机械设计课程设计
确定涡轮的复合齿形系数YFS?YFa?YSa 角 ?0.906 涡轮当量齿数ZV2?Z2/cos3??45/cos311.3??47.73 YFa?2.25涡轮无变位查得YSa?1.73YFs?2.25?1.73?3.89 导程??的系数Y??1??/120其他参数同接触强度设计?1?11.3120???F?6.919N/mm2 ?F?666?1027.9?1?1.01?180?360?82?3.89?0.906 ?H??FP 合格?10.62N/mm9.蜗杆轴刚度验算 y1?Ft1?Fr148EI22 L?yP 3 受圆周力 Ft1?1448.35N蜗Ft1?杆2000Td11所?2000?57.93480?1448.35N 蜗杆所受径向力 Fr1?2000Td22tan?x?2000?1027.9360 ?tan20? Fr1?2078.5N?2078.5N蜗杆两支撑间距离L取L?0.9d2?0.9?360?324mm I?2.01?106蜗杆危险及面惯性矩 I??df1644???(100?2.5?8.0)644?2.01?10mm64mm4 许用最大变形yp?0.001?d1?80?m yp?80?m y1?yp合格 15
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蜗杆轴变形y1?1448.3525?2078.52648?2.1?10?2.01?10?3243 ?42?m?yp合格10.蜗杆传动热平衡计算 t1?P1(1??)KA?t2?95C ? ） 2蜗杆传动效率??0.79 导热率取为K?15W/(m2??C)(中等通风环境K工作环境温度t2?20?C 传动装置散热的计算面积为 A?0.33(t1?a100)1.73?1.173m1900?(1?0.79)15?1.173 ?20?42.68?Ct1?42.68C?95C合格 ?? 三、轴系结构设计及计算
1、轴的强度计算
（1）小齿轮轴（结构简图、受力图、弯矩、扭矩图附表后） 计算项目 1、材料选择、热处理 2、初估轴径 3、初定轴的结
计算内容 45钢，正火，硬度为170至217HB 当轴材料为45钢时可取C=110，则 33计算结果 d?CP/n?110?1.98/940?14.1mm 考虑有键联接，故轴径增加3%，因需与联轴器匹配， 取dmin?25mm，轴孔长度L=62mm。 取dmin?25mm 初选中系列深沟球轴承6006，轴承尺寸外径D=55mm，宽度B=13mm。 初步设计轴的结构件图见表后。 16
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构 4、轴的空间受力 5、轴承支点的支反力绘出水平面和垂直面弯矩图 6、计算机合成
该轴所受的外载荷为转矩和大齿轮上的作用力。 T1?9.55?10?20116N?mm小齿轮圆周力Ft1?6?Pn?9.55?106?1.98940 2T1d1?2?2011840?1006N Fr1?Fttg?n/cos?小齿轮径向力?1006?381N?tg20?/cos1642 ?'\小齿轮轴向力 Fa1?Ft1tg??1006?tg1642?290N?'\ 1）垂直面支反力及弯矩计算 FBVFAVMVC?1006?42?503N84?503N ?FBV?FAV?42?21126N?mm?MVC \2）水平面支反力及弯矩计算 FAH?381?42?290?2084381?42?290?2084?42?10920N?42?5082N?260NFBHMM '??121N?mm?mmHC\?FBH?FAH HCMM 'C\??2MVC?M'2HC\2?21729N?mm 17
CMVC?M2HC?23781N?mm机械设计课程设计
弯矩， 绘制 合成 弯矩图 7、转矩图 8、求当量弯矩 bT ?20116N?mm Me?M?(?T)?1b2 ??[???1b/?0b],查表得?0b?600MPa ?55MPa,??95MPa,则??55/95?0.58危险截面C处当量弯矩： Me,绘制当量弯矩图 9、按弯扭合成应力校核轴的强度 Mec? MC\2?(?T)2?26489?mm ?b??bc?MeW?Me0.1d33?[??1b] ?bc?[??1b] 合格 264890.1?40?14MPa查得许用应力[??1b]?55MPa 18
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（2）蜗轮轴（结构简图、受力图、弯矩、扭矩图附表后）
计算项目 计算内容 1、选择材料、45钢正火，硬度为170至217HB 热处理 计算结果 2、按扭转强度当轴材料为45钢时可取C=110，则 初估轴径 取d=55 33d?CP/n?110?1.5/13.95?52.31mm 取其轴径为55mm 3、初定轴的结选圆锥滚子轴承30215（一对），其尺寸：D=130mm,d=75mm, 初步结构图见下 构 B=25mm. 4、轴的空间受该轴所受的外载荷为转矩和蜗轮上的作用力。 力分析 输入转矩
空间受力简图见下 1.566T2?9.55?10??9.55?10? n13.95 ?1027900N?mm 轴向力Fa2?Ft1?1448N 径向力Fr2?Ft2tan?x?2078N P19