帶式輸送機(jī)二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)之軸的選擇與校核1講訴

1、第五章各軸設(shè)計(jì)方案 5-1高速軸的的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）、求I軸上的功率Pi = 3.297 KW轉(zhuǎn)速 ni = 960 r / min轉(zhuǎn)矩 Ti =32.8N/min2）、計(jì)算作用在齒輪上的力:轉(zhuǎn)矩：6 R=9.55 106圓周力:2T12 32.8Ft13 -12863Nd 51 10徑向力:Fr 二 Ft tan20 -1286.3 0.36397 = 468.17N3 ）、初步估算軸的直徑：選取45號(hào)鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理。硬度為 217255HBS查表取A0=112根據(jù)公式、凹mm=169mm 960計(jì)算軸的最小直徑，并加大3%以考慮鍵槽的影響。4）、.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：（1）確定軸的結(jié)構(gòu)方案

2、：該軸（輸入軸）的軸承分別從兩端裝入，由擋油盤(pán)定位，如圖3-2-1。1234567圖3-2-1 輸入軸軸段主要用于安裝聯(lián)軸器，其直徑應(yīng)于聯(lián)軸器的孔徑相配合， 因此要先選擇聯(lián)軸器。聯(lián)軸 器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為a = KA T1,考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，根據(jù)工作情況選取Ka = 1.3，則：Tea =Ka T1 =1.3 32.8 =42.64N m。根據(jù)工作要求選用彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，型號(hào)為T(mén)L4,與輸入軸聯(lián)接的半聯(lián)軸器孔徑 d1 =20mm，因此選取軸段的直徑為d1 =20mm。半聯(lián)軸器輪轂總長(zhǎng)度L =52mm，（ j(2)確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度：軸段1:為配合軸頸，按半聯(lián)軸器孔徑，選取軸段直徑為di =2

3、0mm。為保證定位要求，半聯(lián)軸器右端用需制出一軸肩，軸段的長(zhǎng)度應(yīng)比半聯(lián)軸器配合段輪轂孔長(zhǎng)度略短23 mm，軸段總長(zhǎng)為L(zhǎng) = 36mm。軸段2：此軸段為連接軸身，為了保證定位軸肩有一定的高度其直徑確定為：d2 =23mm。對(duì)于軸承端蓋的寬度有 t 1 . I取軸承端蓋的寬度為-jur，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離./-.mm，故取-。軸段3:為支撐軸頸，用來(lái)安裝軸承。預(yù)選軸承型號(hào)為6305深溝球軸承。寬度 B =17mm。所以軸段直徑應(yīng)為軸承內(nèi)圈直徑d2 =25mm ；為保證軸承的軸向定位用擋油盤(pán)定位。軸段4：取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離 a = 1 lmm，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)

4、軸承 位置時(shí)應(yīng)距箱體內(nèi)壁一定距離s,取5二二二11已知滾動(dòng)軸承寬度為 D1:工ill川II川II:工泊 在軸承左側(cè)有一擋油盤(pán)，取其長(zhǎng)度為丄，則此段軸的長(zhǎng)L4 = 77 + 10 +11 + 10 I 6 I 30 = 72mm取其直徑為J 心門(mén)山軸段5：齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度:;-：, i.r.|h . il. X ； Jbill 山二泊 則軸環(huán)處直徑 i -門(mén)山山 軸環(huán)寬度軸段6：為安裝齒輪部分d4 =28mm ,齒輪的左端與軸承之間采用擋油盤(pán)定位，已知齒輪輪轂寬度為 56mm,為了使套筒的端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，取其長(zhǎng) 度 L4 = 52mm 。軸段7:為支撐

5、軸頸，用來(lái)安裝軸承。直徑為_(kāi) 一 H二，長(zhǎng)度為脅工：1 。 5-2中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、求2軸上的功率P2 =32KW轉(zhuǎn)速 n2 二278.3r/ min轉(zhuǎn)矩 T2 =106.5N / min2）、計(jì)算作用在齒輪上的力:轉(zhuǎn)矩:T2 =9.55 10n2圓周力:2T22 106.53 =1203.4N177 10徑向力:Fr 二 Ft tan20 =1203.4 0.36397 = 438N3 ）、初步估算軸的直徑：217255HBS查表取 A0=112選取45號(hào)鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理。硬度為d = A 03.2 mm = 25.3mm根據(jù)公式278.3計(jì)算軸的最小直徑，并加大3%以考慮鍵槽的影

6、響，軸結(jié)構(gòu)如圖3-2-2所示。12345圖3-2-2中間軸4）、.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：（1、根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。該軸（中間軸）的軸承分別從兩端裝入，由擋油盤(pán)定位。軸段1為支撐軸頸，用來(lái)安裝軸承。預(yù)選軸承型號(hào)為6306深溝球軸承。寬度 B =17mm。所以軸段直徑應(yīng)為軸承內(nèi)圈直徑d2 =30mm ；為保證軸承的軸向定位用擋油盤(pán)定位。軸段2:為安裝齒輪部分d2 =36mm，齒輪的左端與軸承之間采用擋油盤(pán)定位，已知齒輪輪轂寬度為 51mm,為了使擋油盤(pán)的端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，取其長(zhǎng)度L2 Smm。軸段 3:齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度:.-.I：-.Illi

7、CJ.r 門(mén)1陽(yáng)山Imml則軸環(huán)處直徑八山軸環(huán)寬度軸段4:為安裝齒輪部分d4 =36mm，齒輪的右端與軸承之間采用擋油盤(pán)定位，已知齒輪輪轂寬度為 77mm,為了使擋油盤(pán)的端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，取其d5 =30mm ；為保長(zhǎng)度L73mm 軸段為支撐軸頸，用來(lái)安裝軸承。所以軸段直徑應(yīng)為軸承內(nèi)圈直徑證軸承的軸向定位用擋油盤(pán)定位。長(zhǎng)度L45mm 5-3低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)p 3 =3.104 KW1 ）、求I軸上的功率 Z轉(zhuǎn)速 n3 =105.02r/ min轉(zhuǎn)矩 T3 =273.8N / min2、計(jì)算作用在齒輪上的力:PT3 = 9.55 1 06 3 轉(zhuǎn)矩：3Ft 03 = 2

8、 273.8 V91.9N圓周力：d 192 103 ）、初步估算軸的直徑：選取45號(hào)鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理。硬度為 217255HBS查表取A0=1123 3.104dmin = A |mm = 34.63mm根據(jù)公式：105.02計(jì)算軸的最小直徑，并加大 3%以考慮鍵槽的影響。4 ）、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：（1）確定軸的結(jié)構(gòu)方案：該軸（輸入軸）的軸承分別從兩端裝入，由擋油盤(pán)定位，如圖3-2-3。7654321圖3-2-3輸出軸選擇聯(lián)軸器。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為T(mén)ea二Ka T3，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，根據(jù)工作情況選取K A =1.3，則：Tea =Ka T3=1.3 273.8 =355.94N mo

9、根據(jù)工作要求選用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器， 型號(hào)為HL3,與輸出軸聯(lián)接的半聯(lián)軸器孔徑 d1 =40mm， 因此選取軸段的直徑為 d6 =4mm。半聯(lián)軸器輪轂總長(zhǎng)度L =112mm，（ j型軸孔）， 與軸配合的輪轂孔長(zhǎng)度為 L1 =84mm。（2）確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度：軸段：為支撐軸頸，用來(lái)安裝軸承。預(yù)選軸承型號(hào)為6309深溝球軸承。寬度 B = 25mm。所以軸段直徑應(yīng)為軸承內(nèi)圈直徑d1 =45mm ;為保證軸承的軸向定位用擋油盤(pán)定位。取擋油盤(pán)寬度為30mm ,則軸段的長(zhǎng)度為 L1 =55mm軸段2:為安裝齒輪部分d4 =50mm，齒輪的右端與軸承之間采用擋油盤(pán)定位，已知齒輪輪轂寬度為 72mm,為了

10、使套筒的端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，取其長(zhǎng)度 L4 =69mm。軸段齒輪的左端采用軸肩定位， 軸肩高度/IL1 |一：J. j iiIlL 心丄川 則軸環(huán)處直徑d 2 二 50mm。段:為支撐軸頸，用來(lái)安裝軸承。所以軸段直徑應(yīng)為軸承內(nèi)圈直徑d5二45mm ；為保證軸段4:此軸段為連接軸身，為了保證定位軸肩有一定的高度其直徑確定為:長(zhǎng)度為綜合計(jì)算后得到的L4 = 50 m md6 = 43mm。為保證定位要求,半聯(lián)軸器左端用一套筒定位，軸段的長(zhǎng)度應(yīng)比半聯(lián)軸器配合段輪轂孔長(zhǎng)度略短23mm，軸承的軸向定位用擋油盤(pán)定位。其長(zhǎng)度為50mm軸段：此軸段為連接軸身，為了保證定位軸肩有一定的高

11、度其直徑確定為: 軸承端蓋的寬度為 處“門(mén)二I ,取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離軸段：為配合軸頸，按半聯(lián)軸器孔徑，選取軸段直徑為軸段總長(zhǎng)為L(zhǎng)7 =82mm。第六章軸的強(qiáng)度校核 6-1高速軸的校核根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，根據(jù)計(jì)算簡(jiǎn)圖做出彎矩圖。先將三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)為平面，最后求合力。作用在齒輪上的力d1 =51 mmFt而：圓周力紐d151 10在垂直面./ F = 0, Fr 二 Fmi + FNV2在垂直面上：_ M = 0, Fr 57 - FNV 2204解得:Mv =417.41 57 =23792.37N mm F = 0, Ft 二 Fnh 1F NH 2在水平面上： M

12、解得-0,Ft 57 -F nh 2204 = 0Mh 二 1130.257=54001. 2N mm危險(xiǎn)截面在安裝齒輪處d 二 25mm3d3丄4絲 =2150 mm3232-65368. 74223792?= 69421N mmW2 2MhMV-ca= 34.70MP畢 J = 6CMPazpfm Jr千*rTnTnlTnnTTnTmTnTrrrirvsTrrlTmnTWnTnTmTm n 6-2中間軸的校核根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，根據(jù)計(jì)算簡(jiǎn)圖做出彎矩圖。先將三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)為平面,后求合力。作用在大齒輪上的力圓周力Fti2T2di2 應(yīng)5203.4N仃710徑向力Fr1二Ft作用在小齒

13、輪上的力tan ：二 1203 .4 tan 20 二 438 N圓周力Ft22T2ch2 106.5 = 2958.33N72 10徑向力Fr2二 Ft tan ：二 2958 .33 tan 20 二 1076 .7 N在垂直面上:Fri + Fr2 二 Fgn + Fn =438 +1076.7 = 1514.7N M 二 0, Fr1 58 Fr2 135-FNV2206 二 0解得:M vi= 862.46 58 =50022.68N mmM hi= 166.79 58 =9673.82N mmZM 12 2h 1 M v150949.5 N mmF =0,Ft1 Fnh1 -甩二

14、Fnh2在水平面上M = 0, Ft1 58 FH2 206 Ft2 135 = 0解得：Mv2 =1034.75 71 = 73467.25N mmMH2 =197968漢 71 = 14055728N mmm22M V2158599.45N mm32：0.1d 3Cca1v509495 +(0-137980 Mpa=21.73MPa蘭kl/uGOMPa30.1 35.53ca2M2込215859.45206 13798%玄=399品七=6隔30.1 35.53所以軸安全。根據(jù)計(jì)算簡(jiǎn)圖做出彎矩圖。 先將三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)為平面， 最d1 =227.5mm2T32273 .8“ c Ft =3 = 2852 . 1 N而圓周力d119210徑向力Fr二Ft tan :二 2852.1 tan20 = 1037 N 6-3低速軸的校核根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖, 后求合力。作用在齒輪上的力在垂直面上:= Fr = Fm + FNV2 M