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).doc

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 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 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T1.3计算作用在齿轮上的圆周力、径向力二、 选择轴的材料因传递的功率不大，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217225HBW，抗拉强度极限，屈服强度极限，弯曲疲劳极限，剪切疲劳极限，许用弯曲应力；查表16-2，得。计 算 及 说 明主 要 结 果三、 初步估算轴的最小直径 考虑键槽对轴强度的影响，取参考联轴器孔径系列标准，取四、 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，故查表7-6选用LT6型，公称转矩，故，采用Y型轴孔，A型键，轴孔直径，轴孔长度，取弹性套柱销的装配距离。 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计 算 及 说 明主 要 结 果 4.3各轴段直径和长度的确定（1）各轴段直径的确定：最小直径，安装联轴器外伸轴段， ：密封处轴段。根据联轴器的轴向定位要求，定位轴肩为查表1-19，并考虑到毡圈油封的标准，取。该处轴的圆周速度故选用毡圈油封合格，由表9-9，选取毡圈45JB/ZQ4606-1997。 ：滚动轴承处轴段。考虑拆装方便，取。考虑到轴只受径向力，故选用深沟球轴承。由，查表6-5，初选代号6210轴承，其基本尺寸为 安装尺寸。选取毡圈45JB/ZQ4606-1997。计 算 及 说 明主 要 结 果：低速级大齿轮安装轴段，取：轴环，该轴段为齿轮提供定位作用，定位轴肩高度：则 ，查表1-19，取标准值 ：滚动轴承处轴段，。（2）各轴段长度的确定：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23mm，现联轴器轴孔长为82mm，故取：大齿轮配合段。由齿宽，为了便于定位可靠，同理取。：此段长度除与轴上零件有关外，还与轴承宽度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：轴环的宽度。 ：右侧安装封油环、轴承的轴段。 ：此段装轴承与套筒。取套筒长度为30mm，则 。计 算 及 说 明主 要 结 果输出轴的总轴长两轴承间的跨度 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计 算 及 说 明主 要 结 果截面C处的水平弯矩截面C处垂直弯矩截面C处的合成弯矩输出轴所受转矩危险截面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，则故轴强度足够轴强度足够计 算 及 说 明主 要 结 果轴的弯矩图和转矩图 4.5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，基本额定静载荷。预计寿命为10000h。查表6-14，当收到轻微冲击，取滚动轴承载荷系数。因为，查表6-15得深沟球轴承的最小e值为0.22，故此时，则径向动载荷系数，轴向动载荷系数.计 算 及 说 明主 要 结 果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。，考虑到键在轴中部安装，查表4-27，选键10X80 GB/T 1096-2003，。选择材料为45钢，查表4-28，键静连接时的许用挤压应力为，取。工作长度。键与轮毂键槽的接触高度。（2） 校核键连接的强度。轴承寿命符合要求轴承采用脂润滑计 算 及 说 明主 要 结 果故键的强度足够，选择键10X80 GB/T 1096-2003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，考虑到键在轴中部安装，查表4-27，选键16X70 GB/T 1096-2003，。选择材料为45钢，查表4-28，键静连接时的许用挤压应力为，取。工作长度。键与轮毂键槽的接触高度。故键的强度足够，选择键16X70 GB/T 1096-2003合适。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.键的强度足够，选择键10X80 GB/T 1096-2003键的强度足够，选择键16X70 GB/T 1096-2003