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 1、拟定轴上零件的装配方案 左端主动齿轮、左端套筒、左端轴承和轴承端盖依次从左端装配，右端从动齿轮、da?de?35mm 右端套筒、右端轴承和端盖依次从右端装配。 2、根据轴向定位要求确定轴向各段直径和长度 1、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la?le?42mm dmin?23.2~26mm，选角接触轴承7207C，其尺寸为d?D?B?35?72?17，故 d?de?35mm，取a，轴段a和轴段e的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=5.5mm)、齿轮端面与箱体内壁之间的距离a=10~20mm(取a=17.5mm) 及齿轮轮毂与其装配轴端的长度差等尺寸决定 db?42mm lb?78mm la?le?B?s?a?2?42mm 2、装左端主动齿轮段：考虑齿轮装拆方便，取左端使齿轮轴向固定，db?42mm，为保证套筒紧靠齿轮dd?42mm ld?48mm lb略小于齿轮宽度，取lb?78mm d?42mmd3、装右端从动齿轮段：考虑齿轮装拆方便，取，为保证套筒紧靠齿轮dc?54mm ll?48mm 右端使齿轮轴向固定，d略小于齿轮宽度，取dlc?9mm 4、轴环段：齿轮左端用周环定位，按设计手册推荐轴环高度h?0.07d?3?0.07?42?3?5.94mm，取h=6mm，故轴环直径dc?db?2h?42?2?6?54mm，轴环宽度一般为高度的1.4倍，取lc?9mm 3、轴上零件的轴向固定 齿轮与轴的轴向固定采用平键连接。同时为了保证齿轮与轴有良好的对中性，采用H7/k6配合，，滚动轴承与轴的配合为H7/k6 七、低速齿轮轴的设计 （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?215000N?mm （二）、计算轴的载荷 1、轴的传递转矩为 T?215000N?mm Ft?2108.62N Fr?747.54N 2、作用在齿轮上的力 为由低速轴上从动齿轮上的受力与中间轴上主动齿轮的受力的作用关系可得 Fa?490.2N 共41页 第21页
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设计计算及说明 计算结果 Ft?2108.62N Fr?747.54N Fa?490.2N 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 初步估算轴的最小直径： 安装链轮处的直径为轴的最小直径。根据表17-2，取A?107~118，于是得 dg?45mm P4.75dmin?A3?3?30.2~33.3mm，考虑到轴上有键槽，故直径增大3%~5%， n1440 d?45mm同时考虑到传动链作用在轴上的力对轴弯矩的影响，取g （四）、轴的结构设计 1拟定零件上的装配方案 lg?50mm 共41页 第22页
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设计计算及说明 计算结果 齿轮、套筒、左端轴承和轴承端盖依次从左端装配，右端轴承和端盖及链轮依次从右端装配。 2、根据轴向定位要求确定轴向各段直径和长度 1、装链轮段：已经确定df?50mmlf?60mm dg?45mm，链轮与轴配合的长度， Lg?52mm为保证轴端挡圈能够压紧链轮，所以取lg?50mm2、装右端轴承端盖段：链轮左端用轴肩定位，故取轴承端盖及其固定螺钉的装拆空间要求决定，取df?50mm ，轴段f的长度由lf?60mmda?de?55mm le?29mm le?56mm 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df?50mm，选角接触轴承7311C，其尺寸为d?D?B?55?120?29，故取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=20mm) 及齿轮轮毂与其装配轴端的长度差等尺寸决定da?de?55mm，轴端e的长度等于滚动轴承的宽度，le?B?29mm，轴段a的长 db?65mm le?B?s?a?2?56mm 4、装齿轮段：考虑齿轮装拆方便，取lb?73mm db?65mm，为保证套筒紧靠齿轮左端使齿dc?80mm lc?12mm dd?65mm ld?72mm 轮轴向固定，lb略小于齿轮宽度，取lb?73mm 5、轴环段：齿轮左端用周环定位，按设计手册推荐轴环高度h?0.07d?3?0.07?65?3?7.55mm，取h=8mm，故轴环直径dc?db?2h?65?2?8?81mm，轴环宽度一般为高度的1.4倍，取lc?12mm 6、考虑到右端轴承距箱体内壁的距离及中间轴承上从动齿轮轮的宽度，取dd?65mm，ld?72mm 3、轴上零件的轴向固定 齿轮、链轮与轴的轴向固定均采用平键连接。同时为了保证齿轮与轴有良好的对中性，采用H7/k6配合，滚动轴承与轴的配合为H7/k6 八、高速齿轮轴的校核 (一)、画轴的计算简图计算支反力 由下面简图的机构可知： l1?92.2mm l1?92.2mm l2?137.3mm l3?50.3mm l2?137.3mm 共41页 第23页
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设计计算及说明 计算结果 l3?50.3mm 共41页 第24页
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设计计算及说明 计算结果 (二)、求支反力 1、在水平面内，图a Ftl2?RDHl3 l1?l2RBH??275.1N RDH??750.9N RBH?RDV?-315.9N RBV??65.9N MCH??37770.5N?mm RBH?RDH?Ft 则： RBH??275.1N RDH??750.9N 2、在垂直面内：图c RBV?FDV?Fr dRBV(l2?l3)?Fa?FDVl3 2则： RDV?-315.9N RBV??65.9N MCV1?87021.119N?mm3、画弯矩图、扭矩图 1、水平弯矩图内：图b 截面C处 MCV2??15890.4N?mmMCH?RDHl3??37770.5N?mm 2、垂直面内：图d 截面C左端 MC1=38837.7Nmm MCV1?RAVl1?87021.119N?mm 截面C右端 MC2=409777Mmm MCV2?RBVl2?Fad/2??15890.4N?mm3、合成弯矩：图e 截面C左边 22MC1?MCV1?MCH?38837.7N?mm T?31501.7N?mm 截面C右边 22MC2?MCV?M2CH?40977N?mm 4、转矩途径：图f T?31501.7N?mm Me=45126.08Nmm （三）、按弯扭组合强度条件校核轴的强度 由图可见C处弯矩最大，校核该处的强度 ?e?9.67N/mm 共41页 第25页