带式输送机二级同轴式减速器设计-(1)(4)

机械设计课程设计—带式输送机同轴式二级圆柱齿轮减速器

设计计算及说明 2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 ①为了满足V带轮的轴向定位，Ⅰ-Ⅱ轴段右端需制出一轴肩，故取Ⅱ-Ⅲ段的直径dV带轮与轴配合的长度L1=80mm，为了保证轴端档圈只压在V带轮上而Ⅱ-Ⅲ=32mm。不压在轴的端面上，故Ⅰ-Ⅱ段的长度应比L1略短一些，现取LⅠ-Ⅱ=75mm。 ②初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据dⅡ-Ⅲ=32mm，由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承30307，其尺寸为d×D×T=35mm×80mm×22.75mm，故dⅢ-Ⅳ=dⅦ-Ⅷ=35mm；而LⅢ-Ⅳ=21+21=42mm，LⅤ-Ⅵ=10mm。 右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。由手册上查得30308型轴承的定位轴肩高度h=4.5mm，因此，套筒左端高度为4.5mm，dⅤ-Ⅵ=44mm。 ③取安装齿轮的轴段Ⅳ-Ⅴ的直径dⅣ-Ⅴ=40mm，取LⅣ-Ⅴ=103mm齿轮的左端与左端轴承之间采用套筒定位。 ④轴承端盖的总宽度为36mm（由减速器及轴承端盖的结构设计而定）。根据轴承端盖的装拆，取端盖的外端面与V带轮右端面间的距离L=24mm，故取LⅡ-Ⅲ=60mm。 至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。 3）轴上零件的轴向定位 V带轮与轴的周向定位选用平键10mm×8mm×63mm，V带轮与轴的配合为H7/r6；齿轮与轴的周向定位选用平键12mm×8mm×70mm，为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选齿轮轮毂与轴的配合为H7/n6；滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。 4）确定轴上圆角和倒角尺寸 参考表15-2，取轴端倒角1.2?45?，各圆角半径见图 轴段编号 Ⅰ-Ⅱ Ⅱ-Ⅲ Ⅲ-Ⅳ Ⅳ-Ⅴ Ⅴ-Ⅵ Ⅵ-Ⅶ 总长度 长度（mm） 直径（mm） 75 60 42 103 10 23 30 32 35 40 44 35 配合说明 与V带轮键联接配合 定位轴肩 与滚动轴承30307配合，套筒定位 与小齿轮键联接配合 定位轴环 与滚动轴承30307配合 313mm 结果 （5） 求轴上的载荷 首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴承支点位置时，从手册中查取a值。对于30307型圆锥滚子轴承，由手册中查得a=18mm。因此，轴的支撑跨距为 L1=118mm， L2+L3=74.5+67.5=142mm。 根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面C是轴的危险截面。先计算出截面C处的MH、MV及M的值列于下表。 15

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设计计算及说明 结果 16

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设计计算及说明 载荷 支反力F C截面弯矩M 总弯矩 扭矩 水平面H 垂直面V 结果 ?ca?28.61MpaFNH1?1143N，FNH2?1262N MH?FNH2?L3?85185N?mm FNV1??2237N，FNV2?1516N MV?FNV2?L3?Ma?145551N?mm 22Mmax?MH?MV?851852?1455512?168646N?mm T?118750N?mm （6） 按弯扭合成应力校核轴的强度 根据式(15-5)及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力，取??0.6，轴的计算应力 2M2?(?T)2?168646??0.6?118750?ca＝?Mpa?28.61Mpa 3W0.1?402 已选定轴的材料为45Cr，调质处理。由表15-1查得[?-1]?70MPa。因此 安全 ?ca?[?-1]，故安全。 2. 中速轴的设计 (1) 中速轴上的功率、转速和转矩 转速（r/min） 中速轴功率（kw） 转矩T（N?m） 153.6 6.64 422.36 (2) 作用在轴上的力 已知高速级齿轮的分度圆直径为d1?367.24mm，根据式(10-14)，则 2T2?422.36 Ft1???2300.19N?3d367.24?10Ft1?2300.19NFttan?ntg20?Fr1??2300.19??861.22NFr1?861.22N cos?cos13?33?55??Fa1?Fttan??2300.19?tg20??837.20NFa1?837.20N 已知低速级齿轮的分度圆直径为d2?98.75mm，根据式(10-14)，则 17

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设计计算及说明 2?422.36?8554.13N?398.75?10Ftan?ntg20?Fr2?t?8554.13??3202.79Ncos?cos13?33?55??Fa2?Fttan??8554.13?tg20??3113.45N Ft2?(3) 初步确定轴的最小直径 先按式(15-2)初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表15-3，取A0?112,于是得 结果 Ft2?8554.13NFr2?3202.79NFa2?3113.45N dmin?A03P6.64?112?3?39.31mm n153.6 (4) 轴的结构设计 1）拟订轴上零件的装配方案（如图） dmin?39.31mm Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 ①初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据dⅠ-Ⅱ=dⅤ-Ⅵ=45mm，由轴承产品目录中初步选取标准精度级的单列圆锥滚子轴承30309，其尺寸为d×D×T=45mm×100mm×27.25mm，故LⅠ-Ⅱ=LⅤ-Ⅵ=27+20=47mm。 两端滚动轴承采用套筒进行轴向定位。由手册上查得30309型轴承的定位轴肩高度h=4.5mm，因此，左边套筒左侧和右边套筒右侧的高度为4.5mm。 ②取安装大齿轮出的轴段Ⅱ-Ⅲ的直径dⅡ-Ⅲ=50mm；齿轮的左端与左端轴承之间采用套筒定位。 ③为了使大齿轮轴向定位，取dⅢ-Ⅳ=55mm，又由于考虑到与高、低速轴的配合，取LⅢ-Ⅳ=100mm。 至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。 18

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设计计算及说明 3）轴上零件的轴向定位 大小齿轮与轴的周向定位都选用平键14mm×9mm×70mm，为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选齿轮轮毂与轴的配合为H7/n6；滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。 4）确定轴上圆角和倒角尺寸 参考表15-2，取轴端倒角1.2?45?，各圆角半径见图 轴段编号 Ⅰ-Ⅱ Ⅱ-Ⅲ Ⅲ-Ⅳ Ⅳ-Ⅴ Ⅴ-Ⅵ 总长度 长度（mm） 直径（mm） 49 98 90 103 45 45 50 55 50 45 配合说明 与滚动轴承30309配合，套筒定位 与大齿轮键联接配合 定位轴环 与小齿轮键联接配合 与滚动轴承30309配合 385mm 结果 （5） 求轴上的载荷 首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴承支点位置时，从手册中查取a值。对于30309型圆锥滚子轴承，由手册中查得a=21mm。因此，轴的支撑跨距为 L1=76mm， L2=192.5，L3=74.5mm。 根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面C是轴的危险截面。先计算出截面C处的MH、MV及M的值列于下表。 载荷 支反力F 水平面H 垂直面V FNH1?68N FNH2?6186N MH?FNH2?L3?460875N?mm FNV1?1382N FNV2?2682N MV?FNV2?L3?Ma2?353536N?mm C截面弯矩M 总弯矩 扭矩 22Mmax?MH?MV?4608752?3535362?580856N?mm T?422360N?mm 19

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