河南机电高等专科学校机械设计用纸
设计计算及说明 计算结果 YSa1?1.6373 （内插） YSa2?1.7615（内插） 4、弯曲疲劳强度极限?Flim1、?Flim2 由图13-7得 ?Flim1?450MPa ?Flim2?390MPa ?Flim1?450MPa5、螺旋角系数 ?Flim2?390MPa Y? 纵向重合度?? Y??0.9 ???0.318?dz1tan??0.318?0.8?30tan13?5?14???1.7742由表13-22查得螺旋角系数 Y??0.9 6、重合度系数Y? ?端面重合度? ????1.88?3.2?????1?1??1???1??cos??1.88?3.2????cos13?5?14???1.6827????3070????z1z2?? Y??0.6957 Y??0.25?0.75???0.25?0.75?0.69571.6827 YN1?1 YN2?1 7、弯曲疲劳强度寿命系数YN1、YN2 由图13-9查得YN1?1 YN2?1 SF?1.4 8、弯曲疲劳强度安全系数SF 取弯曲强度最小安全系数SF?1.4 ??F1??321.4MPa ??F2??278.5MPa 满足弯曲疲劳强度9、计算需用弯曲应力??F1?、??F2? ??F1???Flim1YN1?450?1?321.4MPaSF1.4 ??F2???Flim2YN2SF?390?1?278.5MPa1.4 10、校核齿根弯曲疲劳强度 ?F1??2KT1YFa1YSa1Y?Y?bd1m 2?1.4851?97418.19?2.4855?1.6373?0.6957?0.975?92.4?3 共41页 第16页
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设计计算及说明 计算结果 ?35.46MPa???F1??321.4MPa ?F2??2KT1YFa2YSa2Y?Y?bd1m 2?1.4851?97418.19?2.2285?1.7615?0.6957?0.975?92.4?3 ?34.21MPa???F2??278.5MPa 要求 五、高速齿轮轴的设计 （一）、选择轴的材料确定许用应力 选择轴的材料为45钢， 调质处理 [??1]?216N/mm2 [?0]b?98N/mm2 [??1]?59N/mm2 ?b?637N/mm2 ?s?353N/mm2 ??1?268N/mm2 ??1?1565N/mm2 2 [??1]?216N/mm2 [?0]b?98N/mm [??1]?59N/mm2 T?31501.7N?mm （二）、计算轴的载荷 1、轴的传递转矩为 T?31501.7N?mm 2、作用在齿轮上的力为 Ft?2T2T2?31501.7???1026Ndzmn/cos?30?2/cos12?17??8?? tan?ntan20??1026??382.07Ncos?cos12?17?8?? Ft?1026N Fr?382.07N Fa?223.43N Fr?FtFa?Fttan??1026?tan12?17?8???223.43N 圆周力Ft、径向力Fr及轴向力Fa的方向如图所示 （三）、初估轴的最小直径选择联轴器 1、初步估算轴的最小直径： 安装联轴器处的直径为轴的最小直径。根据表17-2，取A?107~118，于是得da?20mm dmin?A3Pn3?（107~108）4.75?16~17.6mm，考虑到轴上有键槽，故直径增大1440 共41页 第17页
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设计计算及说明 计算结果 d?20mm 3%~5%，取a2、选联轴器： 1、由表18-1选联轴器工作系数K?1.5，故联轴器的计算扭矩Tca?KT?1.5?31501.7?47252.55N?mm 2、因输入轴与电动机相连，转速高，转矩小，选择弹性套柱销联轴器。按扭矩Tca?47252.55N?mm查表选择LT2 弹性套柱销联轴器，其半联轴器的孔径为20mm，半联轴器长l?52mm （四）、轴的结构设计 1拟定零件上的装配方案 由于齿轮直径较小，采用齿轮轴 左端轴承和轴承端盖及联轴器依次从左端装配，套筒、右端轴承和端盖依次从右端装配。 la?36mm 2、根据轴向定位要求确定轴向各段直径和长度 d?20mm，半联轴器与轴配合的长度，La?38mm为1、装联轴器段：已经确定al?36mm 保证轴端挡圈能够压紧联轴器，所以取adb?25mm lb?60mm 共41页 第18页
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设计计算及说明 计算结果 2、装左端轴承端盖段：联轴器右端用轴肩定位，故取由轴承端盖及其固定螺钉的装拆空间要求决定，取db?25mm，轴段b的长度dc?dg?30mmlc?16mm lb?60mm 3、装轴承段：这两段轴颈由滚动轴承的内圈孔来决定。根据斜齿轮有轴向力及db?25mm，选角接触轴承7206C，其尺寸为d?D?B?30?62?16，故取lg?23mm dc?dg?30mml?B?16mm，轴段g的，轴端c的长度等于滚动轴承的宽度，clf?55mm 长度由滚动轴承的宽度B、轴承与箱体内壁距离s=5~10mm(取s=5mm)、齿轮端面与箱体内壁之间的距离a=10~20mm(取a=15mm) 及挡油圈在内壁里的宽度等尺寸决定，取de?36mm le?13mm lg?23mm 4、齿轮段：采用齿轮轴装，齿轮的分度圆直径为61.35mm，，lf 等于齿轮宽度，取lf?55mmdd?36mm ld?109mm d?36mmd6、考虑到左端轴承距箱体内壁的距离及中间轴承上主动轮的宽度，取， ld?109mm 3、轴上零件的轴向固定 半联轴器与轴的轴向固定均采用平键连接。的对中性，，半联轴器与轴的配合为 H7/k6，滚动轴承与轴的配合为H7/k6 5、齿轮右端段：，取le?13mm，de?36mm 六、中间齿轮轴的设计 （一）、选择轴的材料确定许用应力 选择轴的材料为45钢， 调质处理 [??1]?216N/mm2 [?0]b?98N/mm2 [??1]?59N/mm2 ?b?637N/mm2 ?s?353N/mm2 ??1?268N/mm2 ??1?1565N/mm2 2 [??1]?216N/mm2 [?0]b?98N/mm [??1]?59N/mm2 （二）、计算轴的载荷 1、作用在从动齿轮上的力为 由从动齿轮上的受力与高速轴上主动齿轮的受力的作用关系可得 Ft1?1026N Fr1?382.07N Fa1?223.43N T?97418.19N?mm Ft1?1026N Fr1?382.07N 共41页 第19页
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设计计算及说明 计算结果 Fa1?223.43N 2、轴的传递转矩为 T?97418.19N?mm 3、作用在主动齿轮上的力为 Ft2?2108.62N Fr2?747.54N Ft2?2T2T2?97418.19???2108.62Ndzmn/cos?30?3/cos13?5?14?? tan?ntan20??2108.62??747.54Ncos?cos13?5?14?? Fa2?490.2N Fr2?Ft2Fa2?Ft2tan??2108.62?tan13?5?14???490.2N 圆周力Ft、径向力Fr及轴向力Fa的方向如图所 （三）、初估轴的最小直径 初步估算轴的最小直径： 安装轴承处的直径为轴的最小直径。根据表17-2，取A?107~118，于是得dmin?A3P4.523?（107~108）?23.2~26mm n443.1（四）、轴的结构设计 共41页 第20页