机械设计课程设计系列 - 华中科技大学 - 二级展开式斜齿圆柱齿轮(6)

22FB?FBX?FBZ?2057.02?597.42?2142.0N

2)计算弯矩

在水平面上：

M1BX?FBX?L3?2057.0?51?104907N.mm M2AX?FAX?L1?2514.3?63?158372.9N.mm M1X?M1BX?104907N.mm M2X?M2AX?158372.9N.mm

在垂直面上：

M1BZ?FBZ?L3?30467.4N.mm

M'1BZ?FBZ?L3?Fa1?d22?58552.8N.mm

M2AZ?FAZ?L1?1080.7?63?66922.1N.mm M1z?M1BZ?30467.4N?mm

M'1z?M'1BZ?58552.8N?mm M2Z?M2AZ?66922.1N?mm

故

M1?M12X?M12Z?1049072?30467.42?109340.0N?mm

22M'1?M12X?M'21Z?104907?58552.8?120196.7N?mm

M2?M22X?M2Z22?153372.?36692?22.11N6?7mm35 3.43)计算转矩并作转矩图

T?T2?112390N?mm

6．作受力、弯距和扭距图

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7．选用校核键

１）低速级小齿轮的键

由表６－１选用圆头平键（A型）b?h?12?8 L?56mm

k?0.5h?4mm l?L?b?44mm

由式６－１，?p?2T2?32.0MPa kdl查表６－２，得[?p]?100~120MPa ?p?[?p]，键校核安全

2）高速级大齿轮的键

由表６－１选用圆头平键（A型） b?h?12?8 L?36mm

k?0.5h?4mm l?L?b?24mm

由式６－１，?p?2T2?58.5MPa kdl查表６－２，得[?p]?100~120MPa

8．按弯扭合成应力校核轴的强度

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?p?[?p]，键校核安全

由合成弯矩图和转矩图知，2处当量弯矩最大，并且有较多的应力集中，为危险截面 根据式１５－５，并取??0.6 ?2a?M2?(?T2)2/W?28.2MPa

由表１５－１查得[??1]?60MPa，?2a?[??1]，校核安全。 9．校核轴承和计算寿命

１）校核轴承A和计算寿命

径向载荷FAr?22FAX?FAZ?2736.7N

轴向载荷FAa?FAY?318.7N

FAa,查表13-5得X=1,Y=0,按表13-6,fp?1.0~1.2,取fp?1.0,故/FA?r0.?12ePA?fp(XFAr?YFAa)?2736.7N

因为P?C，校核安全。

r106Cr3该轴承寿命该轴承寿命LAh?()?17715h

60n2PA２）校核轴承B和计算寿命 径向载荷FBr?22FBX?FBZ?2142.0N

当量动载荷PB?fpFBr?2142N?Cr，校核安全

106Cr3该轴承寿命该轴承寿命LBh?()?33850h

60n2PB查表13-3得预期计算寿命L'h?12000?LBh，故安全。

3.３轴（输出轴）及其轴承装置、键的设计

１． 输入功率P3?3.834KW 转速n3?97.96r/min

转矩T3?373.869N?m 2． 第三轴上齿轮受力

Ft?2T32?373869??3118.2N d2239.8Fr?Fttanan?3118.2?tan20。＝1135.0N

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3．初定轴的直径

轴的材料同上。由式１５－２，初步估算轴的最小直径

dmin?A?3P3/n3?11233.834/97.96?38.1mm

这是安装链轮处轴的最小直径dk，取d1?dk?40mm，查机械手册可得到安装在链轮孔的轴的长度：

l1?4?(dk?0.01dz1?9.5mm)?74.0mm，为保证链轮与箱体的距离，取l1?80mm 64．轴的结构设计

１）拟定轴的结构和尺寸（见下图）

２）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度

（1）轴段2和轴段7用来安装轴承，根据d1?40mm，初选型号6309的深沟球轴承，

参数基本：d?D?B?45?100?25 da?54mm Da?91mm 基本额定动载荷

Cr?52.8KN 基本额定静载荷C?r?31.8KN。由此可以确定： d2?d7?45mm l2?l7?25mm

（2）为减小应力集中,并考虑左右轴承的拆卸,轴段3和6的直径应根据6309的深沟球轴

承的定位轴肩直径da确定,即d3?d6?da?54mm，取l6?18mm

( 3)轴段5上安装低速级大齿轮,为便于齿轮的安装, d5应略大与d6,可取d5?58mm。齿轮左端用套筒固定,为使套筒端面顶在齿轮右端面上,即靠紧,轴段5的长度l5应比齿轮毂长略短,若毂长与齿宽相同,已知齿宽b?70mm，取l5?65mm。大齿轮右端用轴肩固定,由此可确定轴段4的直径, 轴肩高度h?0.07~0.1d,取

d4?68mm,l4?1.4h,故取l4?7mm。

(4)取齿轮左端面与箱体内壁间留有足够间距，取l3?58mm

（5）取齿轮齿宽中间为力作用点,则可得L1?63mm, L2?110mm，L3?55.5mm （6）参考表15－2，取轴端为1.2?45，各轴肩处的圆角半径见CAD图。

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0

输出轴的结构布置

5.轴的受力分析、弯距的计算

（１）计算支承反力 在水平面上

?MAX?0 FBX?Ft?L1?FP??L1?L2?L3??5426.8N

L1?L2FAX?Ft?FBX?940.4N

在垂直面上

?MBZ?0,FAZ?

FrL2?721.7N

L1?L230

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