二级减速器 课程设计 轴的设计.docx
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二级减速器课程设计轴的设计
轴的设计
图1传动系统的总轮廓图
一、轴的材料选择及最小直径估算
根据工作条件,小齿轮的直径较小(
),采用齿轮轴结构,选用45钢,正火,硬度HB=
。
按扭转强度法进行最小直径估算,即
初算轴径,若最小直径轴段开有键槽,还要考虑键槽对轴的强度影响。
值由表26—3确定:
=112
1、高速轴最小直径的确定
由
,因高速轴最小直径处安装联轴器,设有一个键槽。
则
,由于减速器输入轴通过联轴器与电动机轴相联结,则外伸段轴径与电动机轴径不得相差太大,否则难以选择合适的联轴器,取
,
为电动机轴直径,由前以选电动机查表6-166:
,
,综合考虑各因素,取
。
2、中间轴最小直径的确定
,因中间轴最小直径处安装滚动轴承,取为标准值
。
3、低速轴最小直径的确定
,因低速轴最小直径处安装联轴器,设有一键槽,则
,参见联轴器的选择,查表6-96,就近取联轴器孔径的标准值
。
二、轴的结构设计
1、高速轴的结构设计
图2
(1)、各轴段的直径的确定
:
最小直径,安装联轴器
:
密封处轴段,根据联轴器轴向定位要求,以及密封圈的标准查表6-85(采用毡圈密封),
:
滚动轴承处轴段,
,滚动轴承选取30208。
:
过渡轴段,取
:
滚动轴承处轴段
(2)、各轴段长度的确定
:
由联轴器长度查表6-96得,
,取
:
由箱体结构、轴承端盖、装配关系确定
:
由滚动轴承确定
:
由装配关系及箱体结构等确定
:
由滚动轴承、挡油盘及装配关系确定
:
由小齿轮宽度
确定,取
2、中间轴的结构设计
图3
(1)、各轴段的直径的确定
:
最小直径,滚动轴承处轴段,
,滚动轴承选30206
:
低速级小齿轮轴段
:
轴环,根据齿轮的轴向定位要求
:
高速级大齿轮轴段
:
滚动轴承处轴段
(2)、各轴段长度的确定
:
由滚动轴承、装配关系确定
:
由低速级小齿轮的毂孔宽度
确定
:
轴环宽度
:
由高速级大齿轮的毂孔宽度
确定
:
由滚动轴承、挡油盘及装配关系等确定
3、低速轴的结构设计
图4
(1)、各轴段的直径的确定
:
滚动轴承处轴段
,滚动轴承选取30210
:
低速级大齿轮轴段
:
轴环,根据齿轮的轴向定位要求
:
过渡轴段,考虑挡油盘的轴向定位
:
滚动轴承处轴段
:
密封处轴段,根据联轴器的轴向定位要求,以及密封圈的标准(采用毡圈密封)
:
最小直径,安装联轴器的外伸轴段
(2)、各轴段长度的确定
:
由滚动轴承、挡油盘及装配关系确定
:
由低速级大齿轮的毂孔宽
确定
:
轴环宽度
:
由装配关系、箱体结构确定
:
由滚动轴承、挡油盘及装配关系确定
:
由箱体结构、轴承端盖、装配关系确定
:
由联轴器的毂孔宽
确定
轴的校核
一、校核高速轴
1、轴上力的作用点位置和支点跨距的确定
齿轮对轴的力作用点按简化原则应在齿轮宽度的中点,轴上安装的30208轴承,从表6-67可知它的负荷作用中心到轴承外端面的距离为
,支点跨距
,高速级小齿轮作用点到右支点B的距离为
,距A为
图5
2、计算轴上的作用力
如图4—1,求
:
;
3、计算支反力并绘制转矩、弯矩图
(1)、垂直面
图6
;
图7
(2)、水平面
图8
;
;
;
图9
(3)、求支反力,作轴的合成弯矩图、转矩图
图101轴的弯矩图
图111轴的转矩图
(4)、按弯扭合成应力校核轴的强度
进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面(即危险截面C)的强度,因为是单向回转轴,所以扭转应力视为脉动循环应力,折算系数
。
已选定轴的材料为45钢正火处理,由表26-4查得
,因此
,严重富裕。
二、校核中间轴
1、轴上力的作用点位置和支点跨距的确定
轴上安装30206轴承,它的负荷作用中心到轴承外端面距离为
,跨距
,高速级大齿轮的力作用点C到左支点A的距离
,低速级小齿轮的力作用点D到右支点B的距离
。
两齿轮力作用点之间的距离
。
轴的受力简图为:
图12
2、计算轴上作用力
齿轮2:
;
齿轮3:
;
3、计算支反力
(1)、垂直面支反力
图13
由
,得
由
,得
由轴上合力
校核:
,计算无误
(2)、水平面支反力
图14
由
,得
由
,得
由轴上合力
校核:
,计算无误
(3)、总支反力为
(4)、绘制转矩、弯矩图
a、垂直面内弯矩图
C处弯矩
D处弯矩
图15
b、水平面内弯矩图
C处弯矩
D处弯矩
图16
c、合成弯矩图
图17
d、转矩图
图18
(5)、弯扭合成校核
进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和转矩的截面(即截面D)的强度。
去折算系数为
已选定轴的材料为45钢正火处理,由表26-4查得
,因此
。
三、校核低速轴
1、轴上力的作用点位置和支点跨距的确定
齿轮对轴的力作用点按简化原则应在齿轮宽度的中点,轴上安装的30210轴承,从表12—6可知它的负荷作用中心到轴承外端面的距离为
,支点跨距
,低速级大齿轮作用点到右支点B的距离为
,距A为
图19
2、计算轴上的作用力
如图4—15,求
:
;
3、计算支反力并绘制转矩、弯矩图
(1)、垂直面
图20
;
图21
(2)、水平面
图22
;
;
;
图23
(3)、求支反力,作轴的合成弯矩图、转矩图
图24
图25
(4)、按弯扭合成应力校核轴的强度
校核危险截面C的强度,因为是单向回转轴,所以扭转应力视为脉动循环应力,折算系数
。
已选定轴的材料为45钢正火处理,由表26-4查得
,因此
,强度足够。
则传动系统轮廓图为
图26
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