o型煤用翻车机减速器小齿轮轴设计和改进

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1、O型煤用翻车机减速器小齿轮轴设计和改进　　【摘要】通过对小齿轮轴现场工作情况及原来存在缺陷的分析，确定其改进方案，并通过改进，保证了小齿轮与大齿圈的啮合更加良好，使整个传动过程更加平稳可靠，同时也使小齿轮轴的寿命得到延长。【关键词】小齿轮轴；改进；平稳可靠；寿命延长在原设计中小齿轮轴即减速器的伸出轴，为三点支撑，由于安装误差，三个轴承座可能不同心，第三个轴承座可能对小齿轮轴的使用寿命产成影响，加速其破坏，为此在本设计中把小齿轮处的支撑改为如图所示，即小齿轮轴改为两点支撑，轴的输入端使用万向联轴器联结

2、到减速器上。轴上两限位环保证小齿轮与大齿圈的啮合良好。以下进行轴的设计改进并用可靠性方法对轴进行评估。其结构如图所示：一.小齿轮轴的设计1.轴的材料的选取：轴的尺寸和重量受到限制、以及有某些特殊的要求时，可采用合金钢，本设计中轴的材料选用。2.小齿轮轴的设计：对于外伸轴初算轴径，经常作为轴的最小直径（轴端直径）。这时应取较小的A值，当轴的支撑未定时，无法由强度来确定轴径，要初步用估算的方法，即按纯扭矩并降低许用切应力确定轴径d，计算公式为d>计算公式d≥A5其中p轴传递的功率（kw），A与材料有关的

3、系数，由《机械设计》查得A=98n轴的转速∵p=191kwn=31.47r/min∴d≥98τ-1=179cm，所以d初步取d=190mm。3.轴的径向尺寸的确定：当直径变化处的断面是为了固定轴上零件或承受轴向力时，则直径变化大一些，当轴径变化仅为了装配方便或区别加工表面时，不受轴向力，也不固定轴上零件时，则相邻直径变化大一些。现在又考虑到轴承的限制，取d1=200mm，两轴间的过渡圆角取10mm。调制处理，抗拉强度σB=830Mpa屈服点σS=785Mpa拉压疲劳强度σ-1=395Mpa剪切疲劳强

4、度τ-1=230Mpa表面不平度Rα≤0.4。二.安全系数法进行校核①由公式计算危险截面的安全系数S危险截面安全系数S的校核公式为（由《新编机械设计师手册》）：S=Mpa式中：Sσ只考虑弯矩作用时的安全系数；Sτ只考虑转矩作用时安全系数；[S]疲劳强度计算的需用安全系数；σ-1对称循环应力下的材料弯曲疲劳极限Mpa；5τ-1对称循环应力下的材料扭转疲劳极限Mpa；Kσ、Kτ弯曲和扭转时的有效应力集中系数；β表面质量系数；εσ、ετ弯曲和扭转的尺寸影响系数；ψσ、ψτ材料的拉伸和扭转的平均应力折算系数

5、；σa、σm弯曲应力的应力幅和平均应力Mpa；τa、τm扭转应力的应力幅和平均应力Mpa；轴的材料为37SiMn2MoV，调质，毛坯直径d>200-400σB=830Mpaσ-1=395Mpaτ-1=230Mpa②KN按无限寿命取KN=1；③Kσ、Kτ的选取，由《机械设计大典》图21.1-9D=260mm；d=240mm；r=5mm查得Kσ=2.0由《机械设计大典》图21.1-11得，Kτ=1.4④求表面质量系数β由《机械设计大典》图21.1-13查得β=0.9⑤求弯曲和扭转的尺寸影响系数εσ、ετ

6、由《机械设计大典》图21.1.12得：εσ=0.55；ετ=0.60⑥求材料的拉伸和扭转的平均应力折算系数ψσ、ψτ5由《机械设计大典》表21.1-11得：ψσ=0.30；ψτ=0.13⑦弯曲应力的应力幅和平均应力σa、σm⑧扭转应力的应力幅和平均应力τa、τm将上述参数带入得：可得轴的安全系数为：由《机械设计大典》表21.1-11，S>[S]=1.3-1.5；故轴的强度满足要求。三.结语通过对小齿轮轴的计算及校核证明，此改进在满足其工作状况的情况下，是传动更加平稳可靠，同时也使其寿命得到延长，这对

7、于O型煤用翻车机来说是一个不小的改进。参考文献[1]中国机械工程学会.中国机械设计大典编委会.中国机械设计大典[M].江西：江西科学技术出版社，2002[2]机械设计手册编委会.机械设计手册：第2版[M].北京：机械工业出版，2004[3]徐瀛.新编机械设计师手册[M].北京：机械工业出版，2004[4]龚尔安，许立忠.机械设计[M].北京：机械工业出版，20115[5]卢玉明.机械零件的可靠性设计[M].北京：高等教育出版社，19895