机械设计齿轮轴系部设计

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1、课程名：机械设计设计题目：齿轮传动轴系部设计院系：机械学院班级：机制083班设计者：蒋秀忠学号：1081010372010—2011第一学期浙江科技学院设计内容一.设计课题。设计直式齿轮减速装置的输岀轴轴系部仵。原始数据：输出轴转矩h2:145r/min;输出功率p:2.8kW；齿轮齿数22:106;齿轮模数m:2.5mm;齿轮宽度b:70mm；外伸轴头长度：80mm；载荷变化：轻微冲击；轴承寿命：8OOOh；工作温度：小于100°C二.轴系部设计教材P288o=600MPa教材P292式12-2该圆柱

2、齿轮传递的功率不大，且无特殊要求，故选用最常用的45钢并做正火处理。由表12—1得仏=600MPa。2.按转矩估算轴的最小直径。应用式（12-2）估算，由表12-2取0115,于是得6/>Q-=115*3—=30.85mmVnV145D=32mm计算所得应是最小轴径（即安装联轴器）处的直径。该轴段因由键枘，应加大（3-7）%并调整圆整，取d=32mm。3.轴的结构设计。g机械T-册采用TL6型弹性套柱销联轴器轴承采用6208深沟球轴承根据估算的直径、轮毂宽及安装情况等要求，轴的结构及尺寸可进行草图设计，轴

3、的输出端用TL6型（GB/T4325-2002）弹性套柱销联轴器，孔径d=32mm，孔长L=60mm，取轴肩高为3mm作定位用d,=38mm.L,=55mm；齿轮两端对称安装一对6208（GB/T292-2007）深沟球轴承，其宽度*L2=18mm,直径为尖=40mm。左轴承用套简定位，右轴承用轴肩定位，根据轴承对安装尺寸的要求，轴肩高度取3mm，故该直径为d5=46mm，L5=12mm；轴与&轮、轴与联轴器均齿轮分度圆直径d=265mm选用平键联接。不妨取套筒长为20mm,而且安装Mi•轮段长度应比轮毂

4、宽度小2mm，所以L2=40mm;且说轮宽度为70mm,所以L3=68mm;不妨d3=42mm；t/4=50mm，L4=8mm;左•角接触球轴承尺寸相同，所以6/6=40mm,L6=18mm；综上所述，轴承的跨度为257mmo2.计算齿轮受力。齿轮分度圆直径d=mz=2.5*106=265mm；圆周力Fz=—=2H844I3^1392N265轴向力Ff/=ONT=184413N.mmFr=1392NFr=506.65N^h=rih=253.325NRw=RUv=696N教材P293表12—3Mhe=11

5、6815.3Mae=M}e=106765N參腿p28齿轮所受转矩T=9.55*106-=9.55*1（）6—=184413N•mmn145齿轮作用力径向力Fr=Fttanan=1392*tan20°=506.65N轴受力的大小和方向如阁1-la所示5，计算轴承反力（图l-1-c及e）64F水平血RlH=RUH=一=253.325N128垂直面/?lv=/?uv=Fr/2=696N6.绘制弯矩图水平弯矩图（图1-ld）截面b:M研二64=64*253.325=16213N•醐垂直面弯矩图（图1-lf）=64

6、/?lv=64*696=44544N•mm合成弯矩图（图1-lg）=Vl62132+445442=47403W•mm7.绘制扭矩图由前知T=184413N-mm又根据〜：600MPa,由表12-3查的［d=55.Ml）a,和［o^iSMPa,6^=—=0.58；汉T=106765N•mm958.绘制当量弯矩图（图1-li）对于截而bMbe=扣三+（aT）2=V474032+1067652=116815.3N•mm对于截面a和IA/^=A/le=/7T=106765N•mm9.分别就算轴截面a和b处的直径a

7、-&0.HV0.1*55=3/106765=26.88/77/77db=3Mbe-3/116815=27.69醐O.H，V0.1*55两截而足冇键槽削弱，但结构设计所确定的直径己经分别达到32和42,所以，强度足够，如所选轴承和键连接等经计算，确认奇命和强度均能满足，则上轴的结构设计无须修改10.校核轴的疲劳强度卜面以b截面处为例，精确校核该截面的疲劳强度，杳表12-1得(7,=240MPa；t.140IPa。da=26.88mm〈32mmdh-27.69mm〈42mm均满足强度耍求分别计算弯曲应力和扭

8、转应力:Mh32A/,、32*47403W7id3.14*426.52MPa=0.5r=丄=1=圓=6.34MPa=16.692VVt^l33.14*42in=0.5r=6.34MPa轴的弯曲等效系数，％=0.2;轴的剪切等效系数，VO.I。查表12-4得，键槽处的弯曲，扭转有效应力集屮系数为屹=1.76人=1.54査表12-4得到，弯曲，扭转时轴的绝对尺寸系数为=0.84;^r=0.78；查表12-8得，轴的表面质量系数0=