二级减速器课程设计的轴校核.doc

1.1 小锥齿轴校核1.1.1 初步确定小锥齿轴的最小直径按照同类机械类比的方法初步确定轴的最小直径=35 mm，选取轴的材料为45钢，调质处理。1.1.2 小锥齿轴的结构设计 图1 小锥齿轴根据实际情况要求，选择图1所示方案。1.1.2.1 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度为了满足锥齿的轴向定位要求，-轴段右端需制出轴肩，左端采用锥齿端面定位，同理为了满足皮带轮的轴向定位要求，-轴段左端需制出一轴肩，右端采用皮带轮端面定位，为了满足轴承的轴向定位要求，-轴段右端需制出一轴肩，左端采用轴承端盖定位，为了满足轴承的轴向定位要求，-轴段左端需制出一轴肩，右端采用轴承端盖定位。初步选择轴承，考虑到主要承受径向载荷，同时也承受不小的轴向载荷，故选用圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据d-=45mm，由轴承产品目录中初步选取圆锥滚子轴承30209，其尺寸为dDB=45mm85mm19mm，l-=50mm。取安装锥齿的轴段的直径d-=35mm，锥齿的最左端与最右端之间采用端盖定位 。取安装带轮的轴段直径d-=35mm，带轮的最左端与最右端之间采用端盖定位 。1.1.2.2 轴上零件的周向定位 锥齿与轴的周向定位采用平键连接，按d-=35mm，由机械零件手册查的平键截面bh=10mm8mm，键槽用键槽铣刀加工，长为22mm，同时为了保证锥齿与轴的配合有良好的对中性，故选择锥齿与轴的配合为，带轮与轴的周向定位采用平键连接，按d-=42mm，由机械零件手册查的平键截面bh=12mm8mm，键槽用键槽铣刀加工，长为40mm，同时为了保证带轮与轴的配合有良好的对中性，故选择锥齿与轴的配合为，圆锥滚子轴承与轴的周滚子轴承与轴的周向定位是由过渡配合来。1.1.2.3 轴上倒角的尺寸 取轴端倒角为2。1.1.3 小锥齿轴上的功率P1、转速n1和转矩T1若取每级齿轮传动的效率（包括轴承效率在内）=0.97，=0.61(电动机功率因数)，则=0.550.61 kw0.3157 kw又 于是 1.1.4 求作用小锥齿轮上的力因已知小锥齿轮的分度圆直径为而 圆周力，径向力及轴向力的方向如图2所示1.1.5 求小锥齿轴上的载荷 首先根据小锥齿轴的结构图（图1）做出轴的计算简图（图2）。在确定轴承的支点位置时，应从手册中查取a值。对于30209型圆锥滚子轴承，由手册查得a=18.6mm。因此，作为悬臂梁的小锥齿轴的支撑跨距L2=157.2mm，L1=55.4mm。根据小锥齿轴的计算简图做出的弯矩图和扭矩图（图2）。从轴的结构图以及弯矩图和扭矩图中可以看出截面A和截面B是小锥齿轴的危险截面。现将计算出的截面A处与截面B处的Mh、Mv及M的值列于表1与表2（参看图2）。 图2 轴的载荷分析图表1 截面A 载荷水平面H垂直面V支反力弯矩M总弯矩扭矩T表2 截面B 载荷水平面H垂直面V支反力弯矩M总弯矩扭矩T1.1.6 按弯扭合成应力校核小锥齿轴的强度进行校核时，通常只校核小锥齿轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面A和危险截面B）的强度。根据及表1和表2中的数据，以及小锥齿轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取=0.6，小锥齿轴的计算应力截面A前已选定小锥齿轴的材料为45钢，调制处理，查得=60MPa。因此，故截面A安全。截面B前已选定小锥齿轴的材料为45钢，调制处理，查得=60MPa。因此，故截面B安全。1.2 大锥齿轴校核1.2.1 初步确定大锥齿轴的最小直径按照同类机械类比的方法初步确定轴的最小直径=30 mm，选取轴的材料为45钢，调质处理。1.2.2 大锥齿轴的结构设计 图3 大锥齿轴根据实际情况要求，选择图3所示方案。1.2.2.1 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度为了满足锥齿的轴向定位要求，-轴段左端需制出轴肩，右端采用锥齿端面定位，同理为了满足拨盘的轴向定位要求，-轴段右端需制出一轴肩，左端采用拨盘端面定位，为了满足动挤压盘的轴向定位要求，-轴段右端需制出一轴肩，左端采用动挤压盘端面定位，为了满足轴承的轴向定位要求，-轴段右端需制出一轴肩，左端采用轴承端盖定位，同理为了满足轴承的轴向定位要求，-轴段左端需制出一轴肩，右端采用轴承端盖定位，。初步选择轴承，考虑到主要承受径向载荷，同时也承受不小的轴向载荷，故选用圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据d-=40mm，由轴承产品目录中初步选取圆锥滚子轴承30208，其尺寸为dDB=40mm80mm18mm，l-=60mm。取安装锥齿的轴段的直径d-=35mm，锥齿的最左端与最右端之间采用端盖定位 。取安装拨盘的轴段直径d-=30mm，拨盘的最左端与最右端之间采用端盖定位 。取安装动挤压盘的轴段直径d-=35mm，动挤压盘的最左端与最右端之间采用端盖定位 。1.2.2.2 轴上零件的周向定位 锥齿与轴的周向定位采用平键连接，按d-=35mm，由机械零件手册查的平键截面bh=10mm8mm，键槽用键槽铣刀加工，长为25mm，同时为了保证锥齿与轴的配合有良好的对中性，故选择锥齿与轴的配合为，拨盘与轴的周向定位采用平键连接，按d-=30mm，由机械零件手册查的平键截面bh=10mm8mm，键槽用键槽铣刀加工，长为18mm，同时为了保证锥齿与轴的配合有良好的对中性，故选择锥齿与轴的配合为，圆锥滚子轴承与轴的周滚子轴承与轴的周向定位是由过渡配合来。1.2.2.3 轴上倒角的尺寸 取轴端倒角为2。1.2.3 大锥齿轴上的功率P2、转速n2和转矩T2若取每级齿轮传动的效率（包括轴承效率在内）=0.97，则=0.3157 kw0.2970kw又 于是 1.2.4 求作用大锥齿轮上的力因已知大锥齿轮的分度圆直径为而 圆周力，径向力及轴向力的方向如图2所示1.2.5 求大锥齿轴上的载荷 首先根据大锥齿轴的结构图（图4）做出轴的计算简图（图5）。在确定轴承的支点位置时，应从手册中查取a值。对于30208型圆锥滚子轴承，由手册查得a=16.9mm。因此，作为悬臂梁的小锥齿轴的支撑跨距L2=60.6mm，L1=133.8mm。根据大锥齿轴的计算简图做出的弯矩图和扭矩图（图5）。从轴的结构图以及弯矩图和扭矩图中可以看出截面B和截面C是大锥齿轴的危险截面。现将计算出的截面B处与截面C处的Mh1、Mv1及M1的值列于表3与表4（参看图2）。 图3 轴的载荷分析图表3 截面B 载荷水平面H垂直面V支反力弯矩M总弯矩扭矩T表4 截面C 载荷水平面H垂直面V支反力弯矩M总弯矩扭矩T1.2.6 按弯扭合成应力校核小锥齿轴的强度进行校核时，通常只校核小锥齿轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面B和危险截面C）的强度。根据及表3和表4中的数据，以及小锥齿轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取=0.6，小锥齿轴的计算应力截面B前已选定小锥齿轴的材料为45钢，调制处理，查得=60MPa。因此，故截面B安全。截面C前已选定小锥齿轴的材料为45钢，调制处理，查得=60MPa。因此，故截面C安全。