課程設計傳動裝置輸入軸組合結構設計

1、一級開式斜齒圓柱齒輪傳動裝置輸入軸組合結構設計說明書題目5（方案5） 設 計 者 學 號 班 級 指導教師 2015 年 1 月 2 日 遼寧工程技術大學 題目5：一級開式斜齒圓柱齒輪傳動裝置輸入軸的組合結構設計已知數據： 設 計 方 案 數 據項目設計方案5軸輸入功率 P/kw6.0軸轉速 n/(r/min)300齒輪齒數 z19齒輪模數 /mm5齒輪螺旋角 齒輪寬度 b /mm65 l /mm185 s /mm90軸承座形式剖分一. 軸的設計1.選擇軸的材料該軸傳遞中小功率，轉速較低，無特殊要求，故選用45優(yōu)質碳素 結構鋼調質處理。其機械性能查表可得2.按扭轉強度初步計算軸頸對實心圓軸：

2、(材料45鋼 查表8-2為118107 取110)考慮軸端安裝聯軸器有鍵槽，將直徑加大取標準值d =32mm 3.軸的結構設計(1) 軸上零件的布置圖2 軸的結構圖a 在軸的輸出端安裝聯軸器，聯軸器的尺寸如圖b 聯軸器的中心平面與軸承的中心平面距離為 s =90mmc 由于齒輪為斜齒輪，對軸有軸向力的作用。選軸承時應選用能夠承載軸向載荷的軸承，同時根據裝拆需要，安裝軸承的軸端直徑應比最小直徑大。故初選7208C軸承，按課程設計表4.6-2查出，其尺寸為40×80×18，即軸承寬度可暫取18mmd 軸承的中心平面與軸承的中心平面距離為l =185mme 齒輪位于兩軸承的中間位

3、置，且齒寬為65mm。(2)軸上零件的固定和定位（見圖2）a 斜齒輪用mm軸環(huán)定位，齒輪的左端與軸承內端面間采用長度為51mm的軸套，一方面可軸向固定齒輪，另一方面可作為軸承的軸向定位；b 左面的軸承靠的軸肩固定；c 齒輪的周向固定用平鍵聯接，軸承的軸向固定用有過盈量的配合聯接。 (3)軸上零件的拆裝考慮零件的裝拆方便及定位需要，齒輪及左側的零件從左邊裝，齒輪右側的零件從右邊裝入。軸的兩端直徑較小，其余各軸段根據需要將軸頸逐漸加大。4.按彎扭合成強度條件校核軸軸的力學模型見圖 輸出軸轉矩 N mm輪上圓周力 輪上軸向力 輪上徑向力- 水平面支承反力 水平面支撐反力圖 垂直面支承反力 垂直面支承

4、反力圖 合成支反力 水平面彎矩 水平面彎矩圖 =184029Nmm垂直面彎矩 垂直面彎矩圖 合成彎矩 合成彎矩圖 M1=201191Nmm M2=191794Nmm轉矩轉矩圖見圖T轉矩圖計算彎矩圖T轉矩圖轉矩按脈動循環(huán)變化處理，即 校核軸的強度判斷危險剖面軸上最小軸徑 面，最大轉矩存在于面處，面軸頸相同，V面處雖有最大轉矩但應力集中影響較小鍵槽引起的應力集中在兩端即面處，面承受較大轉矩從在應力集中，故只需對 面、面進行校核即可軸的結構圖 按表查得 所以安全5.精確校核軸的疲勞強度通過對軸上零件的受力分析，繪制彎矩及轉矩圖，并綜合考慮軸徑大小及鍵槽、圓角等因素對軸的應力影響，最終確定了3個危險截

5、面。 截面彎矩不大但截面小，有圓角，有應力集中。截面彎矩較大，且有應力圓角，有應力集中。截面彎矩最大，且開有鍵槽，有應力集中。計算安全系數，校核軸的疲勞強度。(1)校核 由查附表1-2得 剖面產生的扭應力，應力幅、平均應力為 絕對尺寸影響系數由附表1-4查得 表面質量系數由附表1-5查得 則 剖面的安全系數為 取 S>， 所以剖面 安全(2)校核、 剖面的應力集中系數查附表1-2得 剖面因鍵槽引起的應力集中系數，由附表1-1得 故應按過渡圓角引起的應力集中系數檢驗剖面 剖面承受的彎矩及轉矩為： 131852Nmm 剖面產生的正應力及其應力幅，平均應力為： 191000Nmm 剖面產生的扭

6、應力及其應力幅、平均應力為： 絕對尺寸影響系數由附表1-4查得： 表面質量系數由附表1-5查得： 剖面的安全系數為： 取 ， 所以剖面安全。二軸承的設計1.初選軸承型號為7208C2.軸承壽命計算查手冊得軸承7208C的額定載荷由表9-8可知，因e紙與有關，現軸承所受軸向力A尚不可知，因此需用試算、逼近法來確定e，S，以及A值之值。初取e=0.4，則 因為，如圖 所以 根據初算得到的之值進行計算 軸承1：，查表9-6，用插值法得 這是 軸承2：，查表9-6，用插值法得 這時 固 從試算結果看，算得的值與初算結果相近，故以下就可按試算得到的值及值進行當量動載荷的計算 對軸承1： 由表9-6查得，按，用插值法求得。此軸承承受中等沖擊載荷，故按表9-7取沖擊載荷系數。則其當量動載為 對軸承2： 由表9-6查得,。此軸承承受力矩載荷，取力矩載荷系數除力矩載荷外，還受中等沖擊按表9-7取沖擊載荷系數。故當量動載為 比較兩個軸承的當量動載荷可知，故應按計算軸承壽命。 由表9-4，取溫度系數，軸承2的額定壽命為 所以軸承符合要求。三鍵聯接的計算校核鍵的強度