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正文內(nèi)容

二級(jí)齒輪減速器設(shè)計(jì)書(shū)(編輯修改稿)

2024-08-29 23:21 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 40280240齒輪結(jié)構(gòu)齒輪軸實(shí)心式實(shí)心式腹板式實(shí)心式腹板式六、軸的設(shè)計(jì)與校核 軸的材料選擇與最小直徑的計(jì)算 (1)高速軸、中間軸、低速軸的材料均選用45鋼,調(diào)質(zhì),由【1】查得=640 Mpa, =275 Mpa, =155 Mpa,=60 Mpa。 (2)初步估算軸的最小直徑,做軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),通常只按軸所受的扭矩初步估算軸的最小直徑,計(jì)算公式為: mm,查【1】表()可得C=。 (3)高速軸的最小直徑:取C=118 ,得== mm,考慮到直徑最小處需要開(kāi)一個(gè)鍵槽,小齒輪采用齒輪軸,故只需開(kāi)一個(gè)鍵槽,將d增大10%,但由于高速軸直徑最小端會(huì)與電動(dòng)機(jī)的外伸軸段用聯(lián)軸器連接,且電動(dòng)機(jī)的外伸軸段直徑為φ28mm,鑒于綜上原因?qū)⒏咚佥S的最小直徑取為=28 mm。 (4)中間軸的最小直徑: 取C=118 ,得== mm,考慮到該軸上兩個(gè)齒輪處需要各開(kāi)一個(gè)鍵槽,將d增大15%,得到=(1+15%)= mm,取=30 mm。 (5)低速軸的最小直徑:取C=118 ,得== mm,考慮到該軸上兩個(gè)齒輪處要各開(kāi)一個(gè)鍵槽,將d增大15%,得到=(1+15%)= mm,取=45 mm。(注:在草稿上計(jì)算時(shí) =40 mm,但在校核軸承壽命時(shí)不合格,所以將軸承直徑變大,故軸的最小直徑也變大。) 高速軸的設(shè)計(jì) (1)先確定箱體的內(nèi)壁尺寸,以中間軸為依據(jù),中間軸兩齒輪寬度分別為=35 mm, =55 mm,兩齒輪之間的距離為18 mm,兩側(cè)齒輪各距內(nèi)壁為11 mm,內(nèi)壁長(zhǎng)L=35+55+18+112=130 mm。 (2)軸承使用軸肩、套筒和端蓋定位,軸承安裝在第3和第7段上,軸段1與聯(lián)軸器連接,軸段2需要安裝密封圈。 ①由【3】表(182)查GY4型凸緣聯(lián)軸器,取軸孔直徑為28 mm,軸孔長(zhǎng)度(型)為44 mm,所以取軸段1直徑為=28 mm,長(zhǎng)度為=44 mm。 ②軸段2需要伸出齒輪箱,據(jù)經(jīng)驗(yàn)取=40 mm,由于軸段2與密封圈配合安裝,且密封圈是標(biāo)準(zhǔn)件,查【3】表(712),據(jù)此取=30 mm。 ③采用深溝球軸承,查【3】表(61),選用軸承型號(hào)為6007,軸承寬B=14 mm,軸承內(nèi)徑d=35 mm。所以軸段3的直徑為=35 mm,長(zhǎng)度為=14 mm。 ④軸段4主要設(shè)計(jì)用于軸承的軸向定位,取=43 mm, =8 mm。 ⑤軸段5是齒輪軸段,根據(jù)相關(guān)尺寸因素,取=24 mm,=124 mm。 ⑥軸段6功能與軸段4一樣,所以取=43 mm, =8 mm。 ⑦軸段7是裝配齒輪的,所以與軸段3相同,取=35 mm, =14 mm。 圖 1 高速軸的校核 (1)首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖,并畫(huà)出簡(jiǎn)支梁的支撐跨距。 ++=41+113+69 。 (2)求作用在齒輪上的力。 因已知高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為= mm。 所以:==941 N =347 N =158 N 圓周力、徑向力及軸向力的方向如圖2中(a)所示。 (3)求作用在軸上的支反力 水平面內(nèi)的支反力 =690 N =251 N 垂直面內(nèi)的支反力 =255 N =92 N (4)作出彎矩圖,根據(jù)上述簡(jiǎn)圖分別求出水平面和垂直面內(nèi)各產(chǎn)生的彎矩圖,如圖2中(b)、(d)所示。 =28290 Nmm , =10455 Nmm , =10396 Nmm。并按計(jì)算結(jié)果分別作出水平面和垂直面上的彎矩圖、如圖2中(c)、(e)所示。按公式M=計(jì)算總彎矩圖并作出M圖,如圖2(f)。 ==30160 Nmm ==30140 Nmm (5)作出彎矩圖,如圖2中(g)所示。 (6)作出計(jì)算彎矩圖,根據(jù)已作出的總彎矩圖和扭矩圖,求出計(jì)算彎矩圖,圖2中(h)所示。的計(jì)算公式為= ,取α= ==31561 Nmm ==30140 Nmm (7)校核軸的強(qiáng)度: 已知軸的計(jì)算彎矩后,即可針對(duì)某些危險(xiǎn)截面(即計(jì)算彎矩大而直徑可能不足的截面)作出強(qiáng)度校核計(jì)算。通常只校核軸上受最大計(jì)算彎矩的截面的強(qiáng)度,在本軸中裝配齒輪的截面為危險(xiǎn)截面,由以上數(shù)據(jù)可得= Mpa=60 Mpa 。所以該軸的設(shè)計(jì)是安全的。 (8)高速軸的載荷分析圖 圖2 (9) 精確校核高速軸的疲勞強(qiáng)度 (略) 中速軸的設(shè)計(jì) (1)選擇深溝球軸承,型號(hào)為6006,軸承內(nèi)徑d=30 mm,寬度B=13 mm,軸承與齒輪(非齒輪軸)之間用軸套定位,兩齒輪間用軸肩定位。 ①由于中速軸上的齒輪2與高速軸上的齒輪1嚙合,所以確定軸段4的長(zhǎng)度為齒寬=35 mm,綜上,取軸段4的尺寸為:=32 mm , =33 mm。 ②取軸段3的尺寸為:=40 mm , =18 mm。 ③根據(jù)齒輪3的尺寸,確定軸段2的尺寸:=53 mm , =34 mm。 ④根據(jù)軸承尺寸確定軸段1的尺寸:=29 mm , =30 mm。 ⑤根據(jù)軸承尺寸確定軸段5的尺寸:=29 mm , =30 mm。 Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅰ 圖 3 中速軸的校核 (1)首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖,并畫(huà)出簡(jiǎn)支梁的支撐跨距。 ++=39+61+49 。 (2)求作用在齒輪上的力。 因已知中速軸上小齒輪的分度圓直徑為= mm,大齒輪的分度圓直徑為= mm。且該軸的轉(zhuǎn)矩為= Nm 所以:==938 N =346 N =158 N ==2820 N =1046 N =558 N 圓周力、徑向力、及軸向力、的方向如圖4中(a)所示。 (3)求作用在軸上的支反力 水平面內(nèi)的支反力 =235 N =1150 N 垂直面內(nèi)的支反力 =89 N =611 N (4)作出彎矩圖,根據(jù)上述簡(jiǎn)圖分別求出水平面和垂直面內(nèi)各產(chǎn)生的彎矩圖,如圖4中(b)、(d)所示。 =9165 Nmm , =56350 Nmm ,=3471 Nmm , =29939 Nmm。并按計(jì)算結(jié)果分別作出水平面和垂直面上的彎矩圖、如圖4中(c)、(e)所示。按公式M=計(jì)算總彎矩圖并作出M圖,如圖4(f)。 ==9800 Nmm ==63810 Nmm (5)作出彎矩圖,如圖4中(g)所示。 (6)作出計(jì)算彎矩圖,根據(jù)已作出的總彎矩圖和扭矩圖,求出計(jì)算彎矩圖,圖4中(h)所示。的計(jì)算公式為= ,取α= ==76063 Nmm ==9800 Nmm (7)校核軸的強(qiáng)度: 已知軸的計(jì)算彎矩后,即可針對(duì)某些危險(xiǎn)截面(即計(jì)算彎矩大而直徑可能不足的截面)作出強(qiáng)度校核計(jì)算。通常只校核軸上受最大計(jì)算彎矩的截面的強(qiáng)度,在本軸中裝配齒輪的截面為危險(xiǎn)截面,由以上數(shù)據(jù)可得= Mpa=60 Mpa 。所以該軸的設(shè)計(jì)是安全的。 (8)中速軸的載荷分析圖 圖 4 (9)精確校核高速軸的疲勞強(qiáng)度 ①判斷危險(xiǎn)截面。截面Ⅰ和截面Ⅳ雖有應(yīng)力集中,但其彎矩較小且不受扭矩作用,因而無(wú)需校核,截面Ⅱ和截面Ⅲ相比較,截面Ⅱ所受彎矩較小,且軸頸大,因此只需校核截面Ⅲ兩側(cè)即可。 ②截面Ⅲ的左側(cè) 抗彎截面模量按【1】表()中公式計(jì)算 =3277 =655
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