課程設(shè)計傳動裝置輸入軸組合結(jié)構(gòu)設(shè)計.doc

一級開式斜齒圓柱齒輪傳動裝置輸入軸組合結(jié)構(gòu)設(shè)計說明書題目5（方案5） 設(shè) 計 者 學(xué) 號 班 級 指導(dǎo)教師 2015 年 1 月 2 日 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 題目5：一級開式斜齒圓柱齒輪傳動裝置輸入軸的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計已知數(shù)據(jù)： 設(shè) 計 方 案 數(shù) 據(jù)項目設(shè)計方案5軸輸入功率 P/kw6.0軸轉(zhuǎn)速 n/(r/min)300齒輪齒數(shù) z19齒輪模數(shù) /mm5齒輪螺旋角 齒輪寬度 b /mm65 l /mm185 s /mm90軸承座形式剖分一. 軸的設(shè)計1.選擇軸的材料該軸傳遞中小功率，轉(zhuǎn)速較低，無特殊要求，故選用45優(yōu)質(zhì)碳素 結(jié)構(gòu)鋼調(diào)質(zhì)處理。其機械性能查表可得2.按扭轉(zhuǎn)強度初步計算軸頸對實心圓軸： (材料45鋼 查表8-2為118107 取110)考慮軸端安裝聯(lián)軸器有鍵槽，將直徑加大取標(biāo)準值d =32mm 3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1) 軸上零件的布置圖2 軸的結(jié)構(gòu)圖a 在軸的輸出端安裝聯(lián)軸器，聯(lián)軸器的尺寸如圖b 聯(lián)軸器的中心平面與軸承的中心平面距離為 s =90mmc 由于齒輪為斜齒輪，對軸有軸向力的作用。選軸承時應(yīng)選用能夠承載軸向載荷的軸承，同時根據(jù)裝拆需要，安裝軸承的軸端直徑應(yīng)比最小直徑大。故初選7208C軸承，按課程設(shè)計表4.6-2查出，其尺寸為408018，即軸承寬度可暫取18mmd 軸承的中心平面與軸承的中心平面距離為l =185mme 齒輪位于兩軸承的中間位置，且齒寬為65mm。(2)軸上零件的固定和定位（見圖2）a 斜齒輪用mm軸環(huán)定位，齒輪的左端與軸承內(nèi)端面間采用長度為51mm的軸套，一方面可軸向固定齒輪，另一方面可作為軸承的軸向定位；b 左面的軸承靠的軸肩固定；c 齒輪的周向固定用平鍵聯(lián)接，軸承的軸向固定用有過盈量的配合聯(lián)接。 (3)軸上零件的拆裝考慮零件的裝拆方便及定位需要，齒輪及左側(cè)的零件從左邊裝，齒輪右側(cè)的零件從右邊裝入。軸的兩端直徑較小，其余各軸段根據(jù)需要將軸頸逐漸加大。4.按彎扭合成強度條件校核軸軸的力學(xué)模型見圖 輸出軸轉(zhuǎn)矩 N mm輪上圓周力 輪上軸向力 輪上徑向力- 水平面支承反力 水平面支撐反力圖 垂直面支承反力 垂直面支承反力圖 合成支反力 水平面彎矩 水平面彎矩圖 =184029Nmm垂直面彎矩 垂直面彎矩圖 合成彎矩 合成彎矩圖 M1=201191Nmm M2=191794Nmm轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩圖見圖T轉(zhuǎn)矩圖計算彎矩圖T轉(zhuǎn)矩圖轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)變化處理，即 校核軸的強度判斷危險剖面軸上最小軸徑 面，最大轉(zhuǎn)矩存在于面處，面軸頸相同，V面處雖有最大轉(zhuǎn)矩但應(yīng)力集中影響較小鍵槽引起的應(yīng)力集中在兩端即面處，面承受較大轉(zhuǎn)矩從在應(yīng)力集中，故只需對 面、面進行校核即可軸的結(jié)構(gòu)圖 按表查得 所以安全5.精確校核軸的疲勞強度通過對軸上零件的受力分析，繪制彎矩及轉(zhuǎn)矩圖，并綜合考慮軸徑大小及鍵槽、圓角等因素對軸的應(yīng)力影響，最終確定了3個危險截面。 截面彎矩不大但截面小，有圓角，有應(yīng)力集中。截面彎矩較大，且有應(yīng)力圓角，有應(yīng)力集中。截面彎矩最大，且開有鍵槽，有應(yīng)力集中。計算安全系數(shù)，校核軸的疲勞強度。(1)校核 由查附表1-2得 剖面產(chǎn)生的扭應(yīng)力，應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為 絕對尺寸影響系數(shù)由附表1-4查得 表面質(zhì)量系數(shù)由附表1-5查得 則 剖面的安全系數(shù)為 取 S， 所以剖面 安全(2)校核、 剖面的應(yīng)力集中系數(shù)查附表1-2得 剖面因鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)，由附表1-1得 故應(yīng)按過渡圓角引起的應(yīng)力集中系數(shù)檢驗剖面 剖面承受的彎矩及轉(zhuǎn)矩為： 131852Nmm 剖面產(chǎn)生的正應(yīng)力及其應(yīng)力幅，平均應(yīng)力為： 191000Nmm 剖面產(chǎn)生的扭應(yīng)力及其應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為： 絕對尺寸影響系數(shù)由附表1-4查得： 表面質(zhì)量系數(shù)由附表1-5查得： 剖面的安全系數(shù)為： 取 ， 所以剖面安全。二軸承的設(shè)計1.初選軸承型號為7208C2.軸承壽命計算查手冊得軸承7208C的額定載荷由表9-8可知，因e紙與有關(guān)，現(xiàn)軸承所受軸向力A尚不可知，因此需用試算、逼近法來確定e，S，以及A值之值。初取e=0.4，則 因為，如圖 所以 根據(jù)初算得到的之值進行計算 軸承1：，查表9-6，用插值法得 這是 軸承2：，查表9-6，用插值法得 這時 固 從試算結(jié)果看，算得的值與初算結(jié)果相近，故以下就可按試算得到的值及值進行當(dāng)量動載荷的計算 對軸承1： 由表9-6查得，按，用插值法求得。此軸承承受中等沖擊載荷，故按表9-7取沖擊載荷系數(shù)。則其當(dāng)量動載為 對軸承2： 由表9-6查得,。此軸承承受力矩載荷，取力矩載荷系數(shù)除力矩載荷外，還受中等沖擊按表9-7取沖擊載荷系數(shù)。故當(dāng)量動載為 比較兩個軸承的當(dāng)量動載荷可知，故應(yīng)按計算軸承壽命。 由表9-4，取溫度系數(shù)，軸承2的額定壽命為 所以軸承符合要求。三鍵聯(lián)接的計算校核鍵的強度平