慢动卷扬机传动装置的设计 4

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四、轴系零件的设计计算

（一）、输入轴的设计计算

1、输入轴上的功率

p1、转速n1、转矩T1及带传动的轴压Fp

p

1?11.37KW,n1?346.43r/min,T1?313.48N?m,Fp?3694N

2、求作用在齿轮1上的力

因已知齿轮分度圆直径d1 =58.88mm

2T12?313.48?103Ft1 = =58.88=10648.1N

d1Fr1?tan?F =tncos?10648.1?tan20?==3994.2N

cos14.53?F

? = tg?=10648.1?tg14.53=2654.9N Fa1t3、初步确定轴的最小直径

先按式（15—2）初步估算轴的最小直径，选取轴的材料为40Cr，调质处理。根据表15—3，取A0=110，于是得：

dmin=Ao3

P=110?n11311.37=35.2mm 346.43高速轴的最小直径显然是装带轮处的直径，即大带轮的轴孔直径，因为带轮上有键槽，故将最小直径增加7%，dmin?37.7mm，又因为装小带轮的电动机轴径d=48mm, 因此高速轴装大带轮处的直径d?(0.8~1.2)?48mm，故取d1?2?42mm。

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4、轴的结构设计

（1）拟定轴上零件的装配方案，如下所示

（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。

1）根据计算的最小直径取轴的直径d1?2=42mm。为了满足带轮得轴向定位要求，1-2轴右端需制出一轴肩，故2-3段得直径d2?3?48mm。由带轮宽度确定L1?99mm。 2）初步选择滚动轴承。

因轴承同时受到径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承，参照工作要求，并根据d2?3?48mm,由轴承产品目录中初步选取单列圆锥滚子轴承，其型号为30310，其尺寸为

d?D?5T?0m1?m10m?m2mm,查得a=23.0mm.故

d3?4?d7?8?50mm，而l7?8?29.25mm

左边轴承采用套筒定位，右端滚动轴承采用轴肩进行定位。由手册查得30310型轴承

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的定位高度h=5mm，因此取d6?7?60mm。

3）取安装齿轮处的轴段4-5的直径d4?5?58.88mm，根据齿轮的轮毂宽度，取

l

4?5?55mm。

取d5?6?50mm。

4）轴承端盖的总宽度为20mm，根据轴承端盖的装拆，及便于对轴承添加润滑脂的要求。取端盖的外端面与带轮右端面间的距离，L=30故取l2?3?50mm。

5）取齿轮距箱体内壁之间的距离a?16mm,考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离s，取是s?8mm。已知滚动轴承宽度T=29.25mm，则

lll

3?4?T?s?a?29.25?8?16?53.25mm ?s?a?16?8?24mm。

6?7中间轴两齿轮间的距离取20mm，第二对齿轮的主动轮齿宽为95mm, 则

5?6?110mm

致此已初步确定了轴的各段直径和长度。

（3）轴上零件的周向定位

带轮与轴的周向定位均采用平键连接。按d1?2?42mm，由教材表6—1查得平键截面b?h?12mm?8mm，键槽用键槽铣刀加工，长为70mm ，齿轮轮毂与轴的配合配合采用H7。带轮与轴的配合采用H7。滚动轴承与轴的周向定位是由过度配合来

n6k6保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。

将各轴段直径长度列于下表：

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d1?2 42 d2?3 48 d3?4 50 d4?5 58.88 d5?6 50 d6?7 60 d7?8 50 l1?2 99 l2?3 50 l3?4 53.25 l4?5 55 l5?6 110 l6?7 24 l7?8 29.25

（4）确定轴上的圆角和倒角尺寸

参考表15-2，取左轴端与2处倒角为1.6?45?，2，3处圆角R=1.6mm,其余圆角R=2mm。 （5）求轴上的载荷

首先根据轴的结构图做出轴的计算简图,从上已经知道,对于圆锥滚子轴承30310,由手册中可查得

a=23.0mm,作为简支梁的轴的支承跨距

l?l23?57.75?167.75?225.5mm。对轴进行计算并做出弯矩图和扭矩图。如下：

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