1、机 械 设 计 基 础大 作 业 计 算 说 明 书题目 轴系部件设计 学院 材料学院 班号 1429201 学号 1142920102 姓名 胡佳伟 日期 2016 年 12 月 13 日 哈尔滨工业大学机械设计基础大作业任务书1.1 设计题目直齿圆柱齿轮减速器轴系部件设计1.2 设计原始数据输出轴功率P（kw）输出轴转速n（r/min）大齿轮齿数 Z2齿轮模数m（mm）大齿轮宽度B（mm）半联轴器轮毂宽L（mm）机器工作年限班次工作环境载荷特性4 125 85 3 80 70 4 年2 班多尘 平稳1.3 设计要求1. 轴系部件装配图一张。2. 计算说明书一份，包括输出轴，输出轴上的轴承及
2、键的校核计算。2设计过程（1）估算轴的基本直径。选用 45 号钢，正火处理， b=600MPa，估计直径100mm。查表可得 C = 118，由公式得3=11834125=37.46mm所求的 d 为受扭部分的最细处，即装联轴器处的轴径处。但因为该处有一个键槽，故轴径应该增大 3%，d=37.46 x 1.03=38.58mm 取d=40mm。（2）轴的结构设计（齿轮圆周速度 2m/s,采用脂润滑）初定各个轴段直径1.位置 轴径/mm 说明联轴器处 40 按传递转矩估算的基本直径油封处 42 该段轴径应满足油封标准轴承处 45 选用 6209 深沟球轴承，为便于轴承从右端装拆，轴承内径应稍大于
3、油封处轴径，并符合滚动轴承内径标准，故取轴径为45mm，初定轴承型号为 6209，两端相同齿轮处 48 考虑齿轮从右端装入，故齿轮孔径应大于轴承处轴径，并为标准直径。轴环处 56 齿轮左端用轴环定位，按齿轮处轴径d=48mm，查表知轴环高度 a=（0.07-0.1 ）d=3.36-4.8mm，取 a=4mm确定各轴段长度2.位置 轴段长度/mm说 明齿轮处 78 已知齿轮轮毂宽度为 80mm，为保证齿轮能被压紧，此轴段长度应略小于齿轮轮毂宽度，故取 78mm右端轴承处39 此轴段包括 4 部分，轴承内圈宽度 19mm；考虑到箱体的铸造误差，装配时留有余地，轴承左端面与箱体内壁的间距取 10mm
4、，箱体内壁与齿轮右侧端面间距取 8mm，齿轮轮毂宽度与齿轮处轴段长度之差为 2mm。最后该轴段长度为19+10+8+2=39mm油封处 30 此段长度由轴承盖的总宽度加上轴承盖外端面与联轴器左端面的间距构成，为 20+10=30mm。联轴器处 68 已知联轴器轮毂宽度为 70mm，为保证轴端挡圈能压紧联轴器，此轴段长度应略小于联轴器轮毂宽度，故取 68mm轴环处 6 轴环宽度 b=1.4a=1.4x4=5.6mm，取 b=6mm左端轴承处31 此轴段包括 4 部分，轴承内圈宽度 19mm；考虑到箱体的铸造误差，装配时留有余地，轴承右端面与箱体内壁的间距取 10mm，箱体内壁与齿轮左侧端面间距取
5、 8mm，轴环的宽度为 6mm 需要减去。最后该轴段长度为 19+10+8-6=31mm全轴长 252 78+39+30+68+6+31=252mm（3）轴的受力分析求轴传递的转矩1.T=9.55106=9.551064125=305600求轴上传动件作用力2.齿轮上的圆周力2=2=2305600385 =2397齿轮上的径向力 2=2tan=2397tan20=872.4确定轴的跨距。查表可知所选用轴承的 B 值为 19mm，3.故左轴承的支反力作用点至齿轮力作用点的间距为 0.580+10+8+190.5=67.5mm故右轴承的支反力作用点至齿轮力作用点的间距为 0.580+8+10+19
6、0.5=67.5mm（4）按当量弯矩校核轴的强度做轴的空间受力简图1.做水平面受力图及弯矩 MH 图2.F=0.52=0.5872.4=436.2=67.5=436.267.5=29443.5做垂直面受力简图及弯矩 MV 图3.F=0.52=0.52397=1198.5=67.5=1198.567.5=80898.75做合成弯矩 M 图4.=2+2=29443.52+80898.752=86090.22做转矩 T 图5. =305600做当量弯矩图6.=2+()2按当量弯矩校核轴的强度7.由当量弯矩图可以看出齿轮处当量弯矩最大，对此截面进行校核，查表得45 号钢的 -1=55MPa.e= Me
7、0.13=202564.60.1483=18.321故轴的强度足够。（5）轴承的校核计算查表得所用得深沟球轴承的 C=31.7kN当量动载荷为P=436.22+1198.52=1275.4寿命计算公式L10=10660n()= 10660125(31.710001275.4)3=2.04106要求的工作时间为 436582=23360h故轴承满足寿命要求（6）键的校核计算齿轮处所用键的类型为 14x50x9 GB/T 1096-2003齿轮处键的挤压强度条件为F= 2Tdkl= 2305600484.5(5014)=78.6MPa=125故键的强度满足要求。联轴器处所用的键的类型为 12x50x8 GB/T 1096-2003联轴器处键的挤压强度条件为F= 2Tdkl= 2305600404(5014)=106.1MPa=125故键的强度满足要求。参考文献1 王瑜 敖宏瑞. 机械设计基础C. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2015.2 王瑜. 机械设计基础大作业指导书 C. 哈尔滨工业大学，2016.8.
