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1、 斜齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计斜齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计 设计设计说明书说明书 姓名：刘 * * 学号：100301009 日期：2013-5-11 斜齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计设计说明书 第 1 页 共 9 页 原始数据原始数据 项目项目 设计方案设计方案 输出轴转速2/minnr 137 输出功率P kW 25 齿轮齿数z 101 齿轮模数nmmm 3 齿轮宽度b mm 80 轴承间距L mm 160 齿轮中心线到轴承中点距离a mm 80 轴承中点到外伸端轴头中点距离c mm 100 齿轮的螺旋角(右旋) 15 滚动轴承的寿命为10000h，工作温度小于120 C，有轻微冲
2、击 计算内容计算内容 摘要摘要 结果结果 1 1、作用在齿轮上的力、作用在齿轮上的力 转矩2T 6 2 29.55 10PTn 已知：22.5,137 /minPkW nr 2174270.073TN mm 分度圆直径d cosn 313.69dmm 圆周力2tF 2 22tTFd 21111.1tFN 径向力2rF 2 2tan,20costn rnFaFa 已知：21111.1tFN 2418.67rFN 斜齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计设计说明书 第 2 页 共 9 页 轴向力2aF 22tanatFF 已知：21111.1tFN 2297.72aFN 受力方向 2 2、初定轴的最小直径
3、、初定轴的最小直径 轴的材料 选取 45 钢，调质处理 最小直径范围 查表 15-3 得0103126A ，取0105A 3min0 2PdAn 已知：22.5,137 /minPkW nr min27.64dmm 联轴器转矩 2caATK T，查表 14-1，2T较小，取1.3AK 已知：2174270.073TN mm 226551.1caTN mm 联轴器选择 查标准 GB/T 5014-2003，LX2 型弹性柱销联轴器 560000,6300 /minnTN mm nr。 而 2,canTT nn 已知：2226551.1,137 /mincaTN mm nr 选取 LX2 型弹性柱
4、销联 轴器 最小直径确定1d 取LX2型弹性柱销联轴器轴孔系列中30dmm，而min27.64dmmd 130dmm 3 3、轴的结构设计、轴的结构设计 斜齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计设计说明书 第 3 页 共 9 页 （1）轴上零件装配方案 （2）各段直径和长度 - 直径确定 按前述计算 130dmm 长度确定 选择 LX2 型弹性柱销联轴器轴孔类型为 J 型，其主动轴60lmm，轴段长度应比l略短 158lmm - 直径范围 定位轴肩110.07 0.1hd 2112ddh 已知：130dmm 234.236dmm 直径确定 毡圈油封为标准件，按 JB/ZQ 4606-86 选取轴径 为
5、35mm的，轴径须配合毡圈油封标准选取。 235dmm 长度确定 1 22lBlc 已知：1100,58cmm lmm 18Bmm（后续查得） 262lmm - 轴承类型 受力：rF、aF同时存在 采用圆锥滚子轴承 确定轴承代号 轴承内径2dd，并按 GB/272-93 选取。 已知：235dmm 选取 30208 型 直径确定 30208 型轴承尺寸: 408019.7518dD TmmmmmmBmm340dmm 斜齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计设计说明书 第 4 页 共 9 页 长度确定 342bBlal 已知：80,80amm b 418,78Bmm lmm（后续计算得到） 351lmm
6、 套筒壁厚 按照 GB/T 5868-2003，查得 30208 型轴承定位轴肩直径min47admm。 套筒外径minaDd，取47Dmm 3 2Dd 3.5mm - 直径确定 为便于齿轮安装，4d 略大于3d 445dmm 长度确定 齿轮宽度80bmm,4l应略小于b 478lmm - 直径范围 定为轴肩240.07 0.1hd 5422ddh 已知：445dmm 551.354dmm 直径确定 551.354dmm 取552dmm 长度确定 轴环宽度5541.40.74.9lhddmm 515lmm - 直径确定 为减小应力集中和方便右轴承的拆卸， 6d应根据 30208 型轴承的定位轴
7、肩直径minad确定。 6minadd 按照 GB/T 5868-2003，查得 30208 型轴承定位轴肩直径min47admm 647dmm 长度确定 652bBlal 已知：80,80amm bmm 518,15Bmm lmm 616lmm - 直径确定 73dd 740dmm 斜齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计设计说明书 第 5 页 共 9 页 已知：340dmm 长度确定 30208 型轴承尺寸: 408019.7518dD TmmmmmmBmm720lTmm （3）零件的轴向定位 齿 轮 - 轴 键连接类型 平键连接 键尺寸 查表 6-1，取轴的直径44 50d 的键宽b、键高h，取
8、长度70Lmm（478lmm） 14970mmmmmm 配合 要求齿轮与轴配合有良好的对中性 7 6H n半联轴 器-轴 键连接类型 平键连接 键尺寸 查表 6-1，取轴的直径22 30d 的键宽b、键高h，取长度50Lmm（158lmm） 8750mmmmmm 配合 要求同轴度高，拆卸方便 7 6H k滚动轴 承-轴 配合 采用过渡配合 7 6H m（4）轴上圆角、倒角 圆角 按表 15-2 推荐值选取 30 50 1.6 50 80 2.0 倒角 按表 15-2 推荐值选取 1.6 45 4 4、作用在轴上的载荷作用在轴上的载荷 轴承支点位置 查轴承手册 30208 型圆锥滚子轴承参数 1
9、6amm 轴的支承跨距 2322BLLaTa已知：80,T19.75ammmm 18,16Bmm amm 23149.5LLmm 斜齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计设计说明书 第 6 页 共 9 页 轴的计算简图 弯矩、扭矩图 水平面H计算 支反力F: 12212323NHNHtNHtFFFFLLF L12555.55555.55NHNHFNFN斜齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计设计说明书 第 7 页 共 9 页 弯矩M： 23HNHMFL 已知：2231111.1 ,74.75tFN LLmm 41527.36HMN mm垂直面V计算 支反力F: 1222 22322*2 2NVNVraa NV
10、raannFFFF dFLLF Lddh m 12527.66108.99NVNVFNFN 弯矩M： 112223VNVVNVMFLMFL已知：23418.67 ,74.75rFN LLmm 2297.72 ,313.69aFN dmm *1,3annhmmm 1239442.598147VVMN mmMN mm 合成弯矩 22 1122 22HVHVMMMMMM已知：41527.36HMN mm 139442.59VMN mm 28147VMN mm 1257273.3842318.97MN mmMN mm扭矩T 2TT 已知：2174270.073TN mm 174270.073TN mm
11、 轴的强度校核 由弯矩图和扭矩图知，危险截面处45dmm 2222 1212 332caMTMTdW 取0.6 已知：157273.38MN mm 2174270.073TN mm 13.33caMPa 斜齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计设计说明书 第 8 页 共 9 页 查表 15-1，45 调质钢，160MPa 1ca 强度符合要求 5 5、作用在轴承上的载荷、作用在轴承上的载荷 径向载荷 1rF、 2rF 22 11122 222rNHNVrNHNVFFFFFF已知：12527.66 ,108.99NVNVFN FN 12555.55NHNHFFN 1 2766.20566.14rrFNF
12、N派生轴向力 1dF、 2dF 取选定 30208 型轴承12 查轴承手册，当/arFFe 时，圆锥滚子轴承轴向动载荷系数Y满足0.40cotY 1.88Y 查表 13-7， 2r dFFY 已知： 12766.20,566.14rrFN FN 1 2203.78150.57ddFNFN轴向载荷 1aF、 2aF 221448.29203.78addFFNFN,轴承 1被压紧 122aadFFF 22adFF 已知： 12203.78,150.57ddFN FN 2297.72aFN 1 2448.29150.57aaFNFN当量动载荷 1212,rraaFFFF，只需对轴承 1 进行计算 praPfXFYF 查表 13-5，0.4X ，已求得1.88Y 查表 13-6，1.1pf 已知： 11766.20,448.29raFN FN 1264.19PN 验算轴承寿命 2610 60t hf CLnP75.54 1010000hLhh斜齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计设计说明书 第 9 页 共 9 页 查表 13-4，工作温度小于120时1tf 30208 为滚子轴承，10 3 查轴承手册，63000CN 已知：2137 /min,1264.19nrPN 寿命满足要求
