一级直齿圆柱齿轮减速器输出轴的轴系部件设计(上海大学机械设计2大作业)

word格式整理版学习参考机械设计大作业设计题目：一级直齿圆柱齿轮减速器输出轴的轴系部件设计内装：1.设计任务书1份2.设计计算说明书1份3.装配工作图1张学院机电工程及自动化专业机械工程及自动化学号11121112设计者华爆会指导教师傅燕鸣完成日期2014年2月9日成绩word格式整理版学习参考机械设计大作业计算说明书设计题目：一级直齿圆柱齿轮减速器输出轴的轴系部件设计学院机电工程及自动化专业机械工程及自动化学号11121112设计者华爆会指导教师傅燕鸣完成日期2014年2月9日word格式整理版学习参考计算及说明主要结果一、确定齿轮结构尺寸，计算作用在齿轮上的作用力1.1选择齿轮的结构型式根据《机械设计课程设计手册》第16章第5节，确定齿轮结构为齿轮轴。1.2计算输出轴的转矩TmN25.1871530.39550T2nP955021.3计算作用在齿轮上的圆周力、径向力N72.1104)113003.0/(25.1872)zm/(T2d/T2F2222tN09.40220tan72.1104tanFF2t2r二、选择轴的材料mN25.187T2N72.1104F2tN09.402F2rword格式整理版学习参考因传递的功率不大，并对质量及结构尺寸无特殊要求，所以初选轴的材料为45钢，并经过调质处理。查《机械设计课程设计手册》表16-1，得：轴材料的硬度为217~225HBW，抗拉强度极限MPa640B，屈服强度极限MPa355s，弯曲疲劳极限MPa2751，剪切疲劳极限MPa1551，许用弯曲应力MPa60][1；查表16-2，得103~126A0。MPa640BMPa355sMPa2751MPa1551MPa60][1103~126A0计算及说明主要结果三、初步估算轴的最小直径mm77.27~98.331530.3)103~126(nPAd33202考虑键槽对轴强度的影响，取mm71.29d07.1d2min2参考联轴器孔径系列标准，取mm35dmin2mm35dmin2word格式整理版学习参考四、轴的结构设计及强度校核4.1联轴器的选择由于载荷较平稳，速度不高，无特殊要求，故选用弹性柱销联轴器。查表7-9，联轴器的工作情况系数3.1KA，故mN43.243mN25.1873.1TKT2Aca查表7-6选用LT6型，公称转矩mN250Tn，故ncaTT，采用Y型轴孔，A型键，轴孔直径mm35d，轴孔长度mm82L，取弹性套柱销的装配距离mm45K2。4.2轴上零件的位置与固定方式的确定大齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置在齿轮两侧。轴外伸端安装联轴器，联轴器靠轴肩轴向固定。齿轮靠轴环和套筒实现轴向固定。轴承采用两端固定，脂润滑，通过封油环和轴承盖固定。输出轴轴系结构如图所示mN43.243TcamN250Tnmm35dmm82Lmm45K2计算及说明主要结果word格式整理版学习参考4.3各轴段直径和长度的确定（1）各轴段直径的确定21d：最小直径，安装联轴器外伸轴段，mm35ddmin22122d：密封处轴段。根据联轴器的轴向定位要求，定位轴肩为mm5.3~45.2351.0~07.0d)1.0~07.0(h21）（查表1-19，并考虑到毡圈油封的标准，取mm40d22。该处轴的圆周速度s/m4s/m32.010006015340100060ndv222ππ故选用毡圈油封合格，由表9-9，选取毡圈45JB/ZQ4606-1997。23d：滚动轴承处轴段。考虑拆装方便，2223dd，取mm50d23。考虑到轴只受径向力，故选用深沟球mm35d21mm40d22选取毡圈45JB/ZQ4606-1997。word格式整理版学习参考轴承。由mm50d23，查表6-5，初选代号6210轴承，其基本尺寸为mm20mm90mm50BDd安装尺寸mm57da。mm50d23mm20mm90mm50BDdmm57da计算及说明主要结果24d：低速级大齿轮安装轴段，取mm55d2425d：轴环，该轴段为齿轮提供定位作用，定位轴肩高度：mm5.5~85.355)1.0~07.0(d)1.0~07.0(h24则mm66~7.6211~7.755h2dd2425，查表1-19，取标准值mm63d2526d：滚动轴承处轴段，mm50dd2326。（2）各轴段长度的确定21L：安装联轴器轴段。为了保证轴向定位可靠，该轴段的长度应比联轴器轴孔的长度短2~3mm，现联轴器轴孔长为82mm，故取80mmL2124L：大齿轮配合段。由齿宽mm80b2，为了便于定位可靠，同理取mm78L24。22L：此段长度除与轴上零件有关外，还与轴承宽度mm55d24mm63d25mm50d26word格式整理版学习参考及轴承端盖等零件有关。且此轴段一部分长度用于装轴承盖，一部分伸出箱体外。取mm60L2225L：轴环的宽度。mm10L25。26L：右侧安装封油环、轴承的轴段。mm182BL2623L：此段装轴承与套筒。取套筒长度为30mm，则mm50230220L23。80mmL21mm78L24mm60L22mm10L25mm18L26mm50L23计算及说明主要结果输出轴的总轴长mm296501810607880LLLLLLL2625242322212两轴承间的跨度mm1608023020L4.4按弯扭合成应力校验轴的强度输出轴的受力简图如图所示mm296L2mm160Lword格式整理版学习参考N05.201209.4022FFF2rBYAYN36.552272.11042FFF2tBZAZN05.201FAYN36.552FAZ计算及说明主要结果word格式整理版学习参考N81.58736.55205.201FFFF222AZ2AYBA截面C处的水平弯矩mN19.442/16.036.5522/LFMAZZ2C截面C处垂直弯矩mN08.162/16.005.2012/LFMAYY2C截面C处的合成弯矩mN02.4719.4408.16MMM222Z2C2Y2C2C输出轴所受转矩mN25.187TT2危险截面C的当量弯矩：因为是单向回转轴，所以转矩切应力视为脉动循环变应力，取折合系数6.0，则mN79.121)25.1876.0(02.47)T(MM22222C2eN81.587FFBAmN19.44MZ2CmN08.16MY2CmN02.47M2CmN79.121M2eMPa60][MPa32.71ca轴强度足够word格式整理版学习参考MPa60][MPa32.7551.01079.121d1.0MWM1333242eeca故轴强度足够计算及说明主要结果轴的弯矩图和转矩图Y2CMVMZ2CMHM2CMM2TT4.5滚动轴承校验（1）输出轴轴承寿命。查表6-5得：深沟球轴承6210的基本额定动载荷kN0.35Cr，基本额定静载荷kN2.23C0。kN0.35CrkN2.23C02.1fp1XX210YY2116.309P1word格式整理版学习参考预计寿命为10000h。N63.257FF1r2r。查表6-14，当收到轻微冲击，取滚动轴承载荷系数2.1fp。因为0F/Fra，查表6-15得深沟球轴承的最小e值为0.22，故此时eF/Fra，则径向动载荷系数1XX21，轴向动载荷系数0YY21.16.309)063.2571(2.1)FYFX(fP1a11r1p116.309)063.2571(2.1)FYFX(fP2a22r2p216.309P2计算及说明主要结果h10000h1006.15816.3093500011536010PCfn6010L636rt26h故轴承寿命符合要求。（2）轴承润滑方式的确定。齿轮的圆周速度h10000h1006.158L6h轴承寿命符合要求word格式整理版学习参考s/m2s/m28.0600001533560000ndv22ππ故轴承采用脂润滑。五、键的选择与强度校核5.1输出轴外伸端处（1）选择键连接的种类和尺寸。mm35ddmin221，80mmL21，考虑到键在轴中部安装，查表4-27，选键10X80GB/T1096-2003，mm80L,mm8h,mm10b。选择材料为45钢，查表4-28，键静连接时的许用挤压应力为MPa120~100][p，取MPa110][p。工作长度mm701080bLl。键与轮毂键槽的接触高度mm485.0h5.0k。（2）校核键连接的强度。轴承采用脂润滑mm80Lmm8hmm10bMPa110][pmm70lmm4kword格式整理版学习参考计算及说明主要结果][MPa21.38357041025.1872kld10T2p32132p故键的强度足够，选择键10X80GB/T1096-2003合适。5.2输出轴大齿轮连接处（1）选择键连接的种类和尺寸。大齿轮连接处mm55d24，mm78L24，考虑到键在轴中部安装，查表4-27，选键16X70GB/T1096-2003，mm70L,mm10h,mm16b。选择材料为45钢，查表4-28，键静连接时的许用挤压应力为MPa120~100][p，取MPa110][p。工作长度mm541670bLl。键与轮毂键槽的接触高度mm5105.0h5.0k。][MPa22.25555451025.1872kld10T2p32432p故键的强度足够，选择键16X70GB/T1096-2003合适。][MPa21.38pp键的强度足够，选择键10X80GB/T1096-2003mm70Lmm10hmm16bMPa110][pmm54lmm5k][MPa22.25pp键的强度足够，选择键16X70GB/T1096-2003word格式整理版学习参考六、设计小结（300字）七、参考资料[1]傅燕鸣主编.机械设计课程设计手册.上海：上海科学技术出版社，2013.[2]濮良贵，纪名刚主编.机械设计.8版.北京：高等教育出版社，2006.