機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)單級(jí)圓柱齒輪減速器中南大學(xué)(編輯修改稿)
2025-07-14 04:45 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 擇軸的材料、熱處理方式：由于無(wú)特殊要求，選擇最常用材料45鋼，調(diào)制處理。查【1】表141得知：硬度：217～255HBS；強(qiáng)度極限：；屈服極限：；彎曲疲勞極限：。查【1】表143得：彎曲需用應(yīng)力（靜）。（2）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，硬度217～255HBS[σb]=650MPa [σs]=360MPa [σ1]=300MPa軸的輸入功率為 轉(zhuǎn)速為n1=388 r/min查表【1】142計(jì)算取 45號(hào)鋼C=118~107 此處取110d≥考慮有一個(gè)鍵槽，將直徑增大5%，則d=(1+5%)mm= 圓整為35mm以上計(jì)算的軸徑作為輸入軸外伸端最小直徑。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸上零件的定位、固定和裝配 單級(jí)減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面、右面均由軸肩軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過(guò)渡配合固定，兩軸承分別和軸承端蓋定位，采用過(guò)渡配合固定。根據(jù)高速軸上所需安裝的零件，可將其分為7段，以表示各段的直徑，以表示各段的長(zhǎng)度。（處安裝大帶輪，處安裝軸承端蓋，處安裝一號(hào)軸承與套筒，處安裝小齒輪，處安裝二號(hào)軸承）1) 徑向尺寸：根據(jù)常用結(jié)構(gòu)，由d1≥，取d1=35mm；查【2】127知倒角倒圓推薦值為：，故Φ35（大帶輪），故取d2=d1+(+)x2=圓整為40mm由于軸承的內(nèi)徑≥20mm時(shí)為5的倍數(shù)，所以選取d3=45mm由于齒根圓的直徑與軸的直徑相差不大，所以此處應(yīng)該用齒輪軸，d4=df1=而假設(shè)軸為7段，此已不需要軸環(huán)，所以舍棄第5段。 由對(duì)稱分布知：d6=da=55mm（da為套筒高） d7=d3=45mm2) 軸向尺寸：由【1】圖1317得：根據(jù)大帶輪的內(nèi)孔寬L=(~2)d1=56mm（），為防止由于加工誤差造成的帶輪晃動(dòng)以及安裝要求，取x1=53mm[確定軸承潤(rùn)滑方式：v軸承=d3xn1=45x388=17460mmr/min≤(~2)x105 mmr/min，故選取脂潤(rùn)滑方式]；為防止箱體內(nèi)部潤(rùn)滑油漸到軸承上沖走潤(rùn)滑脂，將軸承與箱體內(nèi)壁距離取大于8mm（由于所選套筒長(zhǎng)度25mm，故軸承斷面到箱體內(nèi)壁的距離取15mm），為適宜齒輪傳動(dòng)時(shí)散熱，取齒輪距箱體內(nèi)壁為8~10mm（此取10mm）,故有；為了跟x4=b1=80mm；由于安裝時(shí)齒輪箱體軸承均對(duì)稱分布，取x6=25mm，（包括越程槽尺寸）；軸承到端蓋內(nèi)壁的距離，選軸承端蓋螺釘知：軸承端蓋厚度，可取A級(jí)M8非全螺線的螺栓（即）此時(shí)取端蓋到大帶輪的扳手空間為 x”=l+K+(3~5)=48mm 此時(shí)取:。(4)求齒輪上作用力的大小、方向 小齒輪分度圓直徑：d1=75mm作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：T1 =105 Nmm 求圓周力：FtFt=2T1/d1=2105/75= 求徑向力FrFr=Fttanα=tan200=（5）軸長(zhǎng)支反力根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。根據(jù)前軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可得：帶輪中心到一號(hào)軸承中的距離K=x2+B/2+L/2=83+9+28=120mm一號(hào)軸承到齒輪中心的距離L1=B/2+25+b/2=9+25+=齒輪中心到二號(hào)軸承中心的距離L2=L1=故有兩軸承中心距為L(zhǎng)’=L1+L2=143mm根據(jù)受力分析，可列方程：（齒輪在兩軸承中心）。故可求得：F1v=F2v=Fr/2=水平面的支反力：F1H=F2H=Ft/2=垂直面的支反力：根據(jù)受力分析，可列方程：（齒輪在兩軸承中心）。故可求得：F1v=F2v=Fr/2=由于選用深溝球軸承則Fa=0帶輪對(duì)軸的作用力在指點(diǎn)產(chǎn)生的反力：F1,F=K/L’=F2,F= F1,F+=+=（６） 畫(huà)彎矩圖A．繪制垂直面的彎矩圖（如圖b）：Mav=F2vL1/2= NmB．繪制水平面的彎矩圖（如圖c）：MaH= F1HL1/2= Nm（如圖d）：M2F=K=m（如圖e）：考慮最不利情況，直接由公式得 :( MaFQ= M2F/2= Nm)Ma=MaFQ+(Mav^2+MaH^2)^1/2= Nm（如圖f）：由前算出T=175 Nm“由轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的折合系數(shù)”知,Me=[Ma^2+(αT)^2]^1/2= Nm圖2. 輸入軸彎扭強(qiáng)度校核圖(7) 計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的許用直徑：由【1】式146可得：d≥==≤,由此可知，此軸安全。齒輪軸選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，硬度217～255HBSd=35mmd1=35mmd2=40mmd3=45mmd4=50mmd6=55mmd7=45mmx1=53mmx2=83mmx3=43mmx4=80mmx5=0mmx6=25mmx7=18mm圓周力：Ft=徑向力：Fr=L2=L1=L’=143mmF1H=F2H=F1v=F2v=Fa=0F1,F=F2,F=Mav= NmMaH= NmM2F= NmMa= NmT=175 NmMe= Nmd危險(xiǎn)≥ 算 及 說(shuō) 明結(jié)果 輸出軸的的設(shè)計(jì)1. 選擇軸的材料、熱處理方式：由于無(wú)特殊要求，選擇最常用材料45鋼，調(diào)制處理。查【1】表141得知：硬度：217~255HBS；強(qiáng)度極限：；屈服極限：；彎曲疲勞極限：。查【1】表143得：彎曲需用應(yīng)力（靜）。2. 初步估算軸最小直徑：由【1】式142得：，查【1】表142得C=107~118（由于作用在軸上的彎矩與轉(zhuǎn)矩相比很小所以取107計(jì)算）。由前計(jì)算可知：，故d≥107=，故dmin=，故dmin’=(1+5%)dmin=。3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)低速軸上所需安裝的零件，可將其分為7段，以表示各段的直徑，以表示各段的長(zhǎng)度。（處安裝聯(lián)軸器，處安裝軸承端蓋，處安裝三號(hào)軸承與套筒，處安裝大齒輪，處安裝四號(hào)軸承）1) 徑向尺寸：聯(lián)軸器的初步選擇：根據(jù)低速軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速可選用凸緣聯(lián)軸器，型號(hào)為“”，可得其軸孔直徑為，深孔長(zhǎng)度為。根據(jù)上所選聯(lián)軸器，?。桓鶕?jù)密封氈圈的標(biāo)準(zhǔn)，??；根據(jù)此處尺寸選擇6212型號(hào)軸承（查【1】表165知所選軸承內(nèi)徑為60mm；外徑為110mm，且軸承寬度），故取；為方便測(cè)量?。坏冒惭b直徑，選取“”，]；倒角倒圓推薦值為：，故孔（大齒輪）倒角推薦值為2mm，故?。粸閷?duì)稱分布，故取（da為套筒外徑）。2) 軸向尺寸：軸承潤(rùn)滑方式：脂潤(rùn)滑方式。, 為防止箱體內(nèi)部潤(rùn)滑油漸到軸承上沖走潤(rùn)滑脂，將軸承與箱體內(nèi)壁距離取大于8mm（），故有x3=B+=22+=；套筒檔齒輪時(shí)，為保證精度取x4=b2(2~3)=752=73mm，故同時(shí)將修正為x3=；軸環(huán)取5~8mm，故??；由于安裝時(shí)齒輪箱體軸承均對(duì)稱分布，取x6=，（包括越程槽尺寸）；軸承到端蓋內(nèi)壁的距離，由于軸承外徑為110mm故，選端蓋螺釘為，則軸承端蓋厚度，可取A級(jí)M8非全螺線的螺栓（即）此時(shí)取端蓋到大帶輪的扳手空間為,材料45鋼，調(diào)制處理硬度：217~255HBSdmin=d1=50mmd2=55mmd3=60mmd4=65mmd5=72mmd6=70mmd7=60mmX1=112mmX2=70mmX
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