题目3圆锥-圆柱齿轮减速器小锥齿轮轴组合结构设计学号16解析.docVIP

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 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=9550·P/n= 35.9 N·m 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217~255HBS，σb=650Mpa，σs=360Mpa，σ-1=270Mpa， τ-1=155Mpa 根据课本公式8-2，取A0=115 dmin= 115 3?√5.5/1460￣ 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 N·m，半联轴器的孔径d1 =20mm,故取d1-2 =20mm,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 为了定位半联轴器，1-2轴右端有一轴肩，取d2-3=28mm 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： d×D×T=30×62×17.25 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=4.5mm。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。 取安装齿轮处的直径d6-7=24mm，使套筒可靠的压在轴承上，故l5-6T =18.25mm，l5-6=17mm。 轴承端盖宽度查《机械设计课程设计》表4.9-4得e=1.2d3=14.4mm，由结构确定m值为17.1mm由于装拆及添加润滑油的要求，轴承端盖与外端面与半联轴器右端面的距离l=30mm，故l2-3=14.4+30+17.1=61.5 mm。取l4-5=83mm 圆锥齿轮的轮毂宽度lh=（1.2~1.5）d6-7，取lh=36mm，齿轮端面与箱壁间距取5.5mm，l6-7=41.5mm。 轴上零件的周向定位 半联轴器与轴、齿轮与轴采用平键连接，即过度配合。由《机械设计课程设计》表4.5-1，并考虑便于加工，取半联轴器的键剖面尺寸,齿轮键长L=半联轴器轮毂宽度-（5~10）=22mm，取齿轮处的键剖面尺寸，齿轮键长L=齿轮轮毂宽度-(5~10)= 28mm。 配合均用H7/k6，滚动轴承采用轴肩及套筒定位。轴承内圈与轴的配合采用基孔制，轴尺寸公差为k6。 轴圆角： 5、轴强度的计算及校核 ①求平均节圆直径: 已知小锥齿轮齿数Z1=25mm,大锥齿轮齿数Z2=99mm,模数 m=3.5mm, 大端分度圆直径d=m·Z1=87.5, 一般压力角α=20度 齿数比 u=Z2/Z1=cotδ1=3.96，δ1=14.8度 系数ΦR=, 齿宽——b，常用ΦR =0.3。 齿宽中点分度圆直径dm和模数mm dm= d(1-0.5ΦR)= 87.5×(1-0.5×0.3)=74.375mm mm=m(1-0.5ΦR)=3.5×(1-0.5×0.3)=2.98mm ②锥齿轮受力： 已知T=35.9N·m,则 圆周力：Ft=2000=2000×35.9/74.375=965.3N 径向力：Fr=Ft·tanα·cosδ1=339.8N 轴向力：Fa=Ft·tanα·sinδ1=89.6N 计算轴承的径向支反力 (1)、绘制轴受力简图见图（a） (2)、轴承支反力 水平面上的支反力： 由 MH2=0 R1H=Ft×58.5/83=965.3× 58.5/83=680.4N 由 MH1=0 R2H=Ft ×141.5/83=965.3× 141.5/83=1645.6 N 垂直方向支反力： 由 MV2=0 R2V=（Fr × 141.5-Fa × dm/2）/83=5