机械设计课程设计修改版(3)

1.估算轴的基本直径 选用45钢，正火处理估计直径d?100mm由表7.2查得?b?600MPa.查表7.4，取C?118 d?11831.81?29.61mm由于该处装联轴器且一键槽估值径应增大5%即114.5332?82GB5014-1985 32?82d?1.05?29.61?31.1mm取值d?32mm初选联轴器HT2联轴器 2.初定各轴段直径 联轴器处：按传递转矩估算的基本直径D1?32mm；油封处： 设轴肩且要求满足油封标准取轴径为D2=40mm；轴承处：轴径应稍大于油封处并符合滚动轴承的标准内径取轴径为D3=45mm，两端相同，选用6009型轴承；齿轮处：稍大于轴承处轴径取标准直径D4?48mm；轴环处：齿轮左端用轴环定位，按齿轮处轴径48mm由表7.3轴环高度a=（0.07~0.1）?48?3.36~4.8mm取a=4mm故轴径取D5?56mm；左端轴承轴肩处：为便于拆卸，轴肩高度不能过高按6009型轴承安装尺寸取轴肩高度为3mm故轴径为D6=51mm。 3.确定各轴段长度 联轴器处：联轴器轴孔宽度为82mm，故轴长取L1?80mm；油封处：为便于轴承的拆卸及对轴承加润滑脂取轴承盖外端与联轴器左端间距15mm，由减速器及轴承盖的结构设计，取轴承右端面与轴承盖外端面的间距为20mm。故该轴段长为L2?35mm；右端轴承处含套筒：此段包括四部分轴承内圈宽度为16mm，考虑到箱体内壁装配是留有余地轴承左端面与箱体内壁的间距取4mm，箱体内壁与齿轮右端面间距取20mm，齿轮对称布置，齿轮左右两侧上数值相同，齿轮轮毂宽度与齿轮处轴段长度之差为2mm，故该段轴长为L3?16+4+20+2=42mm；齿轮处：已知齿轮轮毂宽度为45mm为保证套筒能压紧此轴段长取L4?43mm；轴环处：b=1.4a=5.6轴长取b=9mm，轴长为L5?9mm；左端轴承轴肩处：轴承右端面至齿轮左端面的距离与轴环宽度之差即L6?（20+4）-9=15mm；左端轴承处：6009型轴承内圈宽度为16mm故轴长取L7?16mm 全轴长80+35+42+43+9+15+16=240mm 4.传动零件的周向固定及其他尺寸 齿轮及联轴器均用A型普通平键连接齿轮处为键14?36(GB1095?1990,GB1096?1990),联,1096?1990)，参照6009型轴承的安装尺寸，轴上过渡圆轴器处为键10?70(GB1095?1990角半径全部取r=1mm，轴端倒角为2?45? 5.轴的受力分析 1) 求轴传递的转矩T2?150.65Nm?150.65?103Nmm 2) 求轴上的作用力，齿轮上的圆周力 2T22?150.65?103=1507N Ft2??d2200齿轮上的径向力Fr2?Ft2tan?n1507tan20???548.5N cos?1FFr2?274.25N， FAV?FBV?t2?753.5N 223) 求支反力FAH?FBH?求弯矩MCH?FAH?53?1.45?104Nmm， MBH?0 MCV?FAV?53?3.99?104Nmm， MBV?0 22?MCV?4.25?104Nmm 合成弯矩MC=MCH4) 按当量弯矩校核轴的强度 C处当量弯矩最大故对此校核该处d?48mm 2MCe?MC?(?T)2=9.99?104Nmm 由表7.5得45钢，?b?600MPa,???1?w?55MPa ?CeMCe9..99?104???9.03MPa 330.1d0.1?48轴径最小处d?32mm为危险截面，需校核 Me??T?0.6?150.65?103?9.04?104Nmm MeMe9.04?104?e??3??28.3MPa 23W?d/32?bt(d?t)/2d??32/32?10?5(32?5)/2?32 受力简图弯矩图： 6.滚动轴承的选择计算 6.1高速轴处 1) 初步计算当量动载荷P 轴承在工作过程中只受径向力P?Fr1?571N 根据条件轴承预计寿命L10h?2?8?300?10?48000h 温度系数ft?1,载荷系数fp?1 计算额定动载荷 fP60n57160?458.1C'?t(6L10h)??(?48000)3=6262.6N 6fp10110选6206型轴承Cr?19500N 1195003106C?106()=1449052 h>48000h L10h?()h=60nP60?458.1571 6.2高速轴处 计算当量动载荷P 轴承在工作过程中只受径向力P?Fr2?548.5N 计算额定动载荷 fP60n548.560?114.53C?t(6L10h)??(?48000)3=3789.8N 6fp10110'1选用6009型轴承Cr?21000N 10210003106C?()h=8166904.5h>48000h L10h?()h=60?114.53548.560nP7.键连接的选择及验算 7.1高速轴处 轴段直径为20mm轴长为48，选用A型平键 6?6 （GB1905-1990,GB1906-1990） 键长L=40mm 有效键长l?L?b?40?6?34mm 按抗压强度计算 4T14?39.22?103?p???38.45MPa????p?100MPa dhl20?6?346强度满足要求 7.2低速轴 齿轮处轴径为48mm，轴长42mm选用A型普通平键 14?9 （GB1905-1990，GB1906-1990）键长 L?36,有效键长l?36?14?22mm 抗压强度计算 4T24?150.65?103?p???63.4MPa????p?100MPa dhl48?9?22强度满足要求 联轴器处轴径为32mm，轴长80mm选用A型普通平键 10?8 （GB1905-1990，GB1906-1990）键长 L=70有效键长l?70?10?60mm 4T24?150.65?103??39.23MPa????p?100MPa 抗压强度计算 ?p?dhl32?8?60 8.联轴器的选择 两轴间相对位移较小，运转平稳，且结构简单，对缓冲要求不高故选用弹性柱销联轴器。 载荷计算：计算转矩TC?KAT2?1.3?150.65?195.85Nm 得 KA为工况系数查表10.（1P334）根据TC，轴径d，转速n查标准GB5014-1985选用HL2弹性柱销联轴器，其公称转矩Tn=315Nm,许用转速5600r/min,符合要求 9. 润滑方式、润滑油牌号及密封装置的选择 1) 齿轮：传动件圆周速度小于12m/s，采用油池润滑，大齿轮浸入油池一定深度，齿轮运转时把润滑油带到啮合区，甩到箱壁上，借以散热，对于单机减速器浸油深度为一个齿全高，油量0.35~0.75L/kw，根据运动粘度查表5.13（P182）查阅润滑油牌号为工业式齿轮油L-CKB320(GB5903-1995) 滚动轴承：传动圆周速度小，采用脂润滑，承载能力高，不易流失，便于密封和维护。选用滚珠轴承脂（SY1514-1982） 2) 密封:滚动轴承增加密封圈，防止灰尘进入造成轴承磨损。 由于选用的电动机为低速，常温，常压的电动机则可以选用毛毡密封。毛毡密封是在壳体圈内填以毛毡圈以堵塞泄漏间隙，达到密封的目的。毛毡具有天然弹性，呈松孔海绵状，可储存润滑油和遮挡灰尘。轴旋转时，毛毡又可以将润滑油自行刮下反复自行润滑 10.箱体设计 为保证减速器正常工作，应考虑油池注油，排油面高度，加工及装拆检修，箱座的定位，吊装等附件的设计 1) 检查孔：为检查传动件的啮合情况并向箱内注入润滑油，应在箱体的适当位置设置检查孔，平时检查孔盖板用螺钉固定在箱盖上。 2) 通气器：保持箱内外压力平衡，避免使润滑油渗漏因而设置通气器。 3) 轴承盖：固定轴系部件的轴向位置并承受轴向载荷轴承座孔两端用轴承盖封油，采用嵌入式轴承盖。 4) 定位销：保证拆装箱盖时，能够正确定位，保持轴承座孔制造加工时的精度应在精加工轴承孔前，在箱盖与箱座的连接凸缘上配装定位销，采用非对称布置。 5) 油面指示器：采用油标尺检查箱内油池面的高度经常保持油池内有适量的油。 6) 放油螺塞：在箱座底部，油池的最低位置处开设放油孔，平时用螺赛堵住。 7) 启箱螺钉：为方便开启平时用水玻璃或密封胶连接的箱体剖面，增设启箱螺钉在启盖时旋动螺钉将箱盖顶起。 8) 起吊装置：为便于搬运在箱体设置起吊装置吊环或吊钩等。 9) 密封装置：在伸出轴与端盖之间有间隙，必须安装密封件，以防止漏油和污物进入机体内。 箱体结构尺寸选择如下表： 名称 机座壁厚 机盖壁厚 机座凸缘厚度 机盖凸缘厚度 机座底凸缘厚度 地脚螺钉直径 地脚螺钉数目 轴承旁联结螺栓直径 机盖与机座联接螺栓直径 轴承端盖螺钉直径 窥视孔盖螺钉直径 定位销直径 df，d1, d2至外机壁距离 d1， d2至凸缘边缘距离 轴承旁凸台半径 凸台高度 外机壁至轴承座端面距离 大齿轮顶圆与内机壁距离 齿轮端面与内机壁距离 机座肋厚 轴承端盖外径 轴承旁联接螺栓距离 符号 δ δ1 b b1 P df n d1 d2 d3 d4 d C1 C2 R1 h l1 △1 △2 m1 D2 s