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1、取 Z =188, 又 Z , 所 以EH八卑卩+1112x1.2x 0.48x1056+1 （188x 2.5、2x0.8 6-49.99mm545丿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(p =2.85kw),所以齿轮选择软齿面。由已知条1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，G=730Mpa，GH lim1FE 1=580Mpa；大齿轮选用45钢调质，齿面硬度197286HBS，aH lim 2=600Mpa， b =450Mpa。由表 11-5，取s =1.1,S =1.25。所
2、以，FE 2H FL = S4imi=730 Mpa =664MpaH1S 1.1HL = 600 Mpa =545MpaH21.1”L = j = 580 Mpa =464Mpaf 1 s 1.25FL = 450 Mpa =360MpaF 21.252、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,T =0.48x105Nmm,由表 11-41由表11-6取齿宽系数e =0.8，小齿轮转矩d取Z =20， Z =101Z =6x20=120 （机械设计指导表16-2）1 2 1模数 m= d11 = 49.99 mm=2.5Z 201
3、齿宽 b=e d =0.8x49.99mm=39.99mmd 11大齿轮的齿宽 b=40mm小齿轮的齿宽 b=45mm取 b =45mm, b =50mm, 按 表 4 - 1 取 m=2.5mm, 实 际 的 d = Z2 1 11 1m=20x2.5mm=50mm, d =120x2.5mm=300mm12中心距 a = J + d12 =175mm12验算轮齿弯曲强度 齿形系数Y =2.94 （图 11-8） ,y =1.56 （图 11-9）Fa1Sa1Y =2.13,Y =1.81= 2KT Y Yb1_Fa1SalF1bm2 z1Fa2Sa 2=2 x 1.2 X048x 15 X
4、 2.94 X156 =105.7Mpa C =464Mpa39.99 x 2.52 x 20f 1b =b YFa2Ysa2 =105.7x 23x81 Mpa=88.85Mpa L =360Mpa,安全。 f2 f 1 Y Y2.94 x 1.56f2Fa1 Sa13、齿轮的圆周速度H160 x10003.14 x 50 x 561.4 m/s=1.47m/s c p1 =115 3： 2.85 mm=19.8mm213 n3 561.41考虑有键槽加大5%, d =19.8（1+5%） =19.86mm21取 d =20mm212、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
5、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12m m。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L = (2+12+20+47) mm=81mm。轴承盖安装安装直径dII(12)=66mm,高度31mm；齿轮安装直径d =28
6、mm；轴肩直径d =(28+2(14)(15)X6) mm=40mm,宽度为 8mm。L = (31+12+0.6) mm=43.6mm,带III轮安装轴径L= (1.52) d21 = (1520) mm取L=20mm。(机械设计2手册 6.1-21) V 带轮缘宽 B= (Z-1) e+2f= (4 1)X(15土0.3) +2X9)mm= (63 + 0.9)mm,取 B=63mm。= (63+22+82)mm=91mmLI4、按弯矩复合强度计算由上已知:分度圆直径d =50mm,转矩t =290.8N.m11 2 圆周力F =蛮=2X48.48N.m/50mm=1939.2Nti d1
7、1 向力 f = F tan a =1939.2NXtan 200 =705.81Nr1 t1 轴进行受力分析齿轮位于两轴承中央，所以l = L =48.5mm12FByFr1FAy +Ft1 绘制垂直面弯矩图 轴承支反力：F = F = F /2=352.91NAyByr1F = F = F /2=969.6NAzBzt1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M = FL =17.12N.m,C1 Ay 1水平面弯矩M = fl =47.025N.m,C 2Az 2合弯矩 M =、： MT =50.04N.m。C P ClC 2画出弯矩图T求轴传递的转矩T= F Xd/2
8、 = 11635.2X300/2 =290.88 N.Mt1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a =0.6所以(300.26+ G.6 X 290.88=181.56N.MM校验危险截面b = Me = 181.56 Mpa=3.961Mpa c 3p =115 X 3 2.85 mm=35.9mm,考虑有键槽应加大 5%, d3in93.573i=35.9 （1+5%） =37.7mm 取d =38mm312、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，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别
9、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16m m。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。LII=（50+20+16+2）mm=88mm， LI=（16+1+15）mm=32mm。轴承 盖高度取31mm，安装直径dc6）=110mm；轴肩宽度为3mm，直径为仏） =78mm。齿轮安装直径为（22）=（24）=
10、68mm，）= d31 =38mm。3、按弯扭复合强度计算已知：分度圆直径d =300m m，转矩t =290.88N.m12 2 圆周力:F =込=2X290.88N.m/320mm=1939.2N12 d12 径向力:F = F tan a =1939.2NX tan2Oo=705.81Nr 2 t2 支承反力因为齿轮安装在两轴承中央，所以L = L =63mm12F = F = F /2=352.90NAyByr 2F = F = F /2=969.60NAzBz t1 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M = F L =2
11、2.23N.m， C1Ay 1水平面弯矩M =F L =61.08N.m C 2Az 2合弯矩为M 二 M 1 +（M 1 =65.00N.m CC1C 2当量弯矩:取a =0.6,所以M = ：（M J2 +（aT J2 =186.24N.meC2 验危险截面b = Me = 186.24 Mpa=7.82Mpa L =40Mpae 0.1d 3 0.1 X 633-1b（24 ）所以此轴的强度足够九、滚动轴承寿命的校核计算根据已知条件，计算要求寿命为16X8X360=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f = F =352.91N,rA rB转速n
12、 =561.4 rmin ,寿命计算公式L = 10L f hh 60 n ( p 丿当量动载荷 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二f =352.91NrA寿命计算根据机械设计指导表10-1得基本额定动载荷C =10.0KN。取* =3, r所以寿命 L =10 f IE 13 丫 =69092h46080hh 60 X 561.41 2117.45 丿预期寿命足够 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F 二F =352.90N,rA rB10 6 f c 转速 n 2=93.5
13、7 r： min，寿命计算公式 Lh 60 ph 当量动载荷 p 的计算同理 P=F =352.90NrA 寿命计算根据机械设计指导表10-1得基本额定动载荷C =30.2KN。同样取re =3,所以寿命 l =10 f 302 X103 丫=111637979h46080hh 60 X 93.57 I 352.90 丿预期寿命足够十、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d =20mm,转矩t =48.48N.m。材料选用45#钢，根据机械21 1设计基础表10-10,取L LllOMpa。根据机械设计指导表9-25p选用A型平键，标记为6X40 GB/T 1096-1979,h=6mm。则平键挤压强度 L =竺=4 X 48.48N.m/ (20mm X 6mm X 40mm ) =40.4Mpa L p dhlp=110Mpa 强度足够2、输入轴与齿轮连接已知轴径d =28mm,转矩t =48.48N.m。材料选用45#钢，根据机(14)1械设计基础表10-10,取L =110Mpa。根据机械设计指导表p9-25选用A型平键，标记为8X40 GB/T 1096-197
