机设基础计算过程模板.docxVIP

级别

Z?

Z2

m、m,/mm

β

αn

h

轴向尺寸/mm

高速级

20

75

3.5

20°

1

大锥齿轮轮毂长L=50

低速级

23

95

4

8°0634

圆柱齿轮齿宽B?=85,B?=80

[解](1)求输出轴上的功率P?、转速n?和转矩T?

若取每级齿轮传动的效率(包括轴承效率在内)η=0.97,则

又

于是

P?=Pη2=10×0.972kW=9.41kW

(2)求作用在齿轮上的力

因已知低速级大齿轮的分度圆直径为

而

F=F,tanβ=5002×tan8°0634N=713N

圆周力F、径向力F,及轴向力F的方向如图15-24所示。

(3)初步确定轴的最小直径

先按式(15-2)初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表15-3,取

A?=112,于是得

输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径dj-n(图15-26)。为了使所选的轴直径d?-2与联轴器的孔径相适应，需同时选取联轴器型号。

联轴器的计算转矩Ta=KAT?,查表14-1,考虑转矩变化很小，故取KA=1.3,则T=KAT?=1.3×9.6×10?N·mm=1.25×10?N·mm

按照计算转矩T应小于联轴器公称转矩的条件，查标准GB/T5014—2017或手册，选用LX4型弹性柱销联轴器，其公称转矩为2.5×10?N·mm。半联轴器的孔径d?=55mm,故取dr-n=55mm,半联轴器长度L=112mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度L?=84mm。

(4)轴的结构设计

1)拟定轴上零件的装配方案

本题的装配方案已在前面分析比较，现选用图15-22a所示的装配方案。

2)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度

①为了满足半联轴器的轴向定位要求，I-I轴段右端需制出一轴肩，故取/Ⅱ-Ⅲ段的直径d-m=62mm;左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径为65mm。半联轴器与轴配合的毂孔长度L?=84mm,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故I-I/段的长度应比L?略短一些，现取I?-n=82mm。

②初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据dn-m=62mm,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承30313、其尺寸为d×D×T=65mm×140mm×36mm,故dm-w=dw-m=65mm,而Iw-四=

36mm。

右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。由手册上查得30313型轴承的定位轴肩处的直径为φ77mm,因此取dv-w=77mm。

③取安装齿轮处的轴段IV-V的直径dw-v=70mm;齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为80mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取lw-v=76mm。齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度h=(2~3)R,由轴径d=70mm查表15-2,得R=2mm,故取h=6mm,则轴环处的直径dv-v=82mm。轴环宽度b≥1.4h,取lv-v=12mm。

④轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定)。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离l=30mm(参看图15-21),故取lπ-m=50mm。

⑤取齿轮距箱体内壁之距离△=16mm,锥齿轮与圆柱齿轮之间的距离c=20mm(参看图15-21)。考虑箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离s,取s=8mm(参见图15-21),已知滚动轴承宽度T=36mm,大锥齿轮轮毂长L=50mm,则

lm-N=T+s+△+(80-76)mm=(36+8+16+4)mm=64mm

lv-w=L+c+△+s-lv-v=(50+20+16+8-12)mm=82mm

至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。

3)轴上零件的周向定位

齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按dv-v由表6-1查得平键截面b×h=20mm×12mm,键槽用键槽铣刀加工，长为70mm,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，

故选择齿轮轮毂与轴的配合为80mm,半联轴器与轴的配合为直径尺寸公差为m6。同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为16mm×10

故选择齿轮轮毂与轴的配