【文章內(nèi)容簡介】 mmmn ? 321?z 1192 ?z mma ? 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 — 同軸式二級圓柱齒輪減速器 13 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 ? ? 5533132332 3)11932(a rc c os2a rc c os 21 ?????? ????? a mZZ n? 因 ? 值改變不多， 故參數(shù) HZK , ??? 等不必修正 ③ 計算大、小齒輪的分度圓直徑 mmmmmZdmmmmmZdnn o s 3119c o s o s 332c o s2211????? ??????????????? ④ 計算齒輪 寬 度 mmmmdb d ?????? 圓整后取 mmBmmB 100,105 21 ?? 由于是同軸式二級齒輪減速器，因此兩 對齒輪取成完全一樣，這樣保證了中心距完全相等的要求，且根據(jù)低速級傳動計算得出的齒輪接觸疲勞強(qiáng)度以及彎曲疲勞強(qiáng)度一定能滿足高速級齒輪傳動的要求。 為了使中間軸上大小齒輪的軸向力能夠相互抵消一部分，故高速級小齒輪采用左旋，大齒輪采用右旋，低速級小齒輪右旋大齒輪左旋。 高速級 低速級 小 齒輪 大 齒輪 小 齒輪 大 齒輪 傳動比 模數(shù) (mm) 3 螺旋角 中心距 (mm) 233 齒數(shù) 32 119 32 119 齒寬 (mm) 105 100 105 100 直徑(mm) 分度圓 齒根圓 齒頂圓 旋向 左旋 右旋 右旋 左旋 mmd mmd ?? mmB mmB 10010521 ?? 553313 ????機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 — 同軸式二級圓柱齒輪減速器 14 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 七、 軸的設(shè)計計算 1. 高速軸的設(shè)計 (1) 高速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 （ min/r ） 高速軸 功率（ kw ） 轉(zhuǎn)矩 T（ mN? ） 576 (2) 作用在軸上的力 已知高速級齒輪的分度圓直徑為 d = ， 根據(jù) 《機(jī)械設(shè)計》（軸的設(shè)計計算部分未作說明皆查此書）式 (1014)， 則 NtgFFNtgFFNdTFtantrt a n553313c o sc o st a n3??????????????????????? NFp 1622? (3) 初步確定軸的最小直徑 先按式 (152)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì) 處理。根據(jù)表 153，取 1120 ?A ,于是得 mmnPAd 330m in ???? (4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）擬訂軸上零件的裝配方案（如圖） NFNFNFart??? NFp 1622? mmd ? Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 — 同軸式二級圓柱齒輪減速器 15 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 2）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 帶輪的軸向定位， Ⅰ Ⅱ軸段右端需制出一 軸肩，故?、?Ⅲ段的直徑 dⅡ Ⅲ =32mm。 V 帶輪與軸配合的 長度 L1=80mm，為了保證軸端檔圈只壓在 V 帶輪上而不壓在軸的端面上，故Ⅰ Ⅱ段的長度應(yīng)比 L1略短一些，現(xiàn)取 LⅠ Ⅱ =75mm。 ② 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) dⅡ Ⅲ =32mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承 30307，其尺寸為 d D T=35mm 80mm，故 dⅢ Ⅳ =dⅦ Ⅷ =35mm；而 LⅢ Ⅳ =21+21=42mm， LⅤ Ⅵ =10mm。 右端滾動軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊上查得 30308 型軸承的定位軸肩高度h=，因此， 套筒 左端高度為 ， dⅤ Ⅵ =44mm。 ③ 取安裝齒輪的軸段 Ⅳ Ⅴ 的直徑 dⅣ Ⅴ =40mm，取 LⅣ Ⅴ =103mm 齒輪的左端與左端軸承之間采用套筒定位。 ④ 軸承端蓋的總寬度為 36mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆，取端蓋的外端面與 V 帶輪右端面間的距離 L=24mm，故取 LⅡ Ⅲ =60mm。 至此，已初步確 定了軸的各段直徑和長度。 3） 軸上零件的軸向定位 V 帶輪與軸的 周向定位 選用平鍵 10mm 8mm 63mm， V 帶輪與軸的配合為 H7/r6；齒輪與軸的周向定位選用平鍵 12mm 8mm 70mm， 為 了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為 H7/n6；滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。 4）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表 152，取軸端倒角 ?? ，各圓角半徑見圖 軸段編號 長度（ mm） 直徑（ mm） 配合說明 Ⅰ Ⅱ 75 30 與 V 帶輪鍵 聯(lián)接 配合 Ⅱ Ⅲ 60 32 定位軸肩 Ⅲ Ⅳ 42 35 與滾動軸承 30307 配合，套筒定位 Ⅳ Ⅴ 103 40 與小齒輪鍵 聯(lián)接 配合 Ⅴ Ⅵ 10 44 定位軸環(huán) Ⅵ Ⅶ 23 35 與滾動軸承 30307 配合 總長度 313mm （ 5） 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。在確定軸承支點位置時，從手冊中查取 a值。對于 30307 型圓錐滾子軸承，由手冊中查得 a=18mm。因此，軸的支撐跨距為 L1=118mm， L2+L3=+=142mm。 根據(jù)軸的 計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面 C 是軸的危險截面。先計算出截面 C 處的 MH、 MV 及 M 的值列于下表。 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 — 同軸式二級圓柱齒輪減速器 16 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 — 同軸式二級圓柱齒輪減速器 17 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力F NFNH 11431 ? ， NFNH 12622 ? NFNV 22371 ?? ， NFNV 15162 ? C 截面彎矩 M mmNLFM NHH ???? 8 5 1 8 532 mmN MLFM aNVV ?? ???145 55 1 32 總彎矩 mmNMMMVH ?????? 1 6 8 6 4 61 4 5 5 5 18 5 1 8 5 2222m a x 扭矩 mmNT ?? 118750 （ 6） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)式 (155)及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取 ?? ，軸的計算應(yīng)力 ? ? MpaMpaW TMca )(32222 ?? ???? ?? ＝ 已選定軸的材料為 45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表 151 查得 70MPa][ 1 ?? 。因此][ 1ca ?? ? ，故安全。 2. 中速軸的設(shè)計 (1) 中 速軸 上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 （ min/r ） 中 速軸功率 （ kw ） 轉(zhuǎn)矩 T（ mN? ） (2) 作用在軸上的力 已知高速級齒輪的分度圓直徑為 mmd ? ，根據(jù) 式 (1014)， 則 NtgFFNtgFFNdTFtantrt a n553313c o sc o st a n1131??????????????????????? 已知低速級齒輪的分度圓直徑為 mmd ? ，根據(jù) 式 (1014)， 則 Mpaca ?? 安全 NFNFNFart111??? 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 — 同軸式二級圓柱齒輪減速器 18 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 NtgFFNtgFFNFtantrt553313c o sc o stan2232?????????????????????? (3) 初步確定軸的最小直徑 先按式 (152)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表 153，取 1120 ?A ,于是得 mmnPAd 330m in ???? (4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）擬訂軸上零件的裝配方案（如圖） 2）根據(jù)軸向定位的 要求確定軸的各段直徑和長度 ① 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) dⅠ Ⅱ =dⅤ Ⅵ =45mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承 30309，其尺寸為 d D T=45mm 100mm ，故 LⅠ Ⅱ =LⅤ Ⅵ =27+20=47mm。 兩端滾動軸承采用套筒進(jìn)行軸向定位。由手冊上查得 30309 型軸承的定位軸肩高度h=，因此，左邊套筒左側(cè)和右邊套筒右側(cè)的高度為 。 ② 取安裝大齒輪出的軸段Ⅱ Ⅲ的直徑 dⅡ Ⅲ =50mm；齒輪的左端與左端軸承之間采用套筒定位。 ③ 為了使大齒輪軸向定位，取 dⅢ Ⅳ =55mm，又由于考慮到與高、低速軸的配合，取LⅢ Ⅳ =100mm。 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。 NFNFNFart222??? mmd ? Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 — 同軸式二級圓柱齒輪減速器 19 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 3）軸上零件的軸向定位 大 小 齒輪與軸的周向定位 都 選用平鍵 14mm 9mm 70mm， 為 了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為 H7/n6；滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。 4）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表 152，取軸端倒角 ?? ，各圓角半徑見圖 軸段編號 長度（ mm） 直徑（ mm） 配合說明 Ⅰ Ⅱ 49 45 與滾動軸承 30309 配合，套筒定位 Ⅱ Ⅲ 98 50 與大齒輪鍵 聯(lián)接 配合 Ⅲ Ⅳ 90 55 定位軸環(huán) Ⅳ Ⅴ 103 50 與小齒輪鍵 聯(lián)接 配合 Ⅴ Ⅵ 45 45 與 滾動軸承 30309 配合 總長度 385mm （ 5） 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。在確定軸承支點位置時，從手冊中查取 a值。對于 30309 型圓錐滾子軸承，由手冊中查得 a=21mm。因此，軸的支撐跨距為 L1=76mm， L2=， L3=。 根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面 C 是軸的危險截面。先計算出截面 C 處的 MH、 MV 及 M 的值列于下表。 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力F NFNH 681 ? NFNH 61862 ? NFNV 13821 ? NFNV 26822 ? C 截面彎矩 M mmNLFM NHH ???? 4 6 0 8 7 532 mmN MLFM aNVV ?? ???353 536 232 總彎矩 mmNMMM VH ?????? 5 8 0 8 5 63 5 3 5 3 64 6 0 8 7 5 2222m a x 扭矩 mmNT ?? 422360