轴系设计作业.doc

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1、齿轮及学院：机械学院轴系学号：零件姓名：康宽结构设计计算内容结论一、目的1、掌握齿轮及轴系零件结构设计的方法2、培养独立设计能力3、学会查阅有关手册及设计资料二、题目——单级圆柱齿轮减速器输出轴部件结构设计传动简图如图1所示，原始数据如下：项目设计方案12345678910输出轴转速（r/min）130135140145150155160165170175输出轴功率（kW）22.533.544.555.566.5大齿轮齿数Z29597101103105107109111113115大齿轮模数mn3333333333大齿轮螺旋角β（左旋）9°22¢9°22¢9°22¢9°2

2、2¢9°22¢9°22¢9°22¢9°22¢9°22¢9°22¢大齿轮宽度B80808080808080808080小齿轮齿数Z118192021222324252627半联轴器宽度b（mm）查手册轴承中点间距离L（mm）根据要求自定尺寸C（mm）根据要求自定工作年限（1班/年）1/10工作情况平稳我学号是位数是1，所以数据是最小的那组。（一）求输出轴上的转矩求输出轴上的转矩TT=9550xPx2/n=9550x2x1000/130=146.15KN∙mm（二）估算轴的最小直径先按照d≫A0√?/?3初步估算最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。取A=110于是：dm

3、in=A0√?/?3=110x√2/130=27.35mm（三）选择联轴器考虑到转矩变化小，取KA=1.3Tca=KA∙T=1.3X=N∙mm按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查标准GB/T5014-2003，选用Lt6弹性套柱联轴器。其公称转矩N∙mm，轴孔直径di=35mm，故轴的最小直径dI=35半联轴器的长度L=82mm，半联轴器与轴配合毂孔长度L1=60mm，（四）选择轴承选择单列角接触轴承，参照工作要求在轴承产品目录中初步选择代号为：7008c标准精度角接触轴承。其尺寸为：dxDxB=40x65x14（mm）a=18.3mm（五）计算和确定齿轮各部分的尺

4、寸大齿轮分度圆直径d2=Z2∙mn=Z2∙mn/cosβ=95x3/cos9°22’=288.85mm宽度B2=80mm，大齿轮安装在轴上的半径d齿=50mm。齿轮结构简图：(七)选择键的类型和尺寸联轴器与轴的周向定位采用普通平键连接，按dI-II选择键：GB/T1096键12x8x56齿轮与轴的周向定位采用普通平键连接，按dIV-V选择键：GB/T1096键14x9x63(八)轴的强度校核1.求作用在齿轮上的力Ft=2T/d2=2x19.025x1000/288.85=1315.52NFr=Fttanαn/cosβ=1315.52xtan20°/cos9°22’=485

5、.27NFa=Fttanβ=1315.52xtan9°22’=217.07N2.计算并画出轴力图弯矩图扭矩图由FNH1+FNH2-FT=0;FNH1∙L1-FNH2∙L2=0得：FNH1=657.76NFNH2=657.76N由FNV1+FNV2-FR=0;FNV1∙L1-FA∙d2/2-FNV2∙L2=0得：FNV1=445.81NFNV2=-39.45N做出轴力图和弯矩图如下：Mmax=√Mh2+Mv2=√50746.182+34394.242=61303.66N∙mm由以上弯矩图和扭矩图可知危险截面是B处。4.按照第三强度理论校核σca=√σ2+4τ2=√σ2+4（

6、ατ）2α取0.6W=πd3/32-bt(d-t)2/2d=πx603/32-14x9(50-9)2/2x50=10153.79mm3σ=M/W=50837.39/1015.79=5.01MPaτ=T/2W=/2x10153.79=14.39MPa查表可得45号钢[σ-1]=60MPa则：σca=√σ2+4τ2=√σ2+4（ατ）2=√5.012+4x(0.6x14.39)2=9.98MPa<[σ-1]=60MPa所以，强度校核通过，满足要求。（九）滚动轴承寿命计算外界作用力Fae=Fa=217.07N先试取判断系数e=0.4Fr1=FNV=445.81NFr2=FNV2

7、=39.45NFd1=e∙Fr1=0.4x445.81=178.32NFd2=e∙Fr2=0.4x39.45=15.78N由于：Fae+Fd2=217.07+15.78=238.85N>Fd1所以：Fa2=Fd2=15.78NFa1=Fae+Fd2=232.85求出轴承当量动载荷P1和P2：Fa1/Fr1=0.52Fa1/For=0.0172查表得：e1=0.38Fa1/Fr1>e1查表得：X1=0.44Y1=0.38Fa2/Fr2=0.40Fa2/For=0.00016查表得：e2=0.38Fa2/Fr2>e2查表得：X2=