二級(jí)減速器課程設(shè)計(jì)的軸校核

1、1.1小錐齒軸校核1.1.1初步確定小錐齒軸的最小直徑按照同類機(jī)械類比的方法初步確定軸的最小直徑dmin =35 mm選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。1.1.2小錐齒軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖1小錐齒軸根據(jù)實(shí)際情況要求，選擇圖1所示方案。1.1.2.1 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度為了滿足錐齒的軸向定位要求，I -皿軸段右端需制出軸肩，左端采用錐齒 端面定位，同理為了滿足皮帶輪的軸向定位要求，V - VI軸段左端需制出一軸肩， 右端采用皮帶輪端面定位，為了滿足軸承的軸向定位要求，n-m軸段右端需制出一軸肩，左端采用軸承端蓋定位，為了滿足軸承的軸向定位要求，IV-v軸段左端需制出一軸肩，右端采用

2、軸承端蓋定位。初步選擇軸承，考慮到主要承受徑向載荷，同時(shí)也承受不小的軸向載荷，故 選用圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)dn - m =45mm由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取圓錐滾子軸承 30209,其尺寸為dx DX B=45mm： 85mm< 19mm l n - m =50mm取安裝錐齒的軸段的直徑 d i- h =35mm錐齒的最左端與最右端之間采用端 蓋定位 o取安裝帶輪的軸段直徑 dv -vi =35mm帶輪的最左端與最右端之間采用端蓋 定位。1.1.2.2 軸上零件的周向定位錐齒與軸的周向定位采用平鍵連接，按 d I頊=35mm由機(jī)械零件手冊查的 平鍵截面bx h=10m利8mm鍵

3、槽用鍵槽銖刀加工，長為 22mm同時(shí)為了保證錐 齒與軸的配合有良好的對中性，故選擇錐齒與軸的配合為旦7 ,帶輪與軸的周向k6定位采用平鍵連接，按 dv- vi =42mm由機(jī)械零件手冊查的平鍵截面 bx h=12mm x 8mm鍵槽用鍵槽銖刀加工，長為40mm同時(shí)為了保證帶輪與軸的配合有良好 的對中性，故選擇錐齒與軸的配合為 旦，,圓錐滾子軸承與軸的周滾子軸承與軸 k6的周向定位是由過渡配合來。1.1.2.3 軸上倒角的尺寸取軸端倒角為2X 45°。1.1.3小錐齒軸上的功率P1、轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1若取每級(jí)齒輪傳動(dòng)的效率（包括軸承效率在內(nèi)） 聽=0.97,叫=0.61（電動(dòng)機(jī) 功率因

4、數(shù)），則22 .R=PV2=0.55 X 0.61 x 0.972 kw 出 0.3157 kw11rn1 =n =700: 238.0952 r1 i 2.94minP0.3157T1 =9550000-1 =9550000- N *mm : 12661.6019 N *mmn1238.09521.1.4求作用小錐齒輪上的力因已知小錐齒輪的分度圓直徑為d2 =mz =2.5u36 = 90mm2T 2 12661.6019:281.3689 NR = 1 =Nd290tan ： ntan20°Fr = Ftn =281.36890:103.4443Ncos ：cos8°0

5、634Fa =Fttan ： =281.3689 tan800634'' 40.0921N圓周力Ft，徑向力Fr及軸向力Fa的方向如圖2所示1.1.5求小錐齒軸上的載荷首先根據(jù)小錐齒軸的結(jié)構(gòu)圖（圖1）做出軸的計(jì)算簡圖（圖2）。在確定 軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊中查取a值。對丁 30209型圓錐滾子軸承，由手冊 查得a=18.6mm因此，作為懸臂梁的小錐齒軸的支撐跨距L2=157.2mmL1=55.4mm根據(jù)小錐齒軸的計(jì)算簡圖做出的彎矩圖和扭矩圖（圖2）。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面 A和截面B是小錐齒軸的 危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面 A處與截面B處的Mh Mv及

6、M的值列丁表1與表 2 （參看圖2）。Ft （、 L2） =Fm 七Ft =Fm=Fh1 ： 380.5282NFh2 =99.1592N MH 15587.8388N-mmFr = J1 - Fv2MaFv1 L2 =Fr （、L2）Ma =FaFa = FV 2'=FV2' =40.0921NFV1 128.4231NFV2 : 24.9788NMv-3926.6704N mmMa 1804.1447N mmM =16074.8082 N mmFh2TTTTrrrr圖2軸的載荷分析圖表1 截面A載荷水平向H垂直面V支反力林 大 380.5282NFh2 =99.1592NR

7、1 528.4231NR2 充 24.9788N彎矩MM Ha =0N 引mMva &1804.1447N 引m總彎矩M a = Jm Ha2 + M Va2 = 1804.1447 N 引m扭矩TP0.3157T1 =9550000-1 =9550000 xN mm 昌2661.6019 N，mmn1238.0952表2 截面B載荷水平向H垂直面V支反力Fh1 陌 380.5282NFh2 =99.1592NR昌28.4231N再2 全 24.9788N彎矩MMh 號(hào)5587.8388N 郭imMv 整3926.6704N 引m總彎矩=16074.8082 N 邪mM = JMh2

8、+Mv2 #扭矩TP0.3157T1 =9550000-1 =9550000 xN mm 由2661.6019 N，mmn1238.09521.1.6按彎扭合成應(yīng)力校核小錐齒軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核小錐齒軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面A和危險(xiǎn)截面B）的強(qiáng)度。根據(jù)。ca = JM +4陟="M ”叮）以頊.W 2WW及表1和表2中的數(shù)據(jù)，以及小錐齒軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力, 取"=0.6,小錐齒軸的計(jì)算應(yīng)力截面Aca:1.8212MPaMa2 +(aT1 f _(1804.14472 +(0.612661.6019 fWa0.1 353前已選定小

9、錐齒軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，查得岳_1=60MPa因此<ica <&_(,故截面A安全 截面B1.9511MPa30.1 4516074.80822 +(0.6婦2661.6019 )2前已選定小錐齒軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，查得號(hào)_,=60MPa因此acr J, ca故截面B安全。1.2大錐齒軸校核1.2.1初步確定大錐齒軸的最小直徑按照同類機(jī)械類比的方法初步確定軸的最小直徑dmin =30 mm選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。1.2.2大錐齒軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖3大錐齒軸根據(jù)實(shí)際情況要求，選擇圖3所示方案。1.2.2.1 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度為了滿足

10、錐齒的軸向定位要求，VI -VD軸段左端需制出軸肩，右端采用錐齒 端面定位，同理為了滿足撥盤的軸向定位要求，I- II軸段右端需制出一軸肩，左端采用撥盤端面定位，為了滿足動(dòng)擠壓盤的軸向定位要求，n-m軸段右端需制出一軸肩，左端采用動(dòng)擠壓盤端面定位，為了滿足軸承的軸向定位要求，m - w軸段右端需制出一軸肩，左端采用軸承端蓋定位，同理為了滿足軸承的軸向定 位要求，v-w軸段左端需制出一軸肩，右端采用軸承端蓋定位，。初步選擇軸承，考慮到主要承受徑向載荷，同時(shí)也承受不小的軸向載荷，故 選用圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù) dm-iv =40mm由軸承產(chǎn)品目錄中初步選 取圓錐滾子軸承 30208,其尺

11、寸為dx DX B=40mfr( 80mm< 18mm l =60mm取安裝錐齒的軸段的直徑 dvi - w =35mm錐齒的最左端與最右端之間采用端 蓋定位 o取安裝撥盤的軸段直徑 d I - n =30mm撥盤的最左端與最右端之間采用端蓋 定位取安裝動(dòng)擠壓盤的軸段直徑 d n -山=35mm動(dòng)擠壓盤的最左端與最右端之間采用端蓋定位。1.2.2.2 軸上零件的周向定位錐齒與軸的周向定位采用平鍵連接，按 dvi頃=35mm由機(jī)械零件手冊查的 平鍵截面bx h=10m利8mm鍵槽用鍵槽銖刀加工，長為 25mm同時(shí)為了保證錐 齒與軸的配合有良好的對中性，故選擇錐齒與軸的配合為 也,撥盤與軸的

12、周向r6定位采用平鍵連接，按 di-n =30mm由機(jī)械零件手冊查的平鍵截面bx h=10mmx 8mm鍵槽用鍵槽銖刀加工，長為18mm同時(shí)為了保證錐齒與軸的配合有良好的對中性，故選擇錐齒與軸的配合為 旦了 ,圓錐滾子軸承與軸的周滾子軸承與軸m6的周向定位是由過渡配合來。1.2.2.3 軸上倒角的尺寸取軸端倒角為2X 45°。1.2.3大錐齒軸上的功率P2、轉(zhuǎn)速n2和轉(zhuǎn)矩T2若取每級(jí)齒輪傳動(dòng)的效率（包括軸承效率在內(nèi)）聽=0.97,則_2_, 2 -P2 =日明=0.3157 X 0.97 kw k0.2970kw乂n2 =n1【=238.0952 36 : 102.0408 r .2

13、1 i184minF20.2970丁是T2 =9550000 圣=9550000 N *mm ： 27797.7028 N *mmn2102.04081.2.4求作用大錐齒輪上的力因已知大錐齒輪的分度圓直徑為d3 = mz2 = 2.5 84 = 210mmd32 27797.7028210N ： 264.7400 NFr1=264.7400 ta；2097.3308Ncos800634Fa1 = Ft1 tan ' = 264.7400 tan800634" : 37.7226N圓周力Ft1，徑向力Fr1及軸向力Fa1的方向如圖2所示1.2.5求大錐齒軸上的載荷首先根據(jù)大錐

14、齒軸的結(jié)構(gòu)圖（圖4）做出軸的計(jì)算簡圖（圖5）。在確定 軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊中查取a值。對丁 30208型圓錐滾子軸承，由手冊 查得a=16.9mm因此，作為懸臂梁的小錐齒軸的支撐跨距L2=60.6mm,L1=133.8mm根據(jù)大錐齒軸的計(jì)算簡圖做出的彎矩圖和扭矩圖（圖 5）。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面 B和截面C是大錐齒軸的 危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面 B處與截面C處的Mh1 Mv1及M1的值列丁表3 與表4 （參看圖2）。Ft1 “L11 L12） =Fh12 山1Ft1 =Fh12 -Fh11=Fh11 119.9047NFh12 384.6447N M H1 :

15、16043.2456N _mmFr1 =氏任，、=Ma1 "（、L12）-dMa1 =Fa1 -2Fa1 = FV12'Fv12 'Fvil al 3=FV11, =37.7226NFV11 73.8310NFV12 171.1617NMv1 : 9878.5840N -mmM a1 ： 3960.8740N mmM1 = . M H12 MV12 ： 18840.7047 N mmFr1Fh12FhllFtlMhlrrrnrrnTninilFvll'FvllMhl圖3軸的載荷分析圖表3 截面B載荷水平向H垂直面V支反力Fh11 /19.9047NFh12 =

16、384.6447NFvii 士 73.8310NFV12 571.1617N彎矩MMH1 =16043.2456NwmM/ &9878.5840N 引m總彎矩M1 = Jm H12 + MV12 =18840.7047 N mm扭矩TP20.2970T1 =9550000 衛(wèi)=9550000 xN，mm 陌 27797.7028N *mmn2102.0408表4截面C載荷水平向H垂直面V支反力Fh11 119.9047NFh12 =384.6447NFV173.8310NFV12 571.1617N彎矩MM Hc =0N 卻mMa1 3960.8740N 卻m總彎矩M c = Jm Ha2+Ma12 = 3960.8740 N 引m扭矩TR0.2970T2 = 9550000 -2 = 9550000 xN ,mm 財(cái) 27797.7028 N mmn2102.04081.2.6按彎扭合成應(yīng)力校核小錐齒軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核小錐齒軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面B和危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。根據(jù)氣頊也4忸=四,W 2WW及表3和表4中的數(shù)據(jù)，以及小錐齒軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切