二级减速器课程设计的轴校核

1、1.1小锥齿轴校核1.1.1初步确定小锥齿轴的最小直径按照同类机械类比的方法初步确定轴的最小直径dmin =35 mm选取轴的材料为45钢，调质处理。1.1.2小锥齿轴的结构设计图1小锥齿轴根据实际情况要求，选择图1所示方案。1.1.2.1 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度为了满足锥齿的轴向定位要求，I -皿轴段右端需制出轴肩，左端采用锥齿 端面定位，同理为了满足皮带轮的轴向定位要求，V - VI轴段左端需制出一轴肩， 右端采用皮带轮端面定位，为了满足轴承的轴向定位要求，n-m轴段右端需制出一轴肩，左端采用轴承端盖定位，为了满足轴承的轴向定位要求，IV-v轴段左端需制出一轴肩，右端采用

2、轴承端盖定位。初步选择轴承，考虑到主要承受径向载荷，同时也承受不小的轴向载荷，故 选用圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据dn - m =45mm由轴承产品目录中初步选取圆锥滚子轴承 30209,其尺寸为dx DX B=45mm： 85mm< 19mm l n - m =50mm取安装锥齿的轴段的直径 d i- h =35mm锥齿的最左端与最右端之间采用端 盖定位 o取安装带轮的轴段直径 dv -vi =35mm带轮的最左端与最右端之间采用端盖 定位。1.1.2.2 轴上零件的周向定位锥齿与轴的周向定位采用平键连接，按 d I顼=35mm由机械零件手册查的 平键截面bx h=10m利8mm键

3、槽用键槽铢刀加工，长为 22mm同时为了保证锥 齿与轴的配合有良好的对中性，故选择锥齿与轴的配合为旦7 ,带轮与轴的周向k6定位采用平键连接，按 dv- vi =42mm由机械零件手册查的平键截面 bx h=12mm x 8mm键槽用键槽铢刀加工，长为40mm同时为了保证带轮与轴的配合有良好 的对中性，故选择锥齿与轴的配合为 旦，,圆锥滚子轴承与轴的周滚子轴承与轴 k6的周向定位是由过渡配合来。1.1.2.3 轴上倒角的尺寸取轴端倒角为2X 45°。1.1.3小锥齿轴上的功率P1、转速n1和转矩T1若取每级齿轮传动的效率（包括轴承效率在内） 听=0.97,叫=0.61（电动机 功率因

4、数），则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求作用小锥齿轮上的力因已知小锥齿轮的分度圆直径为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圆周力Ft，径向力Fr及轴向力Fa的方向如图2所示1.1.5求小锥齿轴上的载荷首先根据小锥齿轴的结构图（图1）做出轴的计算简图（图2）。在确定 轴承的支点位置时，应从手册中查取a值。对丁 30209型圆锥滚子轴承，由手册 查得a=18.6mm因此，作为悬臂梁的小锥齿轴的支撑跨距L2=157.2mmL1=55.4mm根据小锥齿轴的计算简图做出的弯矩图和扭矩图（图2）。从轴的结构图以及弯矩图和扭矩图中可以看出截面 A和截面B是小锥齿轴的 危险截面。现将计算出的截面 A处与截面B处的Mh Mv及

6、M的值列丁表1与表 2 （参看图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图2轴的载荷分析图表1 截面A载荷水平向H垂直面V支反力林 大 380.5282NFh2 =99.1592NR

7、1 528.4231NR2 充 24.9788N弯矩MM Ha =0N 引mMva &1804.1447N 引m总弯矩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载荷水平向H垂直面V支反力Fh1 陌 380.5282NFh2 =99.1592NR昌28.4231N再2 全 24.9788N弯矩MMh 号5587.8388N 郭imMv 整3926.6704N 引m总弯矩=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按弯扭合成应力校核小锥齿轴的强度进行校核时，通常只校核小锥齿轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面A和危险截面B）的强度。根据。ca = JM +4陟="M ”叮）以顼.W 2WW及表1和表2中的数据，以及小锥齿轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力, 取"=0.6,小锥齿轴的计算应力截面Aca:1.8212MPaMa2 +(aT1 f _(1804.14472 +(0.612661.6019 fWa0.1 353前已选定小

9、锥齿轴的材料为45钢，调制处理，查得岳_1=60MPa因此<ica <&_(,故截面A安全 截面B1.9511MPa30.1 4516074.80822 +(0.6妇2661.6019 )2前已选定小锥齿轴的材料为45钢，调制处理，查得号_,=60MPa因此acr J, ca故截面B安全。1.2大锥齿轴校核1.2.1初步确定大锥齿轴的最小直径按照同类机械类比的方法初步确定轴的最小直径dmin =30 mm选取轴的材料为45钢，调质处理。1.2.2大锥齿轴的结构设计图3大锥齿轴根据实际情况要求，选择图3所示方案。1.2.2.1 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度为了满足

10、锥齿的轴向定位要求，VI -VD轴段左端需制出轴肩，右端采用锥齿 端面定位，同理为了满足拨盘的轴向定位要求，I- II轴段右端需制出一轴肩，左端采用拨盘端面定位，为了满足动挤压盘的轴向定位要求，n-m轴段右端需制出一轴肩，左端采用动挤压盘端面定位，为了满足轴承的轴向定位要求，m - w轴段右端需制出一轴肩，左端采用轴承端盖定位，同理为了满足轴承的轴向定 位要求，v-w轴段左端需制出一轴肩，右端采用轴承端盖定位，。初步选择轴承，考虑到主要承受径向载荷，同时也承受不小的轴向载荷，故 选用圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据 dm-iv =40mm由轴承产品目录中初步选 取圆锥滚子轴承 30208,其尺

11、寸为dx DX B=40mfr( 80mm< 18mm l =60mm取安装锥齿的轴段的直径 dvi - w =35mm锥齿的最左端与最右端之间采用端 盖定位 o取安装拨盘的轴段直径 d I - n =30mm拨盘的最左端与最右端之间采用端盖 定位取安装动挤压盘的轴段直径 d n -山=35mm动挤压盘的最左端与最右端之间采用端盖定位。1.2.2.2 轴上零件的周向定位锥齿与轴的周向定位采用平键连接，按 dvi顷=35mm由机械零件手册查的 平键截面bx h=10m利8mm键槽用键槽铢刀加工，长为 25mm同时为了保证锥 齿与轴的配合有良好的对中性，故选择锥齿与轴的配合为 也,拨盘与轴的

12、周向r6定位采用平键连接，按 di-n =30mm由机械零件手册查的平键截面bx h=10mmx 8mm键槽用键槽铢刀加工，长为18mm同时为了保证锥齿与轴的配合有良好的对中性，故选择锥齿与轴的配合为 旦了 ,圆锥滚子轴承与轴的周滚子轴承与轴m6的周向定位是由过渡配合来。1.2.2.3 轴上倒角的尺寸取轴端倒角为2X 45°。1.2.3大锥齿轴上的功率P2、转速n2和转矩T2若取每级齿轮传动的效率（包括轴承效率在内）听=0.97,则_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求作用大锥齿轮上的力因已知大锥齿轮的分度圆直径为d3 = mz2 = 2.5 84 = 210mmd32 27797.7028210N ： 264.7400 NFr1=264.7400 ta；2097.3308Ncos800634Fa1 = Ft1 tan ' = 264.7400 tan800634" : 37.7226N圆周力Ft1，径向力Fr1及轴向力Fa1的方向如图2所示1.2.5求大锥齿轴上的载荷首先根据大锥

14、齿轴的结构图（图4）做出轴的计算简图（图5）。在确定 轴承的支点位置时，应从手册中查取a值。对丁 30208型圆锥滚子轴承，由手册 查得a=16.9mm因此，作为悬臂梁的小锥齿轴的支撑跨距L2=60.6mm,L1=133.8mm根据大锥齿轴的计算简图做出的弯矩图和扭矩图（图 5）。从轴的结构图以及弯矩图和扭矩图中可以看出截面 B和截面C是大锥齿轴的 危险截面。现将计算出的截面 B处与截面C处的Mh1 Mv1及M1的值列丁表3 与表4 （参看图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图3轴的载荷分析图表3 截面B载荷水平向H垂直面V支反力Fh11 /19.9047NFh12 =

16、384.6447NFvii 士 73.8310NFV12 571.1617N弯矩MMH1 =16043.2456NwmM/ &9878.5840N 引m总弯矩M1 = Jm H12 + MV12 =18840.7047 N mm扭矩TP20.2970T1 =9550000 卫=9550000 xN，mm 陌 27797.7028N *mmn2102.0408表4截面C载荷水平向H垂直面V支反力Fh11 119.9047NFh12 =384.6447NFV173.8310NFV12 571.1617N弯矩MM Hc =0N 却mMa1 3960.8740N 却m总弯矩M c = Jm Ha2+Ma12 = 3960.8740 N 引m扭矩TR0.2970T2 = 9550000 -2 = 9550000 xN ,mm 财 27797.7028 N mmn2102.04081.2.6按弯扭合成应力校核小锥齿轴的强度进行校核时，通常只校核小锥齿轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面B和危险截面C）的强度。根据气顼也4忸=四,W 2WW及表3和表4中的数据，以及小锥齿轴单向旋转，扭转切