机械设计齿轮传动轴的设计

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1、设计项目：齿轮传动轴的设计院系：机电工程系专业：机电一体化班级：2班学号：10062102姓名：指导教师：工作条件：连续单向运转，荷载平稳，空载启动使用年限10年，小批量生产，两班制工作，运输带速度允许误差为5%。已知条件：电机转速1440n/m，带轮传动比为2.5，运输带工作拉力为16000N,运输带工作速度为1.8m/s，卷筒直径为300mm，=90%。大齿轮转速n=114.6r/min，分度圆直径d=312mm，压力角an=20°，螺旋角β=15°。计算内容计算说明计算结果1选择轴的材料，确定许用应力。由已知条件得减速器传递功率P=F.V/×0.95×0.98=29.8kw（主

2、：由资料得知带轮上功率损失为0.92~0.97，轴上功率损失为0.98~0.99）故选择45号钢，调质处理。由教材P215表15-1查的σb=650Mpa，由教材P220表15-3查的许用弯曲应力[σ-1b]=60Mpa选用45号钢，调质处理σb=650Mpa[σ-1b]=60Mpa2初步设计轴结构图如左图3按抗扭强度估算轴的直径由教材P219表15-2查的C=118~107，则轴的最小直径为：dD=75mmdD≥=110=70.21mm考虑到键槽对轴的削弱，将直径增大3%，即dm=d（1+3%）=72.32mm。由设计手册取dD=75mm。根据轴系结构确定取dc=85mm。dc=8

3、5mm4齿轮上的作用力的计算齿轮所受的转矩为：T=9.55×106×=2483333.3N·mm圆周力Ft==15918.8N·mm径向力Fr==5998.3N轴向力Fa=Frtanβ=4265.4NT=2483333.3N·mmFt=15918.8N·mmFr=5998.3NFa=4265.4N5选取轴承由题知T=2483333.3N·mm且受径向力和轴向力，转速不高。查教材P230和零件设计手册P118得选用型号为30216的圆锥滚子轴承。选用型号为30216的圆锥滚子轴承。6画出轴的受力图如左图水平支反力为：FAH=FBH==7959.4NFAH=7959.4NMCH=9551

4、28N·mm7计算水平支反力，画水平弯矩图C-C截面处的水平面弯矩为：MCH=7959.4×N·mm=955128N·mm8计算垂直面支反力，画垂直面弯矩图垂直面支反力为：FAV×L－Fr×+Fa×=0FAV=226.64NFBV=Fr－FAV=5998.3N－226.64N=5771.7NC-C截面的左侧垂直面弯矩MCV左=226.64×N·mm=27196.8N·mmC-C截面的右侧垂直面弯矩：MCV右=5771.7×N·mm=692604N·mmFAV=226.64NFBV=5771.7NMCV左=27196.8N·mmMCV右=692604N·mmMC左MC左=9.5×105

5、N·mm9画合成成弯矩图==≈9.5×105N·mmMC右==≈1.18×106N·mmMC右=1.18×106N·mm10画出转矩图由题知T=2483333.3N·mmT如左图11计算当量弯矩因减速器单向运转,故可认为转矩脉动循环变化,取系数=0.6Mec=≈1.89×106N·mmMec=1.89×106N·mm12校核强度=<[σ-1b]=60Mpa<[σ-1b]=60Mpa轴强度足够故轴强度足够。13轴的零件图（图详见CAD图）