V带一级圆柱齿轮减速器[1].doc(4)

2）取每级齿轮传动效率为η=0.98，则 PI=PI3η带3η=5.530.9630.98=5.1744KW n=nI/i带=1440/4=360(r/min) T=9.553106PII/nII3η PI= 5.1744KW n= 360(r/min) T=1373103N?mm =9.55310635.28/36030.98=1373103N?mm 3）作用在齿轮上的力： Ft=2T/d1=23137/43.2=6400N Fr=Ft2tanα/cosβ=64003tan200/cos13.5°=2400N Famin=Ft tanβ=64003tan13.5°=1540N 4）初步确定轴的最小直径 先按课本式15-2初步估计轴的最小直径，选取轴的材料为45 钢，根据课本表15-3=112，取A0=112，于是得： dmin= A03P5.1744=11233=27.2mm n360 dmin =28mm 取最小轴径为28mm 2、轴的结构设计 （1）轴上零件的定位，固定和装配 输入轴采用斜齿轮轴结构，故无需对齿轮定位，单级减速器中可 将轮齿安排在箱体中央，两轴承对称分布，左轴承用挡油圈、套筒轴 向固定，径向过渡配合固定，右轴承以轴肩和箱体端盖定位，径向则 采用过渡配合固定 （2）确定轴各段直径和长度

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1）Ι段：d1=28mm 由于，输入轴最小段与V带大轮相连，并以平键形式链接，此 处同时设计好大带轮内径及最小段轴长度，故大带轮内径为d28mm，而根据以上前面的数据，大带轮宽度为L=75mm，取L1=75mm 带轮 d128mm L1=73mm 带轮2）II段:为了满足大带轮的轴向定位要求，第一段到第二段需 要制出一轴肩，故取第二段直径d2=32mm。 ∴d2=32mm d2=32mm 第二段应与箱体相连，故需要考虑箱体内壁厚度，暂取38mm同 时挡油圈应介于此内壁与轴承之间，查表选取内径为32mm的挡油圈 厚度12，,故II段长： L2=（38+12）=50mm L2=50mm 圆锥滚子轴承3）III段：优先确定轴承型号及内径，轴承需要同时承受径向力30207 与轴向力，查机械设计课程设计手册表6-7，选取圆锥滚子轴承30207， D=72mm，d=35mm，T=18.25mm，故轴第三段直径d3=35mm，由于 该轴承与轮齿之间有轴间挡圈间隔，查机械设计课程设计手册表5-1， 选取轴间挡圈，内径为35mm，宽度为4mm，所以： d3=35mm L3=18.25+4=22.25mm 考虑到制造，取L3=22mm d3=35mm L3=22mm 4）Ⅳ段：该段为齿轮轴的轮齿段，根据前面计算，输入轴小齿 轮分度圆直径d1=43.2mm，齿顶高ha=2mm，齿根高hf=2.5mm，故该d4=47.2mm 段轴径为d4= d1+2ha=43.2+232=47.2mm

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L4=50mm L4：根据前面计算得小齿轮b1=50mm，L4=b1=50mm d5=32mm 5）Ⅴ段：考虑便于轴承的拆卸，及节省材料，取Ⅴ段直径L5=9.5mm d5=32mm. 长度L5=9.5mm d6=41 6）Ⅵ段、Ⅶ段：用于Ⅴ段与轴承间的连接，即作为轴肩使用，L6=4mm 两轴承型号相同，故先可以Ⅶ段的轴径为d7=35mm，长度d7=35mm L7=18.25mm，作为轴肩的Ⅵ段d6=41，L6=4mm 由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=108.5mm (3)按弯矩复合强度计算 ①求分度圆直径：已知d1=43.2mm ②求转矩：已知T2=137000N2mm ③求圆周力：Ft 根据课本P127（6-34）式得 Ft=2T2/d2=6400N ④求径向力Fr 根据课本P127（6-35）式得 Fr=Ft2tanα=2400N ⑤因为该轴两轴承对称，所以：LA=LB=54.25mm 3、输入轴的校核 (1)绘制轴受力简图（如图a） （2）绘制垂直面弯矩图（如图b） 轴承支反力： FAY=FBY=Fr/2=182.05N

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L7=18.25mm L=108.5mm Ft =1000.436N Fr=364.1N FAY =182.05N FBY =182.05N FAZ=FBZ=Ft/2=500.2N 由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为 MC1=FAyL/2=182.05350=9.1N2m (3)绘制水平面弯矩图（如图cFAZ =500.2N MC1=9.1N2m ） 截面C在水平面上弯矩为： MC2=FAZL/2=500.2350=25N2m (4)绘制合弯矩图（如图d） MC=(MC12+MC22)1/2=(9.12+252)1/2=26.6N2m (5)绘制扭矩图（如图e） 转矩：T=9.553（P2/n2）3106=48N2m

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MC2=25N2m MC =26.6N2m (6)绘制当量弯矩图（如图f） T=48N2m 转矩产生的扭剪力按脉动循环变化，取α=1，截面C处的当量弯 矩： Mec=[MC2+(αT)2]1/2 = [26.62+(1348)2]1/2=54.88N2m (7)校核危险截面C的强度 由式（6-3） σe=Mec/0.1d33=99.6/0.13413 =14.5MPa< [σ-1]b=60MPa ∴该轴强度足够。 输出轴的设计计算及校核 具体如cad输出轴零件图 Mec =99.6N2m σe =14.5MPa <[σ-1]b

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