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1、题目 3: 圆锥 -圆柱齿轮减速器小锥齿轮轴组 合结构设计 方案 : 设计方案数据：输入功率 P=5.5kW 轴转速 n=1460(r/min) 小锥齿轮齿数 Z1=25 大锥齿轮齿数 Z2=99 齿轮模数 m=3.5mm a= 100mm b= 50mm c= 80mm 轴承旁螺栓直径 d= 16mm 计算过程及设计说明 一、 轴的设计计算 1、求扭矩 T 已知：轴输入功率p=5.5kw，轴转速 n=1460(r/min) 得 T=9550P/n= 35.9 Nm 2、选择材料并按扭矩初算轴径 选用轴的材料为45 钢，调质处理，由机械设计手册表查得： 硬度 217255HBS，b=650Mp
2、a，s=360Mpa ，-1=270Mpa ， -1=155Mpa 根据课本公式 8-2，取 A0=115 dmin= 115 3 5.5/1460 错误！未找到引用源。 mm=18.50mm 考虑到最小直径处要连接联轴器要有键槽，将直径增大并取标 准值，则 dmin =20mm 3、初步选择联轴器 要使轴颈与联轴器轴孔相适应，故应选择联轴器型号查课本 P264，查工况系数 K=1.5，Tc=K*T=1.5*35.9=59.25 N m 查机械设计课程设计P149 表 4.7-1 得，取 HL1 弹性柱销联 轴器，其额定转矩160 Nm，半联轴器的孔径d1=20mm,故取 d1-2 =20mm
3、,轴孔长度 L=38mm,联轴器的轴配长度L1 =36mm. 4. 轴的结构设计 （1）拟定轴的装配方案如下图： （2）轴上零件的定位的各段长度，直径，及定位 1 为了定位半联轴器， 1-2 轴右端有一轴肩，取d2-3=28mm 2 选滚动轴承：因轴承同时承受有径向力和轴向力，故选用系列圆锥 滚子轴承。参考 d2-3=28mm。查机械设计课程设计 P146，表 4.6-3. 选取标准精度约为03.尺寸系列 30206.尺寸： dDT=306217.25 故 d3-4= d5-6=30mm，而 L3-4=17mm 此两对轴承均采用轴肩定 位，查表 18-4，3030 轴承轴肩定位高度h=4.5m
4、m。对圆锥滚子轴承 还应有一个挡圈用来定位。因此取d4-5=32mm。同时还需要一个轴 套来定位。 3 取安装齿轮处的直径d6-7=24mm，使套筒可靠的压在轴承上，故 l5-6S,所以 B 剖面安全。 计算滚动轴承的使用寿命 已知： 221/2 111 () HV RRR =709.1N 221/2 222 () HV RRR =1731.7 做弯矩图： 计算派生轴向力 查机械设计课程设计表4.6-3 得： 2 R S Y 30305轴承的 Y=2,Cr=44800，e=0.3 1 1 177.3 2 R S Y 2 2 432.9 2 R S Y 求轴承轴向载荷 由结构知，91.53 Aa
5、 FFN 121 max(,)max(432.991.53,177.3) 536.03 A ASFSN 212 max(,)max(177.3 91.53,432.9)444.5 A ASFSN 计算轴承当量动载荷 1 1 536.03 0.740.3 709.1 A e R 查表，取 X1=0.56，Y1=1.45 2 2 444.5 0.250.3 1731.7 A e R 查表 9-6，取 X2=1，Y2=0 查表 9 - 7，取 fd=1.5 根据弯矩图可得， fm1=1.5,fm2=2 111111 ()1.5 1.5 (0.56 709.1 1.45 536.03)2642.4 d
6、m f fX RY AN 2 22222 ()1.5 2(1 1731 .70444.5)5195.1 m d Pf fX RY AN 计算轴承寿命 因 P2P1，故计算按 P2计算， 查 表 9-4 得 ft=1，圆锥滚子轴承取 10/3，查表得 Cr=44800N 。 10/3 66 10 10101 44800 13752.78000 6060 14605333.4 tr h f C Lhh nP 轴承寿命符合要求。 键连接的强度计算 校核平键的强度 平键的挤压应力计算公式为： dhl T dkl T p 42 半联轴器处平键尺寸： h=6,d=20,l=22 圆锥齿轮处平键尺寸： h=7,d=24,l=28 带入公式得： 1 4 39500/ (18 622)66.5 p MPa 2 4 35900/ (24728)36.1 p MPa 因两键均受冲击载荷，且为静联接， 故 ：许 用压应力 MPa p 90 1 pp 2p p 即：两键的计算应力均小于许用应力，故判断其强度均合格。 轴组合结构设计计算说明书 专业：机械工程（流体传动与智能控制课组） 班级：机械 14-6 设计者：卢洪宇 学号：1407100218 2016 年 12 月 12 日 辽宁工程技术大学