福建农林大学 机械设计课程设计说明书二级圆柱圆锥齿轮减速器

Fr2?Ft2?tan??cos?1?2443.8?tan20??cos69.17??316.3 N 7.2.3 初步确定轴的最小直径 先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢（调质），根据课本表15-3，取A0?114，得 中间轴的最小值显然是安装滚动轴承的直径。 因轴上有两个键槽，故直径增大10%—15%，故dmin?40mm 7.2.4 拟定轴上零件的装配方案如图 7.2.5 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据d12=d56?40mm，由指导书表6-7中初步选取03系列，标准精度级的单列圆锥滚子轴承30308，其尺寸为d?D?T?40?90?25.25，所以d12=d56=40mm。这对轴承均采用套筒进行轴向定位，由表15-7查得30306型轴承的定位轴肩高度，因此取套筒外直径55mm，内直径50mm。 7.2.6 取安装圆锥齿轮的轴段d23?50mm，锥齿轮左端与左轴承之间采用套筒定位，已知锥齿轮轮毂长L?60mm，为了使套筒端面可靠地压紧端面，此轴段应略短于轮毂长，故取l23?58mm，齿轮的右端采用轴肩定位，轴环处的直径为d34?60mm。 7.2.7 已知圆柱直齿轮齿宽B1=106mm，为了使套筒端面可靠地压紧端面，此轴段应略短于轮毂长，故取l45=105mm。 7.2.8 箱体以小圆锥齿轮中心线为对称轴，由圆锥齿轮的啮合几何关系，推 算出，箱体对称则：取轴肩l34?14mm l56?64mm,l12?55mm 7.2.9 轴上的周向定位 圆锥齿轮的周向定位采用平键连接，按d23由课本表6-1查得平键截面b?h?14?9mm，键槽用键槽铣刀加工，长为51mm，同时为保证齿轮与轴配H7合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为；圆柱齿轮的周向定m6位采用平键连接，按d45由课本表6-1查得平键截面b?h?16?10mm，键槽用键槽铣刀加工，长为97mm，同时为保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选H7择齿轮轮毂与轴的配合为；滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保m6证的，此处选轴的尺寸公差为k6。7.2.10 确定轴上圆角和倒角尺寸 参考表15-2，取轴端倒角为2?45?。 根据轴的结构图，做出轴的计算简图，支承从轴的结构图，以及弯矩和扭矩图，确定轴的危险危险截面。 计算出的圆柱齿轮位置的中点截面处的MH、MV及M的值列于下表 载荷 水平面H 垂直面V 综上 可支反力F 知：危 弯矩M 险截 总弯矩 面在扭矩T T2=370800N·mm 靠近联轴器的轴承支点处 M=531046N·mm,T=370800N·m 7.3.12按弯扭合成应力校核轴的强度 根据上表中的数据及轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取??0.6，轴的计算应力 前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由课本表15-1查得许用弯曲应力???1??60MPa，因此?ca????1?，故安全。 7.3 输出轴的设计 7.3.1 求输入轴上的功率p1、转速n1和转矩T1 P3=13.901kW n3=122.5r/min T3=1088.64N·m 7.3.2 求作用在齿轮上的力 已知大圆柱直齿轮的分度圆半径 d2=339mm 2T2?1360000?7619N Ft?3=339d2Ftan?=7619tan20??2773.3N Fr?tcos?7.3.3 初步确定轴的最小直径 先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢（调质），根据课本表15-3，取A0?112，得 中间轴的最小值显然是安装滚动轴承的直径。 因轴上有两个键槽，故直径增大10%—15%，故dmin?60mm 7.3.4 拟定轴上零件的装配方案如图。 7.3.5 由图可得d12为整个轴直径最小处选d12=60 mm 。 为了满足齿轮的轴向定位，取d23?65mm。根据链轮宽度及链轮距 箱体的距离综合考虑取l12?104mm，l23?55mm。 7.3.6 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据d12=d78?70mm，由指导书表6-7中初步选取03基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承30314，其尺寸为d?D?T?70?150?38，所以d34=d78=70mm。这对轴承均采用套筒进行轴向定位，由表6-7查得30214型轴承的定位轴肩高度，因此取d45?82mm。去安装支持圆柱齿轮处直径d56?86mm。 7.3.7 已知圆柱直齿轮齿宽B2=96mm，为了使套筒端面可靠地压紧端面，此轴段应略短于轮毂长，故取l67=93mm。 7.3.8 由于输出轴在箱体内部长为235mm，轴承30214宽为38mm，可以得 出l34?36mm，l45?94mm，l78?83mm。 至此，已经初步确定了轴的各段直径和长度。 7.3.9 轴上的周向定位圆柱齿轮的周向定位采用平键连接，按d67由课本表6-1查得平键截面b?h?25?14mm，键槽用键槽铣刀加工，长为88mm，同时为保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为链轮的周向定位采用平键连接，按d12由课本表6-1查得平键截面H7；m6b?h?18?11mm，键槽用键槽铣刀加工，长为92mm，同时为保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为H7；滚动轴承与轴的周m6向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为k6。 7.3.10 确定轴上圆角和倒角尺寸 参考表15-2，取轴端倒角为2?45?。 7.3.11 求轴上的载荷 根据轴的结构图，做出轴的计算简图，支承从轴的结构图，以及弯矩和扭矩图中可以看出圆柱齿轮位置的中点截面是轴的危险截面。 计算出的圆柱齿轮位置的中点截面处的MH、MV及M的值列于下表 载荷 支反力F 弯矩M 总弯矩 扭矩T 联轴器附加径向载荷Fc计算 Fc作用下的受力分析如图（5） F?13738.6N 由受力平衡的 rc1 Frc2?4672.6N 作弯矩图Mc，如上图所示 M总?M?Mc,如上图所示 综上可知：危险截面在靠近联轴器的轴承支点处 M=1214.4N/m,T=1360N/m 7.3.12按弯扭合成应力校核轴的强度 根据上表中的数据及轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取 ??0.6，轴的计算应力 前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由课本表15-1查得许用弯曲应 力???1??60MPa，因此?ca????1?，故安全。 水平面H 垂直面V T3=1360000N·mm 8 键连接的选择和计算 8.1 输入轴与联轴器的链接 轴径d12?30mm，选取的平键界面为b?h?10?8mm，长L=70mm。由指导书表4-1得，键在轴的深度t=4.0mm，轮毂深度t1?3.3mm。圆角半径r=0.2mm。查课本表6-2得，键的许用应力?p?110MPa。有k=0.5h，l=L-b。 2T?1032?108863??30.24Mpa??p 满足强度要求。 ?p?d?l?k30?60?48.2 输入轴与小圆锥齿轮的链接 轴径d67?35mm，选取的平键界面为b?h?10?8mm，长L=42mm。由指????