燕山大学课程设计说明书 设计及计算过程 经验证齿轮符合弯曲疲劳条件，故设计合理。 结果 斜齿轮的设计合理 五．轴的设计和计算 1.初步计算轴径 轴的材料选用常用的45钢 当轴的支撑距离未定时， 无法由强度确定轴径，要用初步估算的方法，即按纯扭矩并降低许用扭转切应力确定轴径d， 计算公式为： d?C?3P/n 考虑到各轴均有弯矩，取C=118，初算各轴头直径 轴的计算公式和有关数据皆引自《机械设计》第137页~第153页 轴的材料选用常用的45钢 d1=11mm d2=24mm d3=39mm d1?C?3 P0.911?118?3?10.22mmn11400P20.72?118?3?23.9mmn285.9 d2?C?3P0.69d3?C?32?118?3?39.0mm n219.1考虑到1轴要与电动机联接，初算直径d1必须与电动机轴和联轴器空相匹配及d3必须和联轴器空相匹配，所以初定d1=11mm，d2=24mm，d3=39mm。 2．轴的结构设计 轴的结构设计准则： 轴的径向尺寸：当直径变化处的端面作为轴肩固定轴上零件或承受轴向力时，直径变化值要大些，可取（6~8）mm，不作轴肩时可取（1~3）mm。 轴的轴向尺寸：轴上安装传动零件的轴段长度是由所装零件的轮毂宽度决定的，而轮毂宽度一般是和轴的直径有关，确定了直径，即可确定轮毂宽度。轴的端面与零件端面应留有距离L，以保证零件端面与套筒接触起到轴向固定作用，一般可取L=（1~3）mm。轴上的键槽在靠共 28 页 第 13 页
燕山大学课程设计说明书 设计及计算过程 近轴的端面处的距离取（1~3）mm，靠近轴肩处的距离应大于等于5mm（取5mm）。 Ⅰ轴（蜗杆）的初步设计如下图： （1）计算最小轴颈： 3结果 dmin?C3P ，C=118，P=0.91kW，n=1400rpm nP=118?n3 dmin?C0.91?10.22mm 1400（2）装配方案是：左端，溅油盘、套筒、套杯、左端轴承、套筒、 圆螺母止动垫片、圆螺母、端盖、密封圈、联轴器依次从轴的右端向左 安装；右端，溅油盘、套筒、右端轴承、圆螺母止动垫片、圆螺母依次 从轴的右端向左安装。 ①由蜗轮的位置和中心距105mm，可以得出蜗杆的啮合部分位置。 ②由蜗轮端面距内壁的距离可以确定轴承座的位置，进而得出轴承 在轴上的位置（右端深沟球轴承距轴承座端面两端距离各为5mm），左端先确定出套杯的位置后，即可根据套杯厚度（8mm）确定轴承的位置， 由轴承选7206C得轴颈为30mm。 ③支撑轴承的轴段外端面要比轴承外端面短1~3mm（取2mm）。 ④由圆螺母宽度（10mm），可以确定轴上需要加工螺纹的长度（取 13mm），圆螺母选取27x1.5的规格，确定轴颈为27mm。 ⑤由轴外伸长度15mm，确定出左起第二段轴的长度，因为是非定位轴肩所以该段轴颈确定为25mm。 ⑥由左起第一段的轴颈（18mm）和联轴器的选择确定出该段的长 共 28 页 第 14 页
燕山大学课程设计说明书 设计及计算过程 度（30mm），由定位轴肩确定轴颈为18mm。 ⑦由润滑位置合理确定溅油盘轴段的位置。 Ⅱ轴的初步设计如下图： 结果 （1）计算最小轴颈： 3 dmin?C3P ，C=118，P=0.72kW，n=85.9rpm nP=118?n3dmin?C 0.72?24mm 85.9 （2）装配方案是：左端，蜗轮、挡油圈、右端轴承、套筒、端盖 依次从轴的右端向左端安装；右端，齿轮、挡油圈、左端轴承、套筒、 端盖依次从轴的左端向右安装。 ①由左视图端盖中心到外壁的距离53.57mm，确定该轴轴线距内壁的距离l?=l-?=53.57-11=42.57mm（同时确定出内壁的位置），该轴线位置即为蜗轮垂直于轴线的对称面，由蜗轮轮毂应长于对应轴段1~3mm、挡油圈的正确安装位置和轴承7206C的宽度16mm可以得出右起第一段和第二段的长度分别为43.57mm和52mm，由非定位轴肩确定蜗轮对应轴段轴颈为32mm。 ②由小齿轮的宽度75mm，并且齿轮轮毂长于对应轴段1~3mm（取2mm）以及齿轮端面距内壁距离?2=12mm，得出右起第三段和第四段的长度分别为35.5mm和73mm，由非定位轴肩确定小齿轮对应轴段轴 共 28 页 第 15 页
燕山大学课程设计说明书 设计及计算过程 颈为32mm。 ③由挡油环的安装位置和轴承宽度16mm得出左起第一段轴的长度为40mm。 Ⅲ轴的初步设计如下图： （1）计算最小轴颈： 3结果 dmin?C3P ，C=118，P=0.69kW，n=19.1rpm nP=118?n3 dmin?C0.69?39mm 19.1（2）装配方案：左端，挡油圈、左端轴承、密封圈、端盖、联轴 器依次从轴的右端向左安装；右端，齿轮、挡油圈、右端轴承、套筒、 端盖、依次从轴的左端向右安装。 ①由轴承7209C的宽度19mm、挡油环的安装位置、大齿轮宽度 70mm以及齿轮轮毂长度应长于对应轴段1~3mm（取2mm），得出左起第一段和第二段的长度分别为44.5mm和68mm，由非定位轴肩确定左 起第二段轴颈为46mm。 ②由内壁的位置、挡油环的安装位置和轴承的宽度19mm，得出左 起第三段和第四段的长度分别为93mm和42.5mm。 ③由轴外伸长度15mm和端盖厚度15mm，得右起第二段长度为 52mm，由非定位轴肩得该段轴颈为44mm。 共 28 页 第 16 页
燕山大学课程设计说明书 设计及计算过程 ④由非定位轴肩和联轴器的选择可得右起第一段长度为82mm。 结果 3．Ⅲ轴的安全系数法校核强度计算 由Ⅲ轴装轴承处轴的直径d=45mm，查《机械设计课程设计指导手册》得到应该使用的轴承型号为7209C，D=85mm，B=19mm，a=18.2mm（轴承的校核将在后面进行）。 d=45mm D=85mm B=19mm a=18.2mm a-轴结构图 b-轴受力图 c-水平面受力图
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