《題目3圓錐-圓柱齒輪減速器小錐齒輪軸組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-學(xué)號(hào)16》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《題目3圓錐-圓柱齒輪減速器小錐齒輪軸組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-學(xué)號(hào)16（14頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 題目3:圓錐-圓柱齒輪減速器小錐齒輪軸組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 方案 : 設(shè)計(jì)方案數(shù)據(jù)： 輸入功率P=5.5kW 軸轉(zhuǎn)速n=1460(r/min) 小錐齒輪齒數(shù)Z1=25 大錐齒輪齒數(shù)Z2=99 齒輪模數(shù)m=3.5mm a= 100mm b= 50mm c= 80mm 軸承旁螺栓直徑d= 16mm 計(jì)算過程及設(shè)計(jì)說明 一、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、求扭矩

2、T 已知：軸輸入功率p=5.5kw，軸轉(zhuǎn)速n=1460(r/min) 得 T=9550·P/n= 35.9 N·m 2、選擇材料并按扭矩初算軸徑 選用軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表查得： 硬度217~255HBS，σb=650Mpa，σs=360Mpa，σ-1=270Mpa， τ-1=155Mpa 根據(jù)課本公式8-2，取A0=115 dmin= 115 3?√5.5/1460￣mm=18.50mm 考慮到最小直徑處要連接聯(lián)軸器要有鍵槽，將直徑增大并取標(biāo) 準(zhǔn)值，則dmin =20mm 3、初步選擇聯(lián)軸器 要使軸頸與聯(lián)軸器軸孔

3、相適應(yīng)，故應(yīng)選擇聯(lián)軸器型號(hào)查課本 P264，查工況系數(shù)K=1.5，Tc=K*T=1.5*35.9=59.25 N·m 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》P149表4.7-1得，取HL1彈性柱銷聯(lián)軸器，其額定轉(zhuǎn)矩160 N·m，半聯(lián)軸器的孔徑d1 =20mm,故取d1-2 =20mm,軸孔長度L=38mm,聯(lián)軸器的軸配長度L1 =36mm. 4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）擬定軸的裝配方案如下圖： （2）軸上零件的定位的各段長度，直徑，及定位 為了定位半聯(lián)軸器，1-2軸右端有一軸肩，取d2-3=28mm 選滾動(dòng)軸承：因軸承同時(shí)承受有徑向力和軸向力，故選用系列圓錐滾子軸承

4、。參考d2-3=28mm。查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》P146，表4.6-3.選取標(biāo)準(zhǔn)精度約為03.尺寸系列30206.尺寸： d×D×T=30×62×17.25 故d3-4= d5-6=30mm，而L3-4=17mm 此兩對(duì)軸承均采用軸肩定 位，查表18-4，3030軸承軸肩定位高度h=4.5mm。對(duì)圓錐滾子軸承還應(yīng)有一個(gè)擋圈用來定位。因此取d4-5=32mm。同時(shí)還需要一個(gè)軸套來定位。 取安裝齒輪處的直徑d6-7=24mm，使套筒可靠的壓在軸承上，故l5-6

5、結(jié)構(gòu)確定m值為17.1mm由于裝拆及添加潤滑油的要求，軸承端蓋與外端面與半聯(lián)軸器右端面的距離l=30mm，故l2-3=14.4+30+17.1=61.5 mm。取l4-5=83mm 圓錐齒輪的輪轂寬度lh=（1.2~1.5）d6-7，取lh=36mm，齒輪端面與箱壁間距取5.5mm，l6-7=41.5mm。 軸上零件的周向定位 半聯(lián)軸器與軸、齒輪與軸采用平鍵連接，即過度配合。由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表4.5-1，并考慮便于加工，取半聯(lián)軸器的鍵剖面尺寸,齒輪鍵長L=半聯(lián)軸器輪轂寬度-（5~10）=22mm，取齒輪處的鍵剖面尺寸，齒輪鍵長L=齒輪輪轂寬度-(5~10)= 28mm。 配合均用

6、H7/k6，滾動(dòng)軸承采用軸肩及套筒定位。軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制，軸尺寸公差為k6。 軸圓角： 5、軸強(qiáng)度的計(jì)算及校核 ①求平均節(jié)圓直徑: 已知小錐齒輪齒數(shù)Z1=25mm,大錐齒輪齒數(shù)Z2=99mm,模數(shù) m=3.5mm, 大端分度圓直徑d=m·Z1=87.5, 一般壓力角α=20度 齒數(shù)比 u=Z2/Z1=cotδ1=3.96，δ1=14.8度 系數(shù)ΦR=, 齒寬——b，常用ΦR =0.3。 齒寬中點(diǎn)分度圓直徑dm和模數(shù)mm dm= d(1-0.5ΦR)= 87.5×(1-0.5×0.3)=74.375mm mm=m(1-0.5ΦR)=3.5×(1-0.5×0.3

7、)=2.98mm ②錐齒輪受力： 已知T=35.9N·m,則 圓周力：Ft=2000=2000×35.9/74.375=965.3N 徑向力：Fr=Ft·tanα·cosδ1=339.8N 軸向力：Fa=Ft·tanα·sinδ1=89.6N 計(jì)算軸承的徑向支反力 (1)、繪制軸受力簡圖見圖（a） (2)、軸承支反力 水平面上的支反力： 由 MH2=0 R1H=Ft×58.5/83=965.3× 58.5/83=680.4N 由 MH1=0 R2H=Ft ×141.5/83=965.3× 141.5/83=1645.6 N 垂直方向支反力： 由 MV2

8、=0 R2V=（Fr × 141.5-Fa × dm/2）/83=539.2N 由 MV1=0 R1V=（Fr×58.5-Fa×dm/2）/83=199.4N 合成支反力： R1= =709.1N R2= =1731.7 N ④畫彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖、計(jì)算轉(zhuǎn)矩圖 水平面彎矩圖見圖（c） =83 ×R1H=83 × 680.4=56473.2 N·mm 垂直面彎矩圖見圖（e） Mv1=83 ×R1V=83 × 199.4=16550.2 N·mm Mv2=141.5 × R1V-58.5 × R2V=141. 5 × 199.4-

9、58.5× 539.2=-3328.1 N·mm 合成彎矩圖見圖（f） M1= =58848.4 N·mm M2= =3328.1 N·mm 轉(zhuǎn)矩圖見圖（g） T=45800 N·mm 計(jì)算轉(zhuǎn)矩圖見圖（h）,轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，即α≈0.6 Mca1 == =27680.8N·mm Mca2 == =64948.3N·mm Mca3=ΑT=0.6×45800=27480 N·mm ⑤校核軸的強(qiáng)度 由軸承裝配圖可知： 1）、軸頸d1-2處剖面的直徑最

10、小而計(jì)算彎矩Mca3較大，故為危險(xiǎn)截面。 該剖面的計(jì)算應(yīng)力為 σca= Mca3/w=27480/(0.1×183)=47.1 Mpa 2)、B剖面所承受的計(jì)算彎矩最大而軸徑也為最大值，而直徑與鄰段直徑相差不大，故剖面B為危險(xiǎn)截面。 σca= Mca2/w=64948.3/(0.1×323)=19.8MPa 按表8-3查得：[σb]-1=59 Mpa σca<[σb]-1，所以安全。 ⑥按疲勞強(qiáng)度計(jì)算安全系數(shù) 計(jì)算B剖面的安全系數(shù) 有效應(yīng)力集中系數(shù) kσ=2.16 kτ=1.92 絕對(duì)尺寸系數(shù) εσ=0.88 ετ=0.81 加工表面的表面質(zhì)量系數(shù) β=0.9

11、2 應(yīng)力總數(shù) 彎曲 Ψσ=0.34 扭轉(zhuǎn) Ψτ=0.21 計(jì)算抗彎模量與抗扭模量： 計(jì)算彎曲應(yīng)力： B截面最大彎矩 M1=58848.4.N B截面最大扭矩 將彎曲應(yīng)力看成對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力求解，有： 計(jì)算扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： 將扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力看作脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力求解，有： 按疲勞強(qiáng)度計(jì)算安全系數(shù) 綜合安全系數(shù) 取[s]=1.5~1.8 S>[S],所以B剖面安全。 ⑦計(jì)算滾動(dòng)軸承的使用壽命 已知： =709.1N =1731.7 做彎矩圖： 計(jì)算派生軸向力 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表4.6-3得： 30305軸承的

12、Y=2,Cr=44800，e=0.3 求軸承軸向載荷 由結(jié)構(gòu)知， 計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 查表，取X1=0.56，Y1=1.45 查表9-6，取X2=1，Y2=0 查表9-7，取fd=1.5 根據(jù)彎矩圖可得，fm1=1.5,fm2=2 計(jì)算軸承壽命 因P2>P1，故計(jì)算按P2計(jì)算， 查表9-4得ft=1，圓錐滾子軸承取10/3，查表得Cr=44800N。 軸承壽命符合要求。 ⑧鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算 校核平鍵的強(qiáng)度 平鍵的擠壓應(yīng)力計(jì)算公式為： 半聯(lián)軸器處平鍵尺寸：h=6,d=20,l=22 圓錐齒輪處平鍵尺寸：h=7,d=24,l=

13、28 帶入公式得： 因兩鍵均受沖擊載荷，且為靜聯(lián)接， 故：許用壓應(yīng)力 即：兩鍵的計(jì)算應(yīng)力均小于許用應(yīng)力，故判斷其強(qiáng)度均合格。 軸組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 專 業(yè)：機(jī)械工程（流體傳動(dòng)與智能控制課組） 班 級(jí)：機(jī)械14-6 設(shè)計(jì)者：盧洪宇 學(xué) 號(hào)：1407100218 2016年12月12日 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 授課：XXX