水平方向，由靜力平衡分析得下列靜力平衡方程： ? tBzAzRz BztRA FFFF FFM ???? ???? :0 :0 ? NF NF AzBz 2 0 0 7 4 3 2 0??? 驗正有： 21 aaa FFF ?? ： xFM Ayy ??1 )670( ??x )67(2 ???? xFxFM rAyy ) ?? x mmNM y ??? 6 9 7 8m a x 由此得 1 受力分析圖中 垂直面內(nèi)彎矩圖 圖（ C）所示。 d．水平面 內(nèi)有軸的 彎矩方程如下： xFM Azz ??1 )670( ??x )67(2 ???? xFxFM tAzz )( ?? x mmNM z ??? 1 9 7 1m a x 由此得 1 受力分析圖中 水平面內(nèi)彎矩圖 圖（ D）所示。 f． 合彎矩方程和合彎矩圖如下： mmNMMM zy ?????? )()( 212122合 由此得軸 1 受力分析合彎矩圖圖（ E）所示。 g．繪制 扭矩 圖 轉(zhuǎn)矩由上面算知 mmNT ?? 73974 19 此當量彎矩圖在軸 1 受力分析圖中圖（ F）所示； h．繪制當量彎矩圖 轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪力按脈動循環(huán)變化，取 1?? ，最危險截面處的當量彎矩： 2122 ])([ TMM ec ??? 合 21][ ?? mN?? I． 校核危險截面處的強度； )7 7 ( 0 ??? dM ece? M P aM P a 45][ 1 ??? ?? ?該 軸強度合格。 計算參數(shù)列入下表 載荷 水平面 垂直面 支反力 F NFAz ? NFBz ? NFAy ? ?ByF 彎矩 M mmNMz ?? a x mmNM y ?? a x 總彎矩 2122 )( zy MMM ??合 = mmN ? 扭矩 mmNT ?? 739741 6）按彎扭合成應(yīng)力較核軸的強度。 由于定為齒輪軸，故條件相當寬裕，無需較核。 7）精確較核軸的疲勞強度。 齒輪軸軸徑相對寬裕，故無需精確較核。 20 21 軸 1 受力分析圖 B）輸出軸 II 的設(shè)計。 1 ） 輸 出 軸 上 的 功 率 kWp 2 ?，轉(zhuǎn)速 m in/9 8 0 93 rn ? ， 轉(zhuǎn) 矩mmNT ?? 2406142 2）求 作用在齒輪上的力。低速級大齒輪的分度圓直徑 mmd ? ，則圓周力 NdTFt 5223 ?? ；徑向力 ： NFF ntr 25c ostan ????? ??； 軸向力為： NFF ta ??? ? 其力方向如圖 。 3）初步確定軸的最小直徑。 先初步估算最小直徑，軸材料 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理， mmA 1120 ? ， mmnpAd 1 7 330m in ?? ，由于軸端與聯(lián)軸器的配合是用鍵連接，所以為了滿足 強度要求， 根據(jù)經(jīng)驗公式，該軸要相應(yīng)的增大 7%~10%，所以按最小處理： mmdd %)71(39。m i nm i n ?????? ，圓整為 38mm 根據(jù)最小直徑選連軸器型號 轉(zhuǎn)矩 mmNTKT Aca ??? 3 1 2 7 9 8 23 （ 3.?AK ，軸Ⅰ已選） 根據(jù)條件查 《機械設(shè)計課程設(shè)計》指導書選取為 GY5 型 （ GB58432022） 剛性 聯(lián) 軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 400000 mmN? ，半聯(lián)軸器的孔徑為 mmd 381 ? 故mmd 381 ? ，半聯(lián)軸器長度 L=82mm,半聯(lián)軸器與軸配合的彀孔長度為mmL 7876 ?? 4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 a、擬定軸的裝配方案 22 b、根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。 （ 1）為了滿足半聯(lián)軸器軸向定位，制軸肩 67，其直徑 mmd 3876 ?? ，左端定位用軸端擋圈，取其直徑 D=38mm。為了保證軸不壓軸端面，故 67 段的長度取 82mm。 （ 2）初步選擇滾動軸承。 由于齒輪用的是斜齒輪，故軸既受 徑向力 又受軸向力的作用 ，故選 圓錐滾子軸 承， 根據(jù) mmd 4565 ?? 故 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》表 6154 選用 32022 型 圓錐滾子 軸承，其尺寸mmmmmmmmTBDd 20228050 ??????? ，故 mmdd 502154 ?? ?? ，而 mmL ?? ，右端軸承采用軸 套 定位，由滾動軸承安裝尺寸可得 H=15mm,故 mmd 6543 ?? ， mmL 1043 ?? 。 （ 3）取安裝齒輪處的軸徑為 60mm，齒輪左端與軸承之間采用套筒定位， 已知齒輪輪彀的寬度為 62mm，為使套筒壓進齒輪，取 mmL 6232 ?? ，齒輪右端采用軸肩定位，軸肩高度取 H=5m,則軸環(huán)處的直徑 mmd 6543 ?? ，軸環(huán)寬度b ? , 取 mmL 1043 ?? ， 12 段根據(jù)軸承定位要求，取 mmd 5021 ?? ，mmL ?? 。 （ 4）取軸承端蓋的總寬度為 62mm,為 增加潤滑脂的要求，取端蓋的外端與半連軸器 左 端面的距離 L=28mm； （ 5）同Ⅰ軸（ 5）的過程求得 mmL 4054 ?? ， 23 則軸總長 mmLLL ?????????? ?? 。 c、軸上零件的周向定位。 齒輪、半聯(lián)軸器與周的周向定位均采用平鍵定位。按 76?d 由 《機械設(shè)計手冊》選用 A 型平鍵 表 334 查得平鍵 mmmmmmLhb 621118 ????? ，同時為了保證齒輪與軸的良好配合的對中性，選擇輪彀與軸的配合為67nH，同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用 C 型 平鍵 mmmmmmLhb 74812 ????? ，半聯(lián)軸器與軸的配合為67kH；滾動軸承與軸的周向定位是通過過渡配合來保證，選軸的尺寸公差為 m6. d、確定軸上的圓角和倒角尺寸。 參考 《機械設(shè)計課程設(shè)計》選 取軸端的倒角為 2? 450 ，各軸肩處的半圓角見圖。 e、求軸上的載荷。 （ 1）在豎直方向上，有靜力學平衡方 程： ? rByAyRyByrRyFFFFFFM?????????? 0 ? NF NFAyBy372??? （ 2） 在水平方向上的力，有靜力平衡方程有： ? tBzAzRz