華中科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)-文庫(kù)吧資料
2025-05-23 12:16本頁(yè)面
【正文】 反力鉛垂面內(nèi)支反力： 水平面內(nèi)支反力：高速軸鉛垂面內(nèi)支反力：計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果（4）、計(jì)算軸的彎矩，并畫(huà)出彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖A．鉛垂面彎矩齒輪所在截面處彎矩有突變，故：左截面：右截面：支點(diǎn)A處：B．水平面彎矩分別作出鉛垂面和水平面上的彎矩圖，如圖5（c）、（e）所示。九 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算1. 高速軸（1）、計(jì)算齒輪受力齒輪1的圓周力：齒輪1的徑向力：齒輪1的軸向力：（2）、畫(huà)受力簡(jiǎn)圖假定帶輪壓軸力的方向垂直向下，軸的轉(zhuǎn)向向右看為順時(shí)針?lè)较?，齒輪嚙合點(diǎn)的位置在上方，對(duì)于零件作用于軸上的分布力或轉(zhuǎn)矩均當(dāng)成集中載荷作用于軸上零件寬度的中點(diǎn)（后面的受力分析均作此假設(shè)），則根據(jù)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析方法可知各分力的方向如圖所示。低速軸上傳遞的轉(zhuǎn)矩T4= N查標(biāo)準(zhǔn)得其公稱尺大帶輪與高速軸間鍵：鍵8X40 GB/T 1096中間軸與其上大齒輪間鍵：鍵B12X32GB/T 1096低速軸與其上大齒輪間鍵：鍵B20X28 GB/T 1096計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果寸：寬度b=16 mm，高度h=10 mm。故采用雙鍵結(jié)構(gòu)后，每個(gè)鍵所受擠壓應(yīng)力為：從而滿足了強(qiáng)度條件，其設(shè)計(jì)是合理的。對(duì)稱布置。m，由此可得該鍵所受擠壓應(yīng)力為：故該鍵強(qiáng)度過(guò)低，由于受到軸段長(zhǎng)度限制，該鍵不適合再作加長(zhǎng)處理。該軸段長(zhǎng)度l=34 mm，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可取鍵長(zhǎng)L=28 mm,其有效長(zhǎng)度為l=L=28 mm。3. 低速軸與其上大齒輪間鍵的設(shè)計(jì)與計(jì)算低速軸上大齒輪與低速軸連接處軸頸d=70 mm,初步選用B型鍵，采用45鋼調(diào)質(zhì)處理，在靜載荷下其許用擠壓應(yīng)力[σP]為125~150Mpa，取[σP]=135MPa。中間軸上傳遞的轉(zhuǎn)矩T3= N查標(biāo)準(zhǔn)得其公稱尺寸：寬度b=12 mm，高度h=8 mm。m，由此可得該鍵所受擠壓應(yīng)力為：該鍵滿足強(qiáng)度條件，其設(shè)計(jì)是合理的。該軸段長(zhǎng)度l=58 mm，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可取鍵長(zhǎng)L=40 mm，其有效長(zhǎng)度為l=Lb=(408)mm=32 mm。其主要尺寸如下表所示：表3. GICL3型鼓形齒式聯(lián)軸器主動(dòng)端基本尺寸型號(hào)軸孔類(lèi)型鍵槽類(lèi)型d1LD2GICL3Y型A型5511295滾動(dòng)軸承選型結(jié)果：高速軸：30207中間軸：30208低速軸：30213低速軸與工作機(jī)間聯(lián)軸器:GICL3聯(lián)軸器計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果八 鍵連接的選擇及計(jì)算1. 大帶輪與高速軸間鍵的設(shè)計(jì)與計(jì)算大帶輪與高速軸連接處軸頸d=24 mm,初步選用A型鍵，采用45鋼調(diào)質(zhì)處理，在靜載荷下其許用擠壓應(yīng)力[σP]為125~150Mpa，取[σP]=135MPa。七 聯(lián)軸器的選擇及計(jì)算1. 低速軸與工作機(jī)之間的聯(lián)軸器由于軸的轉(zhuǎn)速較低，傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，又因?yàn)闇p速器與工作機(jī)常不在同一機(jī)座上，要求有較大的軸線偏移補(bǔ)償，因此選用承載能力較高的剛性可移式聯(lián)軸器，此處選用GICL型鼓形齒式聯(lián)軸器。初步設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)如下圖所示：高速軸最小軸頸：d2min=24mm中間軸最小軸頸：d3min=40 mm低速軸最小軸頸：d4min=55 mm計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果圖4. 低速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5. 初選滾動(dòng)軸承根據(jù)傳動(dòng)特征：載荷平穩(wěn)，中載低速，有軸向和徑向載荷，初選圓錐滾子軸承，選擇型號(hào)結(jié)果如下表所示。初步設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖2. 低速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）、中間軸取C=110，則：在該軸段與齒輪相配處開(kāi)有一個(gè)鍵槽，故應(yīng)將dmin增大5%，得dmin= mm,再根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查標(biāo)準(zhǔn)尺寸，并考慮到滾動(dòng)軸承的選型，取d3min=40 mm。4. 初算軸的直徑及軸結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì) 已知，最小軸徑的初算公式為，軸的材料均選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得其許用應(yīng)力[σ1]b=60MPa , C=118~107。對(duì)于低速軸上的大齒輪4，因?yàn)閐a4≥200 mm，所以做成腹板式結(jié)構(gòu)， 其中，dh==*70mm=112mm，δ=12mm，c==*36mm= mm，d0= mm，d=。（5）、齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒頂圓直徑：齒根圓直徑：高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)結(jié)果： ， d3= , d4=b3=41mm , b4=36mmda3= , da4=df3= , df4=b3=41 mm , b4=36mm mn=3 mm , , a=165mm ， v=對(duì)于中間軸上的小齒輪3，從鍵槽底面到齒根的距離x過(guò)小，故將其做成齒輪軸。取重合度系數(shù)。（4）、驗(yàn)算輪齒齒面接觸疲勞強(qiáng)度根據(jù)螺旋角查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)。調(diào)整螺旋角：計(jì)算分度圓直徑：計(jì)算圓周速度：符合估計(jì)值。YFa3= ,YFa4= 。B．初步選用8級(jí)精度C．初選參數(shù)初選：，, Z4=Z3u=≈72，齒寬系數(shù)。 YN3=YN4=1。（1）、選擇齒輪的材料及熱處理方式大小齒輪均采用45鋼表面淬火，齒面硬度40~50HRC，取45HRC。3. 低速級(jí)傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 kW， r/min，轉(zhuǎn)矩T3=286444 N對(duì)于中間軸上的大齒輪2，因?yàn)閐a2≥200 mm，所以做成腹板式結(jié)構(gòu)，其中，dh==*43mm=，δ=8mm，c==*42mm= mm，d0= mm，d=。（5）、齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒頂圓直徑：齒根圓直徑：大齒輪齒寬：b2=42mm小齒輪齒寬：b1=47mm齒頂圓直徑：da1=da2=計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)結(jié)果： ，d1= mm , d2= mmda1= , da2=df1= , df2=b1=47 mm , b2=42mm mn= mm , , a=130mm ， v=對(duì)于高速軸上的小齒輪1，從鍵槽底面到齒根的距離x過(guò)小，故將其做成齒輪軸。（4）、 驗(yàn)算輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算當(dāng)量齒數(shù):查圖得，齒形系數(shù)：，；應(yīng)力修正系數(shù)：。螺旋角系數(shù)為：；σHP=σHP2 =550MPa，因此，有： 故：取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mn= mm，則中心距圓整后取a=130 mm。彈性系數(shù)。B. 選用8級(jí)精度C. 初選參數(shù)初選參數(shù)：，Z２＝Z１u=30≈140， , 齒寬系數(shù)。（2）、確定許用應(yīng)力A. 確定極限應(yīng)力σHlim和σFlim許用接觸應(yīng)力σHlim1=580MPa，σHlim2=550MPa；許用彎曲應(yīng)力σFlim1=220MPa，σFlim2=210MPa。（1）、選擇齒輪的材料及熱處理方式小齒輪:45鋼,調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度230HBS。帶的根數(shù)：Z=2初拉力：F0=壓軸力：FQ=小帶輪：頂圓直徑：
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