齿轮与轴的三种连接方式

1、齿轮与轴的连接方式齿轮传动设计1、 选择材料及确定许用应力 考虑到传动功率不大（=2.85kw）,所以齿轮选择软齿面。由已知条件（单向传动、载荷较平稳）通过查机械设计基础表11-1，小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度217286HBS，=730Mpa，=580Mpa；大齿轮选用45钢调质，齿面硬度197286HBS，=600Mpa，=450Mpa。由表11-5，取=1.1,=1.25。所以，=664Mpa=545Mpa=464Mpa=360Mpa2、 按齿面接触强度设计根据表11-2，设齿轮按8级精度设计。由表11-3取载荷系数K=1.2,由表11-6取齿宽系数=0.8,小齿轮转矩=0.48&#

2、215;N·mm,由表11-4取=188,又,所以=49.99mm取=20，=6×20=120（机械设计指导表16-2）模数m=2.5齿宽b=0.8×49.99mm=39.99mm大齿轮的齿宽b=40mm小齿轮的齿宽b=45mm取=45mm,=50mm,按表4-1取m=2.5mm,实际的=m=20×2.5mm=50mm,=120×2.5mm=300mm中心距=175mm验算轮齿弯曲强度齿形系数=2.94（图11-8）,=1.56（图11-9）=2.13,=1.81=105.7Mpa=464Mpa=Mpa=88.85Mpa=360Mpa,安全。3

3、、 齿轮的圆周速度=m/s=1.47m/s6m/s（对照课本表11-2），选择8级精度是合适的。七、输入轴的设计1、按扭转强度初步计算轴径根据课本表14-1，材料选用45号钢调质，硬度217255HBS，由表14-2取c=115=115mm=19.8mm考虑有键槽加大5%,=19.8（1+5%）=19.86mm取=20mm2、 轴的结构设计将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮右面用轴肩定位，左面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，右轴承从右面装入，齿轮、套筒、左轴承、轴承盖和皮带轮依次从左面装入，轴端挡圈固

4、定皮带轮。3、 确定轴的各段直径和长度根据机械设计指导表10-1初选用6005深沟球轴承,其内径为25mm,宽度为12mm。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则该段长32mm，安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。则此段长度=（2+12+20+47）mm=81mm。轴承盖安装安装直径=66mm,高度31mm；齿轮安装直径=28mm；轴肩直径=（28+2×6）mm=40mm，宽度为8mm。=（31+12+0.6）mm=43.6mm,带轮安装轴径L=（1.52）=（1520）mm取L=20mm。（机械设计手册6.1-21） V带轮缘宽B=（Z1）e+2f=（41）

5、15;（150.3）+2×9）)mm=（630.9）mm,取B=63mm。=（63+22+82）mm=91mm4、 按弯矩复合强度计算由上已知:分度圆直径=50mm,转矩 圆周力=2×50mm=1939.2N 向力=tan=1939.2N×tan=705.81N 轴进行受力分析 齿轮位于两轴承中央,所以=48.5mm C 绘制垂直面弯矩图轴承支反力：=/2=352.91N=/2=969.6N由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为=，水平面弯矩=47.025N.m,合弯矩=。画出弯矩图 C T 求轴传递的转矩T=×d/2 = 11635.2

6、×300/2 =290.88 N.M如图可知C是危险截面,绘制其当量弯矩图=, 可认为轴的扭切应力是脉动循环变应力,取折合系数=0.6所以= C 校验危险截面=Mpa=3.961Mpa=55Mpa所以该轴的强度足够8、 输出轴的设计1、 按扭矩初算轴径根据课本表14-1选用45#调质钢，硬度（217255HBS），取c=115，已知=2.85kw,=93.57,根据公式c=115×mm=35.9mm,考虑有键槽应加大5%,=35.9（1+5%）=37.7mm取=38mm2、 轴的结构设计将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位，周向定

7、位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮、套筒、右轴承和皮带轮依次从右面装入,轴承挡圈固定带轮。3、 确定各段直径和长度根据机械设计指导表10-1初步选用6010深沟球轴承,内径50mm,宽度16mm。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长为20mm，安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。'=（50+20+16+2）mm=88mm，'=（16+1+15）mm=32mm。轴承盖高度取31mm，安装直径=110mm；轴肩宽度为3mm，直径为=78mm。齿轮安装直径为=68mm，=38m

8、m。3、 按弯扭复合强度计算已知：分度圆直径=300mm，转矩 圆周力:=320mm=1939.2N 径向力:=1939.2N×=705.81N 支承反力因为齿轮安装在两轴承中央,所以'='=63mm'='=/2=352.90N'='=/2=969.60N 定危险截面,并计算弯矩由设计以及输入轴的计算可确定同样截面C为危险截面。所以在C截面垂直面弯矩 '=',水平面弯矩'=合弯矩为'=65.00N.m当量弯矩:取=0.6,所以= 验危险截面=Mpa=7.82Mpa=40Mpa所以此轴的强度足够九、滚动轴承

9、寿命的校核计算根据已知条件,计算要求寿命为16×8×360=46080h1、 计算输入轴轴承已知条件:初选6005深沟球轴承,两轴承径向反力=352.91N,转速=561.4,寿命计算公式当量动载荷p的计算因为只受径向力,所以根据课本机械设计基础表16-11,取径向动载荷系数X=1,轴向动载荷系数Y=0,故P=352.91N寿命计算根据机械设计指导表10-1得基本额定动载荷=10.0KN。取=3，所以寿命=69092h>46080h预期寿命足够2、计算输出轴轴承已知条件:初选6010深沟球轴承,两轴承径向反力=352.90N,转速=93.57,寿命计算公式当量动载荷p

10、的计算同理P=352.90N寿命计算根据机械设计指导表10-1得基本额定动载荷=30.2KN。同样取=3，所以寿命=111637979h>46080h预期寿命足够十、键连接的选择和强度校核计算1、 带轮与输入轴连接已知轴径=20mm,转矩。材料选用45#钢，根据机械设计基础表10-10，取=110Mpa。根据机械设计指导表9-25选用A型平键,标记为6×40 GB/T 1096-1979,h=6mm。则平键挤压强度=4×（20mm×6mm×40mm）=40.4Mpa=110Mpa 强度足够2、 输入轴与齿轮连接已知轴径=28mm，转矩。材料选用45

11、#钢，根据机械设计基础表10-10，取=110Mpa。根据机械设计指导表9-25选用A型平键,标记为8×40 GB/T 1096-1979,h=7mm。则平键挤压强度=4×（28mm×7mm×40mm）=24.73Mpa=110Mpa 强度足够3、 输出轴与齿轮连接已知轴径=68mm,转矩。材料选用45#钢，根据机械设计基础表10-10，取=110Mpa。根据机械设计指导表9-25选用A型平键,标记为20×50 GB/T 1096-1979,h=12mm。则平键挤压强度=4×（62mm×11mm×50mm）=34.12Mpa=110Mpa 强度足够11、 输入轴与传送机连接联轴器选择1、 选择类型选用弹性套柱销联轴器2、 求计算转矩已知输入轴转矩。由机械设计基础表17-1选择机器工作情况系数=1.5,故计算转矩=1.5×3、 确定型号由机械设计课程设计表8-164选取HL1弹性柱销联轴器。其公称转矩为160N·m，钢性材料许用转速为7100r/min，允许的轴孔直径中有20mm。以上数据均满足要求，故适用。12、 减速器的润滑油及润滑方式的选择1、齿轮润滑此减速器装置是采用闭式，齿轮传动为一级圆柱展开式，其齿轮的最大线速度：=m/s=1.47m/s <12m/