陕西科技大学毕业设计（论文）说明书 第12页
Z3?d3?114.49?4?29，大齿轮齿数：Z4?iZ3?4.36?29?127 m4. 几何尺寸计算
1）计算分度圆直径 d3?Z3m?29?4?116mm d4?Z4m?127?4?508mm
2）计算中心距 a?(d3?d4)/2?(116?508)/2?312mm 3）计算齿轮宽度 b??dd3?1?116?116mm 取B4?115mm，B3?120mm 5. 验算
2T22?3.492?105Ft???6020.69N
d3116KAFt1?6020.69??51.902N/mm?100N/mm b1166. 结构设计及绘制齿轮零件图（附图JSQ－00－33，JSQ－00－38） 2.3 轴设计部分
2.3.1 轴1
轴1结构简图见图2-2
1． 功率P1=5.5KW，n1?1000r/min，T1?52.92?10N?mm 2． 求作用在齿轮上的力
已知高速小齿轮的分度圆直径：d1?56mm 压力角：?n?20?。
32T12?52.92?103可得： Ft???1890N
d156
Fr?Fttan?n?1890?tan20??694.77N
Fa?0N
3． 初步确定轴的最小直径
选取轴的材料为40Cr，调质处理，查得A0=100， 得： dmin?A03P5.51?100?3?17.65mm n11000其最小直径显为安装联轴器处轴的直径d1-2。 轴的结构设计
1）图2－2给该轴分阶。
2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
（1） 为了满足联轴器的轴向定位要求，1-2轴段右端需制出一轴肩，故取2-3段轴径：d2-3=24mm；左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径D=25mm。半联轴器与轴配合的毂孔长度L1=30mm，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故1-2端的长度应略小于L1，现取L1-2=28mm。
（2）初步选择滚动轴承。
因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用角接触球轴承。由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承7206C，其尺寸为d×D×T=30mm×62mm×16mm，故d3-4=d7-8=30mm，且L3-4=L7-8=16mm，查得7206C型轴承的定位轴肩高度h=3,取d4-5=d6-7=36mm
（3）轴段5-6处为联轴齿轮段，由齿轮设计部分可知：d5-6=56mm，L5-6=B1=60mm。 （4）轴承端盖的总宽度为20mm，根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑油的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离l=25mm，故可取L2-3=45mm
（5）虑箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离s，取s=8mm，二极小齿轮宽度B3=120mm.，则：
L4-5=120+16+8+11.5-2.5=153mm 3）零件的周向定位
半联轴器与轴的周向定位采用平键联接，按d1-2由机械零件手册查得平键b×h=6mm×6mm （GB/T 1095-1979），健槽用键槽铣刀加工，长为25mm，同时为了保证联轴器与轴配合有良好的对中性，故选择联轴器与轴的配合为H7/k7，滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。
4）确定轴上圆角和倒角尺寸。 5．求出轴上载荷分布
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首先根据轴的结构图作出轴的计算简图（图2－3）
计算该轴的支反力（FNH,FNV），弯矩（M），扭矩（T）。 两支点到齿轮的距离：
L1?8?153?30?191mm
L2?30?24?8?62mm
计算水平面支反力：
?FNH1?FNH2?Ft?FNH1?363.16N ???.84N?FNH2(l1?l2)?Ftl1?FNH2?1426计算水平面的弯矩：
MH?FNH1?l1?FNH2?l2?157826.64N?mm
计算垂直面的支反力：
?FNV1?FNV2?Fr?FNV1?170.26N ? ??F(l?l)?F?lF?524.51Nr1?NV212?NV2计算垂直面的弯矩：
MV?FNV1?l1?FNV2?l2?524.51?191?170.26?62?65039.28N?mm
计算总弯矩：
M?
MH?MV?170702.54N?mm
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6．按弯矩合成应力校核强度：
?ca?轴承寿命校核：
M2?(?T)2170702.542?(0.6?52920)2??9.89MPa 3W10.1?56轴承型号 7206 C ：
Pr?0.44Fr?YFa?0.44?1426.84?1.44?524.51?1383.10N
106C?10623?1033Lh?()?()?195627.36?40.8年 360nP60?101383.10
2.3.2 轴2
轴2的结构简图见图2-4。
10
1． 功率P2=5.12KW，n2?138.31r/min，T2?356.290N?mm 2． 求作用在齿轮上的力
已知高速级大齿轮的分度圆直径：d2?404mm 压力角：?n?20?。 可得：
Ft2?2T22?356290??1763.81N d2404Fr2?Ft2tan?n?1763.81?tan20??641.98N
低速级小齿轮的分度圆直径为：d3=116mm 可得：
Ft3?2T22?356290??6142.93Nd3116
Fr3?Ft3tan?n?6142.93?tan20??2235.84N3． 初步确定轴的最小直径dmin
选取轴的材料为40Cr，调质处理，查得A0=100，
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得：
dmin?A03P25.12?100?3?33.37mm n2138.31其最小直径显为安装轴承处轴的直径d1-2，选择角接触球轴承37208C。其尺寸为： d×D×T=40mm×8mm×17mm故：d1-2=d6-7=40mm。 4. 轴的结构设计
1) 如图2－4给该轴分阶。
2) 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
（1） 为了满足联轴器的轴向定位要求，1-2轴段右端需制出一轴肩，故取2-3段轴径：d2-3=67mm；左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径D=68mm。半联轴器与轴配合的毂孔长度L1=107mm，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故1-2端的长度应略小于L1，现取L1-2=104mm。
（2） 初步选择滚动轴承。
因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用调心球轴承2214，其尺寸为d×D×T=70mm×125mm×31mm，故d3-4=d7-8=70mm，轴承与二极大齿轮间的轴向定位通过套筒来实现，且为了齿轮的装配方便须在3-4轴段右端制出一轴肩且4-5轴段的长度应略小于二极大齿轮的厚度（B=115mm），所以取L3-4=16mm+8mm+4mm+31mm+2.5mm=61.5mm，L4-5=115mm。
为满足二极大齿轮的轴向定位要求，同时也为了节省材料，须在4-5轴段制出一轴肩，取其直径为d5-685mm，长度L5-6=11.5mm，
为了满足另一轴承的轴向定位要求，须在6-7轴段制出一轴肩，又d7-8=70mm，所以取d6-7=79mm。长度为L6-7=84mm。
3) 零件的周向定位
半联轴器与轴的周向定位采用平键联接，按d1-2由机械零件手册查得平键b×h=22mm×14mm （GB/T 1095-1979），健槽用键槽铣刀加工，长为80mm，同时为了保证联轴器与轴配合有良好的对中性，故选择联轴器与轴的配合为H7/k7，滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。
4) 确定轴上圆角和倒角尺寸。
轴上圆角均为R2。倒角均为2mm×45。
5. 求出轴上载荷分布
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