蜗轮轴设计

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1、蜗轮轴设计蜗轮轴的材料为45钢并调质，且蜗轮轴上装有滚动轴承，蜗轮，轴套，密封圈、键，轴的大致结构如图：图3-4-1蜗轮轴的基本尺寸结构图3.4.1轴的直径与长度的确定1)初步估算轴的最小直径（外伸段的直径）经计算D6>51.7mm又因轴上有键槽所以D6增大3%，则D6=65mm计算转矩Tc=KT=K×9550×=1.5×9550×3.19/30=1667.76N.M<2000N.M所以蜗轮轴与三爪卡盘之间选用普通平键连接65×85，因此2)由参考文献《机械零件设计》的第305页表10-1可查得普通平键GB1096

2、—90A型键20×85，普通平键GB1096—90A型键22×70，三爪卡盘上键槽深度，蜗轮轴键槽深度，宽度为3.4.2轴的校核A、轴的受力分析图图3.4.1轴的受力分析图图3.4.2X-Y平面受力分析图3.4.3X-Z平面受力图图3.4.4X-Y平面弯矩图图3.4.5X-Z平面上的弯矩图图3.4.6合成弯矩图图3.4.7当量弯矩图B、轴的校核计算如表5.1轴材料为45钢，，，表3-4-1计算项目计算内容转矩圆周力径向力轴向力计算支承反力垂直面反力水平面X-Y受力图图3.4.2垂直面X-Z受力图3.4.3合成弯矩轴

3、受转矩TT==66850Nmm许用应力值表16.3，查得应力校正系数a当量弯矩蜗轮段轴中间截面=57873.5Nmm轴承段轴中间截面处=77142Nmm轴径校核验算结果在设计范围之内，设计合格轴的结果设计采用阶梯状，阶梯之间有圆弧过度，减少应力集中，具体尺寸和要求见零件图（蜗轮中间轴）。3.4.3蜗轮与轴的联接设计当轴上装有平键时，键的长度应略小于零件轴的接触长度，一般平键长度比轮毂长度短5—10mm，由参考文献1表2.4—30圆整，可知该处选择键22×70，高h=14mm，轴上键槽深度为，轮毂上键槽深度为，键槽宽

4、度为3.5箱体的设计参照参考文献《机械设计课程设计》（修订版）鄂中凯，王金等主编东北工学院出版社1992年第19页表1.5-1可计算得，箱体的结构尺寸如表3.5.1：表3.5.1箱体的结构尺寸箱体采用HT200铸造，必须进行去应力处理。设计内容计算箱座壁厚度（a为蜗轮蜗杆中心距）取箱盖壁厚度取机座凸缘厚度机盖凸缘厚度机盖凸缘厚度地脚螺钉直径取地脚沉头座直径地脚螺钉数目n取n=4个底脚凸缘尺寸（扳手空间）取取轴承旁连接螺栓直径轴承旁凸缘尺寸（扳手空间）取取上下箱连接螺栓直径取箱缘尺寸（扳手空间）取取轴承端盖螺钉直径窥

5、视孔螺钉直径取定位销直径取减速器中心高轴承旁凸台半径轴承旁凸台高度由低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准。取25mm轴承端盖外径D2=轴承外径+(5~5.5)，取（蜗杆）D2=轴承外径+(5~5.5)，取（涡轮）箱体外壁至轴承座端面距离，取轴承旁连接螺栓的距离以Md1螺栓和Md3螺钉互不干涉为准尽量靠近，取蜗轮轴承座长度（箱体内壁至轴承座外端面的距离）蜗轮外圆与箱体内壁之间的距离，取=15mm蜗轮端面与箱体内壁之间的距离=10mm，取=10mm表6-1为依据蜗杆顶圆与箱座内壁的距离=20mm轴承端面至箱体内壁的

6、距离=10mm箱底的厚度15mm轴承盖厚度t=10mmd3=8mm箱盖高度100mm箱盖长度（不包括凸台）140mm蜗杆中心线与箱底的距离108mm箱座的长度（不包括凸台）255mm装蜗杆轴部分的长度197mm箱体宽度（不包括凸台）140mm箱底座宽度140mm蜗杆轴承座孔外伸长度3mm蜗杆轴承座长度29mm蜗杆轴承座内端面与箱体内壁距离16mm3.6其他经箱体、蜗杆与蜗轮、蜗轮轴以及标准键、轴承、密封圈、挡油盘、联轴器、定位销的组合设计，经校核确定以下零件：表3.6.1键单位：mm安装位置类型b（h9）h（h11

7、）L9（h14）蜗杆轴、联轴器以及电动机联接处GB1096-90键5×205520蜗轮与蜗轮轴联接处GB1096-90键22×70221470蜗轮轴GB1096-90键20×85201485表3.6.2圆锥滚动轴承单位：mm安装位置轴承型号外形尺寸dDB蜗杆7209AC458519蜗轮轴7015AC37511520表3.6.3密封圈（GB9877.1-88）单位：mm安装位置类型轴径d基本外径D基本宽度蜗杆B55×130×104513010蜗轮轴B75×160×107516010表3.6.4弹簧垫圈（GB93-87

8、）单位：mm安装位置类型内径d宽度（厚度）材料为65Mn，表面氧化的标准弹簧垫圈轴承旁连接螺栓GB93-87-12123上下箱联接螺栓GB93-87-883