斜齿齿轮圆锥滚子轴承轴系部件设计

1、机械设计大作业 设计题目：一级斜齿圆柱齿轮减速器输出轴的轴系部件设计 内 装：1.设计任务书1份 2.设计计算说明书1份 3.装配工作图1张 学 院 机自学院 专 业 机械工程及自动化 学 号 12120655 设 计 者 刘云飞 指导教师 傅燕鸣 完成日期 2015年1月6日 成 绩 机 械 设 计 大 作 业计算说明书设计题目：一级斜齿圆柱齿轮减速器输出轴的轴系部件设计学 院 机自学院 专 业 机械工程及自动化 学 号 12120655 设 计 者 刘云飞 指导教师 傅燕鸣 完成日期 2015年1月6日 成 绩 计算说明主要结果一、确定齿轮结构尺寸，计算作用在齿轮上的作用力 1.1选择齿轮

2、的结构型式 根据机械设计课程设计手册第16章第5节，确定齿轮结构为齿轮轴。 1.2计算输出轴的转矩T2T2=177.83 Nm1.3计算作用在齿轮上的圆周力、径向力、轴向力 N 二、选择轴的材料 因传递的功率不大，并对质量及结构尺寸无特殊要求，所以初选轴的材料为45钢，并经过调质处理。由机械设计课程设计手册表16-1可知：轴材料的硬度217225HBW，抗拉强度极限，屈服强度极限，弯曲疲劳极限 ，剪切疲劳极限，许用弯曲应力；表16-2可知 。a177.83 Nm1147.04 N432.22 N307.35N三、初步估算轴的最小直径 考虑键槽对轴强度的影响，取，参考联轴器孔径系列标准，取 =

3、四、轴的结构设计及强度校核4.1联轴器的选择由于载荷较平稳，速度不高，无特殊要求，故选用弹性柱销联轴器。查表7-9，联轴器的工作情况系数，故，查表7-6选用LT6型，公称转矩 ，故，采用Y型轴孔，A型键，轴孔直径，轴孔长度，取弹性套柱销的装配距离4.2轴上零件的位置与固定方式的确定大齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置在齿轮两侧。轴外伸端安装联轴器，联轴器靠轴肩轴向固定。齿轮靠轴环和套筒实现轴向固定。轴承采用两端固定，脂润滑，通过封油环和轴承盖固定。输出轴轴系结构如图所示4.3各轴段直径和长度的确定（1）各轴段直径的确定d21：最小直径，安装联轴器外伸轴段，=d22：密封处轴段。根据联轴器的轴向定

4、位要求，定位轴肩为 h=(0.070.1) d21=(0.070.1)35mm =2.453.5mm查表1-19，并考虑到毡圈油封的标准，取d22=40mm。该处轴的圆周速度故选用毡圈油封合格，由表9-9，选取毡圈45JB/ZQ4606-1997。d23：滚动轴承处轴段。考虑拆装方便, 取d23=50mm。考虑到轴受径向力和轴向力，故选用圆锥滚子轴承。由d23=50mm，查表63，初选代号30210轴承，其基本尺寸为=安装尺寸da=57mmd24：低速级大齿轮安装轴段，取d24=55mm=d25：轴环，该轴段为齿轮提供定位作用，定位轴肩高度：h=(0.070.1) d24=(0.070.1)

5、x55=3.855.5mm= 则d25= d24+2h=55+7.711=62.766mm，查表1-19，取标准值d25=63mmd26：滚动轴承处轴段，d26=d23=50mm。（2）各轴段长度的确定L21：安装联轴器轴段。为了保证轴向定位可靠，该轴段的长度应比联轴器轴孔的长度短23mm，现联轴器轴孔长为82mm，故取L21=80mm。L24：大齿轮配合段。由齿宽b=80mm，为了便于定位可靠，同理取L24=78mm。L22：此段长度除与轴上零件有关外，还与轴承宽度及轴承端盖等零件有关。且此轴段一部分长度用于装轴承盖，一部分伸出箱体外。取L22=60mm=L25：轴环的宽度。L25=10mm

6、L26：右侧安装封油环、轴承的轴段。L26=B-2=18mmL23：此段装轴承与套筒。取套筒长度为30mm，则L23=20-2+30+2=50mm输出轴的总轴长:L2=L21+L22+L23+L24+L25+L26=80+60+50+78+10+18+2=300mm+=两轴承间的跨度:+L=2a=2x80=160mm+=选取毡圈：45JB/ZQ4606-19974.4按弯扭合成应力校验轴的强度输出轴的受力简图如图所示H面V面 A、B处的总支反力：取齿轮中心平面左端面为截面c，则截面C处的水平弯矩截面C处的垂直弯矩截面C处的合成弯矩输出轴所受转矩危险截面C的当量弯矩：因为是单向回转轴，所以转矩切

7、应力视为脉动循环变应力，取折合系数，则，故轴强度足够。轴的弯矩图和转矩图：4.5滚动轴承校验（1）输出轴轴承寿命。查表6-3得：圆锥滚子轴承30210的基本额定动载荷，基本额定静载荷。预计寿命为10000h。查表6-14，当收到轻微冲击，取滚动轴承载荷系数。因为。查表6-3得圆锥滚子轴承30210的e=0.42、Y=1.4。故此时，同时Fa1=Fae+Fd2=461.71N，所以，径向动载荷系数，轴向动载荷系数。故轴承寿命符合要求。（2）轴承润滑方式的确定。齿轮的圆周速度=故轴承采用浸油润滑。五、键的选择与强度校核5.1输出轴外伸端处（1）选择键连接的种类和尺寸。， 考虑到键在轴中部安装，查表

8、4-27，选键10X80GB/T1096-2003，=，。选择材料为45钢，查表4-28，键静连接时的许用挤压应力为100120MPa，取110MPa。工作长度60mm。键与轮毂键槽的接触高度0.5x8=4mm。（2）校核键连接的强度。故键的强度足够，选择键10X80GB/T1096-2003合适。5.2输出轴大齿轮连接处（1）选择键连接的种类和尺寸。大齿轮连接处，考虑到键在轴中部安装，查表4-27，选键16X70GB/T1096-2003，。选择材料为45钢，查表4-28，键静连接时的许用挤压应力为，取。工作长度。键与轮毂键槽的接触高度。故键的强度足够，选择键16X70GB/T1096-2003合适。故轴强度足够。轴承采用脂润滑输出轴外伸端处:键的强度足够，选择键10X80GB/T1096-2003输出轴大齿轮连接处:键的强度足够，选择键10X80GB/T1096-2003六、设计小结 本次机械设计大作业是轴系部件的设计。我们经过了计算，三维建模，二维CAD画图等几个过程，最终把这大作业顺利地完成。从这次设计大作业的过程中，进一步加深了机械设计的方法与步骤，设计的过程不仅包括尺寸的计算，而且还要对所选的标准件进行校核，以此来配合所设计的部件；对于每一个尺寸都必须要按照机械设计手册的标准来选择，不能按着自己所想的去做。本次机械设计大作业