鏈?zhǔn)絺魉驮O(shè)備或帶式運(yùn)輸機(jī)的一級圓柱或圓錐齒輪減速器設(shè)計(jì)書(編輯修改稿)
2025-08-29 22:39 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 （二）輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算：選擇軸材料：按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑確定軸各段直徑和長度求齒輪上作用力的大小、方向求支反力畫彎矩圖（如下圖）畫轉(zhuǎn)矩圖（如下圖）：畫當(dāng)量彎矩圖 （如下）校核危險(xiǎn)截面強(qiáng)度附：軸加工表面粗糙度推薦用表：軸簡圖：① 選擇軸材料：由已知條件知減速器傳遞的功率屬于中小功率，對材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。有《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》：抗拉強(qiáng)度極限σB=650MPa，屈服極限σs=360MPa；② 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑：軸的輸入功率為PⅠ= KW；轉(zhuǎn)速為n1=320 r/min根據(jù)課本P271（142）式，并查表141，c=107~118則d≥=（107~118）mm=~考慮有鍵槽，將直徑增大3%~5%，則d=（~）(1+5%)mm=~∴選d=30mm1）軸上零件的定位，固定和裝配：一級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，用平鍵作周向過渡配合固定。軸的軸向定位是用軸端蓋凸緣單向固定外圈來實(shí)現(xiàn)的。軸外伸段半聯(lián)軸器用軸肩和軸端擋圈作軸向定位的，用平鍵作周向過渡配合定位。2）確定軸的各段直徑① 由上述可知軸段1直徑最小d1=30mm。軸的直徑d10～18＞18～30＞30～50＞50～80＞80～100軸上圓角/倒角C1/R1最小軸肩高度Hmin2軸環(huán)寬度bb≈軸上圓角半徑R2② 軸段2考慮到要對安裝在軸段1上的聯(lián)軸器進(jìn)行定位，軸段2上應(yīng)有軸肩，同時(shí)為能很順利地在軸段2上安裝軸承，軸段2必須滿足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，至少應(yīng)滿足：d1+2=30+5=35mm；③ 軸段3不考慮對安裝在軸2上的零進(jìn)行定位，只要求有一定圓角即可，至少應(yīng)滿足：d3=d2+21mm=37mm。圓整后取d3=40mm。④ 軸段4一般要比軸段3的直徑大10mm，所以有d4=d3+10mm=50mm⑤、為了便于拆卸左軸承，根據(jù)書2，所選61909型軸承的安裝直徑：50≤da≤63mm，所以取d5=60mm⑥、軸段6與軸段2安裝相同型號的軸承，所以該軸徑為：d6=d2=35mm3）確定軸的各段長度① 已知轂寬為65mm，為了保證齒輪固定可靠，軸段4的長度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度2mm，取軸段3的長度為63mm。② ，即附表如上可得：。③ 為保證齒輪端面與箱體內(nèi)壁不相碰，齒輪端面與箱體內(nèi)壁間應(yīng)留有一定的間距，可取該間距為18mm。 ③ 為了保證軸承安裝在箱體軸承座孔中，并考慮軸承的潤滑，取軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離為2mm。又查書《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》，所選滾動軸承的寬度為：B=14mm。所以軸承支點(diǎn)的距離為：L=（14/2+2+14+65/2）2=111mm⑤ 確定軸段2的長度時(shí)，要根據(jù)軸段安裝的零件尺寸來決定，所以有：a、上有一套筒，與齒輪端面與箱體內(nèi)壁間應(yīng)留有一定的間距相同，故取套筒的長度為20mm。套筒左端緊靠與齒輪的內(nèi)圈橫截面，套筒右端有2mm的倒角，且右端使其軸承定位。b、減速器中兩個(gè)齒輪的中心距a =125mm，并且設(shè)軸承座端面距外箱體的距離為y，則：查書《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》，地腳螺釘直徑為：df =+12=125+12= 圓整后得：df =20mm箱蓋的壁厚為：δ1=+1mm=125+1=≥8mm取δ1=8mm軸承端蓋螺釘直徑：d3=（）df=（～）20mm=（8～10）mm 取d3=8mm軸旁連接螺栓直徑為：d′1 = df =20=15mm由于較大的偶數(shù)則d′1=16mm，所以軸承的連接螺栓直徑為16mm寫為M16；查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》=22，C2min=20；所以軸承座端面距離內(nèi)箱壁的距離為y為： y=δ1+C1min+ C2min +（5～10）=8+22+20+5=55mmc、外壁圓角半徑一般為3～5mm，取圓角半徑為4mm。d、由b、步可知d3=8mm查書《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》，螺釘連接外裝式軸承的厚度為：e==8mm=e、軸段2伸出箱體外的長度一般為15～20mm。綜合上述，軸段2的長度為：2+18+55+4++=106mm⑥ 軸段1的長度確定，根據(jù)聯(lián)軸器的長度來確定其長度，查書《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》，L′=58mm。⑦ 在軸段3上分別加工出鍵槽，使兩鍵槽處于軸的同一圓柱母線上，鍵槽的長度比相應(yīng)的輪廓寬度約小5～10mm，鍵槽的規(guī)格查書《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》，寬度為8mm；軸段3的鍵槽深度為5mm，寬度為12mm。① 小齒輪分度圓直徑：d1=50mm；② 作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：T1 =105 Nmm③ 求圓周力Ft：Ft=2T1/d1=2105 /50=④ 求徑向力Fr：Fr=Fttanα=tan200=⑤ 強(qiáng)度校核（圖如下）：A 繪制軸受力簡圖（如圖a）：aB 繪制彎矩圖：（b）水平支點(diǎn)反力為：===垂直支點(diǎn)反力:= =a、水平面彎矩圖（如圖c）ⅠⅡ截面處的彎矩為：MH1= = 111/2=ⅡⅡ截面處的彎矩為：MH2==29=（c）b、垂直平面彎矩圖（如圖d）：ⅠⅠ截面處的彎矩為：MV1= =111/2=mmⅡⅡ截面處的彎矩為：MV2==29 Nmm=mm（d）C、繪制合彎矩圖（如圖e）由M=得到：ⅠⅠ截面的合成彎矩為： M1==mmⅡⅡ截面的合成彎矩為： M2= =mm(e)D、繪制扭矩圖（如圖f）轉(zhuǎn)矩：T==108870Nmm(f)E、求當(dāng)量彎矩：因減速器單向運(yùn)轉(zhuǎn)，故可以認(rèn)為轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)變化，取修正系數(shù)α=，由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第二版）》P271公式Me=得到：ⅠⅠ截面的彎矩合成為：Me1==mmⅡⅡ截面的彎矩合成為： Me2= =mmF、確定危險(xiǎn)截面及校核強(qiáng)度：由以上圖可以看出，截面ⅠⅠ、ⅡⅡ所受轉(zhuǎn)矩相同，但彎矩Me1＞Me2，且軸上還有鍵槽，故截面ⅠⅠ可能為危險(xiǎn)截面。但由于軸徑d3＞d2，故也對ⅡⅡ進(jìn)行校核。截面ⅠⅠ：σe1==截面ⅡⅡ： σe2= =查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》【σ1b】=60MPa，滿足σe≤【σ1b】的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的余量。由已知條件知減速器傳遞的功率屬于中小功率，對材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，硬度217~255HBS。 軸的輸入功率為PⅡ== KW；轉(zhuǎn)速為nⅡ== r/min根據(jù)課本P271（142）式，并查表141，c=107~118則d≥=（107~118）mm=~考慮有鍵槽，將直徑增大3%~5%，則d=（~）(1+5%)mm=~① 從聯(lián)軸器開始右起第一段，由于聯(lián)軸器與軸通過鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取d1=45mm，根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩：TC=KATⅡ==，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5014—1985，選用彈性柱銷聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長度為l1=84mm,軸段長L1=82mm
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