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图2 腹板式齿轮结构图 D1=1.6d=1.6?45=72mm D1=72mm D2= D2=da2-10mn=217.84-10?3=187.84mm D0=0.5(D1+D2)=129.92mm d0=0.25(D2-D1)=28.96mm 187.84mm D0= 129.92mm ?0=12mm ?0=(2.5~4) mn=3?4=12mm C=(0.2~0.3)b=5.2mm~8.6mm,取C=7mm。 3.4.2低速级齿轮结构设计
C=7mm 项 目 1、小齿轮1、小齿轮结构设计 结构设计 计算及说明 结 果 端面模数mt?mn/cos?=4/cos12.45?=4.09mm 端面压力角?t?arctantan?ncos??arctantan20?cos12.45=20.44? 端面齿顶高系数h*at?h*ancos?=1?cos12.45?=0.976 端面顶隙系数c*t?c*ncos?=0.25?cos12.45?=0.244 齿顶高ha?h*atmt=0.976?4.09=4.00mm 齿根高hf?(h*at?c*t)mt=（0.976+0.244）?4.09=4.99mm ha?3.00mm hf?3.676mm 19
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全齿高h?ha?hf=4.00 +4.99=8.99mm 齿顶圆直径da1?d1?2ha=77.83+2?4=85.83mm 齿根圆直径df1?d1?2hf=77.83-2?4.99=67.85mm 由第4章轴的计算可知小齿轮处直径取d=44mm，则小齿轮处的键选择为12?8?36。 则小齿轮的齿根圆到键槽地面的径向距离 ?d?e????t?h??8.675mm?2.5mn?10mm 2?2?df1da1?58.61mmdf1?44.81mm 选齿轮轴 腹板式结构 da2?223.84mmdf2?210.49mmD1=72mm 所以Ⅱ轴为齿轮轴，如图4所示。 2、大带结构设计 2、大齿轮结构设计 由于da2=262.17mm>200mm,故选择腹板式结构，如图2所示。 齿顶圆直径da2?d2?2ha=262.17+2?4=270.17mm 齿根圆直径df2?d2?2hf=262.17-2?4.99=252.19mm 其相关尺寸与上述高速级大齿轮设计相同，求得： D1=112mm D2=280mm D0=170mm d0=29mm D2=280mm D0=170mm ?0=16mm ?0=16mm C=10mm。 C=10mm 20
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第 4 章 轴的设计计算
4.1. 轴的材料选择
项 目 轴的材料 计算及说明 根据工作条件，初选Ⅰ轴的材料为45号钢，Ⅱ、Ⅲ轴为 40Cr，均调质处理。 结 果 4.2. 轴的结构设计
项 目 计算及说明 Pn3结 果 1、Ⅰ轴的1、Ⅰ轴的结构设计（齿轮轴） 结构设计 (1)、初算轴径 图3 输入轴简图 3 d1min?C?108?4.23417.39 ?23.37mm d1?25mm （由教材表10.2查得C=108） 考虑到有一个键直径需加大5%，取整为d1?25mm。 (2)、各轴段直径的确定 d11=25mm d12=30mm d13如上图所示，从左到右一次为第1、2、3、4、5、6、7段。 d11：最小直径，安装带轮的外伸段取25mm。 d12：轴承端盖处直径为30mm。 d13：所以轴径取35mm。 =35mm d14：过渡台阶段为42mm 。 d14=42mm 21
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2、Ⅱ轴的结构设计 d15：齿轮轴段，按所安装的齿轮取值。 d16=42mm d17d16:过渡台阶处，取42mm。 d17=35mm ：滚动轴承处，同样取轴径为35mm。 (3)、各轴段长度确定 l11：由安装的带轮确定，带轮轮毂宽度常取l?(1.5?2)d l11l12=50mm =63mm =29mm =61mm =34mm =8mm =29mm 故取50mm。 l12：由箱体结构，轴承端盖，装配关系等确定，取63mm。 29mm。 l13l14l13：由轴承及挡油环确定，取l14：过渡轴段由装配关系，箱体结构等确定，取61mm。 ：齿轮轴处，有小齿轮宽度确定，为34mm。 ：过渡轴段取为8mm。 ：由轴承及挡油环确定，取29mm。 l15l16l17l15l16l172、Ⅱ轴的结构设计（齿轮轴） (1)、初算轴径 3 d2min?CPn3?105?4.0297.98?36.21mm d2?40mm （由教材表10.2查得C=105）考虑到有一个键直径需加大5%，则取整为d2?40mm。 (2)、各轴段直径的确定 图4 中间轴简图 如上图所示，从左到右一次为第1、2、3、4、5段。 22
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d21：由轴承、挡油环、套筒决定，最小轴径处取d22：齿轮轴段，按所安装的齿轮取值。 d23：轴肩处取为40mm。 =40mm d21d23=54mm d24=45mm d25=40mm l21=38mm 54mm。 45mm。 40mm。 d24：高速级大齿轮轴段取d25：由轴承、挡油环、套筒决定，最小轴径处取 (3)、各轴段长度确定 l21：由轴承，挡油盘及套筒确定取38mm。 34mm。 l22l23=34mm =11mm =24mm =44mm l22：齿轮轴处，有小齿轮宽度确定，为l23：轴段过渡处取11mm。 2，取为24mm。 44mm。 l24：由高速级大齿轮毂孔宽度确定，比其小l25：由轴承，挡油盘、套筒及结构确定，取l24l253、Ⅲ轴的3、Ⅲ轴的结构设计 结构设计 (1)、初算轴径 d3?C 3 3Pn?97?3.8228.65 ?49.56mm d3?55mm （由教材表10.2查得C=97） 考虑到有二个键直径需加大10%，取整为d3?55mm。 (2)、各轴段直径的确定 图5 输出轴简图 d31=55mm d32=60mm 如上图所示，从左到右一次为第1、2、3、4、5、6、7段。 d31：最小轴径处连接联轴器决定，取为d32：轴承端盖处轴段取55mm。 60mm。 23