1、(1)机 械设计大作业题目齿轮及轴系零件设计机械工程及自动化 学院机械设计制造及其自动化 专业10 年级 1 班设计者 陈安德 指导教师 陈亮 完成日期 2012 年 11 月 10 日 (2)目 录一、目的（3）二、题目及方案（3）三、结构简图（3）四、计算内容（4）五、参考文献（7）附：1、装配简图(3)一 目的1、掌握齿轮及轴系零件结构设计的方法2、培养独立设计能力3、学会查阅有关手册及设计资料二 题目及方案1、题目： 齿轮及轴系零件设计2、设计方案：项目输出轴转速（r/min）输出轴功率（kW）大齿轮齿数 Z2大齿轮模数 mn大齿轮螺旋角（左旋）大齿轮宽度 B小齿轮齿数 Z1设计方案
2、135 2.5 97 3 922 80 19三结构简图：(4)计算及说明：四计算内容（一）估算轴径1）选材，定热处理45 钢，调质， =60MPa12) 初步确定轴的最小直径按许用切应力的方法初步估算轴的最小直径，根据表 15-3，取 0A1433min02.5d10.4PAm（二）选取联轴器1) 轴的转矩由题可知 , ， ，P=2.5KWn135mirPT=950n可得： T768N2）联轴器的计算转矩输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径，为了使所选的轴的直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器的型号。联轴器的计算转矩 ，考虑转矩变化很小，查表 14-1，caTAK取 A1.3则
3、ca7685290Nm3) 半联轴器的主要参数及尺寸 按照计算转矩 应小于联轴器转矩的条件，cTa查标准 ,选用 LT6 型弹性套柱销联轴器GB/432-0结论：轴径选取45 钢，调质处理轴的最小直径初定为30.43mm=229908TcaNmm选用 LT6 型弹性柱销联轴器(5)半联轴器的孔径：d=40mm,故取 d40Im半联轴器长度： L=112mm半联轴器与轴配合的毂孔长度： IL=84）半联轴器标记1LT6JA408GB/T432-0联 轴 器 （三）选择轴承1）轴承选用 7210AC2）因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用角接触球轴承，参照工作要求，并根据 由轴承产品目录中初
4、步选取 0 基本游隙组，标48mId准精度级的角接触球轴承 46210，其尺寸为： 50927836.DBa（四）计算和确定齿轮的各部分尺寸1）齿轮： 内孔直径 2Z973nm28d52mIV*4.913cos(92)301.aadh1D0107.n mC.2B, C=6所 以16.5283.d01D.d)0(7183.2)17.m（2(. 46951C.8=.62mH0.d.541.S7,S取2）结构简图：d40Imd=40mmL=112mmIL=8轴承选用7210AC(6)（五）初步设计轴的结构1）为了满足半联轴器的轴向定位要求， 轴段右端需制出一轴肩，由密封I-圈处轴径标准值系列： 可得
5、： 25,830,4,258,06 取 d4mI2） 轴段右端的轴肩为非定位轴肩，由轴承标准系列综合考虑，I-取 50IV由于两个轴承成对，故尺寸相同，所以 dIVIm因为轴承宽度 B=20mm,所以， VI-L=203）半联轴器与轴配合的毂孔长度 ，为保证轴端挡圈只压在半联轴1L2m器上而不压在轴的端面上，故 长度应比 略短一些，I-1取 I-L10m4）由齿轮内孔轴径及 III-IV 轴段右端轴肩考虑，该轴肩为非定位轴肩，取 IV-=52dIV-V 轴段右端轴肩为定位肩，所以取 ，60mVIh 取 4mm，轴环宽度 ，1.4bh取 V-IL5）VII-VIII 轴段左端的轴肩为定位肩故取
6、d58mVI6）由于齿轮轮毂的宽度为 80mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段各轴段长度和半径：d42mI50IVdd50IVImVI-L=2(7)长度应略短于轮毂宽度，故取 IV-L=76m7）轴承端盖的总宽度为 20mm,根据轴承端盖的装拆以及便于对轴承添加润滑油的要求，取端盖的外端面和半联轴器右端间的距离 L 介于 2025 之间，取 L=25mm，故 。I-L=45m由于齿轮转速 ，所以选择润滑油方式，V2s齿 58）取齿轮距箱体内壁距离 a=12mm角接触球轴承宽度 B=20mm所以 I-VL=B+a(8076)2514mI-125m（六）选择键的类型和尺寸1）选择键的类型：齿
7、轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接2）确定尺寸齿轮与轴的周向定位键的选择按 ，由表 6-1 查得平键截面IV-52dm160bh键槽用键槽铣刀加工，长为 63mm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 H7n6半联轴器与轴的周向定位键的选择同样，半联轴器与轴的链接，选用平键为 12870bhl3）写出标记I-L10mIV-=52d60mVIdV-ILd58mVIIV-L=76mI-L=45mV2s齿 5I-VL=41mI-5(8)半联轴器与轴的周向定位键标记GB/T1096 28Ah70 键 圆 头 普 通 平 键 （ 型 ） 、 b=12、 8、 L齿轮与轴
8、的周向定位键标记/ 键 圆 头 普 通 平 键 （ 型 ） 、 6、 0、 3（七）轴的强度校核1）跨距计算12L=+506.3=124.m284-5732）作受力简图由题可知， ， ，P=2.5KW135minrPT950176852nNm2297dcos24.3()nmZ。21685F.4.3tTNrtan92tan042.coscos()tF1.8t197.8NtN.2=3.4coscos0()n选择圆头普通平键1L=24.3m5734.(9)3）求弯矩 M求水平支反力和弯矩 Ht3H12F19.2847.=5.15LN所以 7.NH12H12MFL=7.4.2751.8m求垂直面支反力
9、和弯矩 V32V1 .0.9.4.32F= 81.5517rad NL 2r14.(8.)23.NV2MF-5=-496m）23=L.7.0.5T176852Nmd94.3F1.28tr42.0NF197.8N=234(10)求合成弯矩 M2221H1V=+=(7451.8)+(-9.46)=70.5Nm223319扭矩 T7685Nm求当量弯矩 caM222211()(70.5)(.61785)0964.mca N23709.6N校核危险截面强度最大处Mca1ca 133209684.7060.5c MPaPad（八）滚动轴承的寿命计算1）求作用在轴承上的径向力 ，r1Fr222 2r11F
10、()(57.)(81.5).0HV N2r222(372）求派生轴向力 ，1dF1F0.68.58.09.2dr N2275ra97.eN，所以左侧的轴承放松，右侧的轴承压紧12Fd=35.a21917.82593.04Ndae3）求当量动载荷 ，P2H1F=57.N2H1M=745.8V1F.N253.V1M=-49.6Nm27051=.2M3709.6NmT=1851M09684.mcaN237.cca17.806MP(11)a111F0.68Y=0reX，a222.7.4.87r ，111Pf().51.0639.2raXFYN2224785.0483.9r N（ ）取 1max,83.
11、9N4)计算轴承寿命查表可得： ,C40.KW取66311.810L()()46159h hnP（九）键连接的强度计算1）齿轮与轴的周向定位键的强度校核（ ）hK23P112T07582=1.910KLd6PMaa2）半联轴器与轴的周向定位键的选择（ ）h23P2207852=31.10d40Paa（十）联轴器的校核计算caT1.37685297.61250AKNmTNm需用最大转速为 ，符合要求。r40min五参考文献（1）濮良贵，纪名刚主编 机械设计（第八版） 高等教育出版社（2）吴宗泽，罗圣国主编 机械设计课程设计手册 高等教育出版社（3）龚溎义主编 机械设计课程设计图册（第三版） 高等教育出版社12P=max,834.9轴承寿命L106h符合要求 P1=2.580Ma符合强度要求 P231.580a符合强度要求 caT29150Nm7.6符合校核计算(12)
