軸設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書

1、 課程設(shè)計(jì)報(bào)告書 設(shè)計(jì)題目:軸系部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué)院名稱:專業(yè):班級(jí):姓名:學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師:成績(jī)寧波工程學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院油氣儲(chǔ)運(yùn)教研室課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的輸出軸軸系部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(五課程名稱機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)類型課程設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)班級(jí) 1 聯(lián)系電話1.傳動(dòng)機(jī)構(gòu):閉式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的輸出軸軸系部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),下圖所示為本題目的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖,原始數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。2.設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù):輸出軸轉(zhuǎn)速n2 (r/min輸出功率P(kW齒輪數(shù)z2齒輪模數(shù)m(mm齒輪寬度b(mm165 3.5 115 3 70軸承間距L(mm軸承中心線到軸承中心距離a(mm軸承中點(diǎn)到外伸端軸頭中點(diǎn)距離c(mm外伸端軸

2、頭長(zhǎng)度l(mm載荷變化情況150 75 100 70 輕微沖擊3.設(shè)計(jì)要求:(1繪制輸出軸軸系部件結(jié)構(gòu)裝配件圖一張;(2編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份目錄第一章齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 (3一、齒輪的材料及熱處理的選擇 (3二、齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 (31 齒輪許用應(yīng)力及轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 (32 齒輪彎曲強(qiáng)度校核 (33 齒輪幾何尺寸的確定 (4三、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (5第二章軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 (7一、軸的材料及熱處理的選擇 (7二、軸幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 (71 估算輸出軸的最小直徑 (72 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (7第三章軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇 (9一、軸承的選擇 (9二、鍵的選擇 (9三、聯(lián)軸器的選擇 (9四、氈圈油封及槽的

3、選擇 (9五、軸承蓋的設(shè)計(jì)及墊片的設(shè)計(jì) (10六、套筒的設(shè)計(jì) (10參考文獻(xiàn) (11第一章 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算一、 齒輪的材料及熱處理的選擇因齒輪載荷有輕微沖擊,速度一般,齒輪選用40Cr 合金鋼,調(diào)制處理,齒面硬度為250 HBS 。二、 齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算1 齒輪許用應(yīng)力及轉(zhuǎn)矩的計(jì)算1確定齒輪的許用應(yīng)力由參考資料一查得MPa F 5802lim =,25.1=F SMPa H 7002lim =,1=H SFF F S 2lim 2= 1-1得MPa F 46425.15802= HH H S 2lim 2= 1-2得MPa H 70017002= 2輸出軸的轉(zhuǎn)矩2T由參考資料一查得252

4、105.95n PT = 1-3 得mm N mm N T =552100.21655.3105.95 2 齒輪彎曲強(qiáng)度校核根據(jù)設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù):mm b 70=,mm m 3=,1152=z 由參考資料一查得:100=z ,19.2=Fa Y ,80.1=Sa Y ; 200=z ,12.2=Fa Y ,865.1=Sa Y ;(222121sa sa sa Sa Y z z z z Y Y Y +-=1-4由線性插值法求得:1795.22=Fa Y ,80975.12=Sa Y載荷基本平穩(wěn)且為軟齒面齒輪,齒輪相對(duì)軸承對(duì)稱布置,取載荷系數(shù)8.1=K2222222sa F F Y Y mbz KT

5、 = 1-5 得225220.3980975.11795.2311570100.28.12F F MPa <= 齒輪的彎曲強(qiáng)度足夠3 齒輪幾何尺寸的確定由參考資料一查得1=*a h ,25.0=*c1分度圓直徑22mz d = 1-6得mm d 34511532= 2齒頂高m h h aa *= 1-7 得mm h a 331= 3齒根高(m c h h a f *+= 1-8得(mm h f 75.3325.01=+= 4齒頂圓直徑a a h d d 222+= 1-9得mm d a 351323452=+= 5齒根圓直徑f f h d d 222-= 1-10得mm d f 5.33

6、775.323452=-=6分度圓齒距m p = 1-11得mm p 42.9314.3=7分度圓齒厚m s 21= 1-12 得mm p 71.4314.321= 三、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由參考材料一得因mm mm d mm a 5003511602<=<,故齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結(jié)構(gòu) 齒輪尺寸計(jì)算如下:1軸孔直徑mm d c 60=2輪轂直徑c d D 6.13= 1-13得mm D 96606.13=3輪轂長(zhǎng)度mm b l 70=4輪緣內(nèi)徑m d D a 100-= 1-14得mm D 3213103510=-=5腹板厚度(b C 3.02.0= 1-15得mm C 2114=,

7、取mm C 5.17=6腹板中心孔直徑(3015.0D D D += 1-16得(mm D 5.208963215.01=+=7腹板孔直徑(3023.0D D D -= 1-17得(mm D 5.67963213.02=-=8齒輪倒角m n 5.0= 1-18得mm n 5.135.0=9齒輪圓角mm r 5=設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)見(jiàn)下圖: 圖1齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第二章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算一、 軸的材料及熱處理的選擇軸選用45鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度為250 HBSMPa b 750=,MPa s 550=二、 軸幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算1 估算輸出軸的最小直徑3min 2nP A d 2-1 查參考資料一,97106=A ,

8、取100=A 得mm d 68.271655.31003min 2= 考慮鍵槽(mm d 06.2905.0168.27m in 2=+=圓整后得mm d 30m in 2=2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要,同時(shí)考慮到強(qiáng)度的原則,輸出軸設(shè)計(jì)為階梯軸如下圖2。(自右向左排。mm 301=;mm l 701=mm 402=;mm l 452=mm 4573=;mm l 613=mm 604=;mm l 684=mm 705=;mm l 105=mm 606=;mm l 5.186=;mm l 207=。 圖2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第三章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇一、 軸承的選擇因?yàn)檩敵鲚Smm

9、 4573=,且載荷僅為輕微沖擊,徑向與軸向載荷都很小,所以由參考資料一,選擇深溝球軸承6309 2個(gè)(GB/T 2761994。由參考資料二,畫下圖 圖3軸承的設(shè)計(jì)二、鍵的選擇參考資料一1輸出軸外伸端mm d 30=選擇鍵 508 GB/T 10962003,選45鋼,即選鍵50782與齒輪聯(lián)接處mm d 45=選擇鍵 5018 GB/T 10962003,選45鋼,即選鍵501118三、 聯(lián)軸器的選擇由參考資料三,選用VI 型凸緣聯(lián)軸器(GB/T 58432003,材料選Q235A四、 氈圈油封及槽的選擇由參考資料三,選用正方形氈圈和梯形溝槽 (JB/ZQ46061986五、軸承蓋的設(shè)計(jì)及墊片的設(shè)計(jì) 由參考資料三，選擇螺釘聯(lián)接式軸承蓋，由軸承外徑在 70100 之間，螺釘 直徑為 8mm，螺釘數(shù)目為 6，材料 HT150。 圖 4 軸承蓋墊片氈圈的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 六、套筒的設(shè)計(jì) 材料為 45 鋼。由軸徑和需要定位的位置，設(shè)計(jì)如