减速器中间轴的设计

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1、减速器中间轴的设计9机械设计报告——减速器中间轴的设计报告人：于天池学号：02001415作者:于天池02001415减速器中间轴的设计9轴的设计流程及其目录：作者:于天池02001415减速器中间轴的设计9设计流程参考文献设计任务分析设计抗弯扭合成校核轴的强度轴承寿命计算心得体会轴的材料初步计算轴径轴的结构设计轴结构的工艺性求水平面内的支承反力轴上受力分析求竖直面内的支承反力画轴空间受力简图计算轴的弯矩、扭矩校核轴的强度计算附加轴向力计算轴承所受轴向载荷计算当量动载荷轴承寿命计算第3页第3页第4页第4页第5页第5页第6页第6页第6页第6页第6页第7页第7页第7页第3页第3页第8页【参考

2、文献】(1)《机械零件设计手册(第二版）》中册作者:于天池02001415减速器中间轴的设计9东北工学院《机械零件设计手册》编写组编冶金工业出版社(2)《机械设计课程设计》任金泉主编西安交通大学出版社(3)《机械设计》吴克坚、于晓红、钱瑞明主编高等教育出版社(4)《画法几何及机械制图》范思冲主编机械工业出版社(5)《机械设计手册》单行本.润滑与密封成大先主编机械工业出版社【设计任务】对于教材415页题19.5所示的二级斜齿圆柱齿轮减速器（如下图），其中齿轮2的宽度B2=230mm,齿轮3的宽度B3=160mm。试对轴Ⅱ进行机构设计，并按弯扭合成强度计算方法对轴进行设计计算。然后利用软件绘

3、制轴的工作图并对轴系进行三维造型设计，结构和尺寸参考教材P406图19.18。【分析设计】>>1.轴的材料：轴为45钢调质，硬度为217～255HBS，[σ－1]＝180MPa>>2.初步计算轴径：根据文献(3)式(19.3),取β=0，并由表19.3选取A=115，得dmin=A=115×＝67mm因为键槽会削弱轴的强度，故将轴径增大4％，取70mm。>>3.轴的结构设计：作者:于天池02001415减速器中间轴的设计9轴上零件的布置方案如图所示。（注：本图是从AutoCAD中导入）主要尺寸的确定：初定dⅡ－Ⅲ＝73mm，由此据文献(1)P194取7215C型滚动轴承，其尺寸为75×1

4、30×25mm,其配合段的直径为75mm(Ⅱ－Ⅲ及dⅥ－Ⅷ），T＝27～27.5mm，取齿轮安装段直径dⅣ－Ⅲ＝dⅤ－Ⅵ＝78mm。据文献(1)P134，轴环的宽度LⅣ－Ⅴ＝20mm≈1.4a，故取a＝15mm，所以轴环的高度dⅣ－Ⅴ＝93mm。与7215C型轴承配合段的长度LⅡ－Ⅲ＝T＋L轴套＋余量＝27.5＋(20＋5)＋4.5＝57mm。齿轮的周向定位采用平键，其尺寸为16×10×100mm[GB1096—79(90)]。>>4.轴结构的工艺性：轴肩倒圆半径r=4mm(文献(1)P135)，轴端倒角均为2×45°，键槽位于同一轴线上。【抗弯扭合成校核轴的强度】作者:于天池02001

5、415减速器中间轴的设计9>>(1)画轴空间受力简图。将轴上作用力分解为垂直面受力(图b)和水平面受力(图d)。取集中力作用于齿轮和轴承宽度的中点。>>(2)轴上受力分析：轴传递的转矩为T=9.55×106×40/200=1910000N.mm齿轮的周向力===5552N作者:于天池02001415减速器中间轴的设计9===22471N齿轮的径向力∴2073N8318N齿轮的轴向力：∴＝5552×tan12.833°=1265N＝22471×tan10.483°=4158N>>(3)求水平面内的支承反力：由=0得∴＝1609.68N由得＝15309.32N>>(4)求竖直面内的支承反力：

6、由得＝796N，＝5449N>>(5)计算轴的弯矩、扭矩，分别画出垂直面的弯矩图b)、水平面的弯矩图e)及扭矩图g)。求合成弯矩并画出其弯矩图f)。＝1890713N.mm（注：上图是从AutoCAD中导入）>>(6)校核轴的强度：C处为危险截面，根据文献(3)式(19.6)，取α＝0.7(单向转动，转矩按脉动变化)，β＝0(实心轴)，考虑键槽影响，乘以0.94，得＝58.75MPa<<[σ－1]故安全。【轴承寿命计算】由于选用了7215C型滚动轴承，故可以查得Cr=79.2KN,=65.8KN由文献(3)表17.8得fp=1.0（轴承所受载荷平稳）>>(1)计算附加轴向力(如下图，从A

7、utoCAD中导入)作者:于天池02001415减速器中间轴的设计9由文献(3)表17.5得7215C型滚动轴承的附加轴向力为Fs=0.5Fr=2893N=897.87N=8125.07N>>(2)计算轴承所受轴向载荷=3790.87N<∴轴承A被“压紧”而D被“放松”由此可得=3790.87N,=8125.07N>>(3)计算当量动载荷对于A轴承:由文献(3)表17.7，可求得:由查表17.7，可求得:=0.44,=1.30∴=5