福州大學(xué)機械設(shè)計大作業(yè)齒輪及軸系零件設(shè)計.doc

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機械設(shè)計大作業(yè) 齒輪及軸系零件設(shè)計 學(xué)院： 機械學(xué)院 設(shè)計者： 郝承志 學(xué)號： 021400809 指導(dǎo)老師： 陳亮 完成時間：2016.12.01 目 錄 一、目的…………………………………（3） 二、題目及方案…………………………（3） 三、結(jié)構(gòu)簡圖……………………………（3） 四、計算內(nèi)容……………………………（4） 五、參考文獻……………………………（12） 附：1、裝配簡圖 一． 目的 1、掌握齒輪及軸系零件結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法 2、培養(yǎng)獨立設(shè)計能力 3、學(xué)會查閱有關(guān)手冊及設(shè)計資料 二． 題目及方案 1、題目： 齒輪及軸系零件設(shè)計 2、設(shè)計方案： 項目 輸出軸轉(zhuǎn)速（r/min） 輸出軸功率（kW） 大齒輪齒數(shù)Z2 大齒輪模數(shù)mn 大齒輪螺旋角β（左旋） 大齒輪寬度B 小齒輪齒數(shù)Z1 設(shè)計方案 170 6 113 3 922 80 26 三．結(jié)構(gòu)簡圖： 計算及說明： 四．計算內(nèi)容 （一）估算軸徑 1）選材，定熱處理 45鋼，調(diào)質(zhì)，=60MPa 2) 初步確定軸的最小直徑 按許用切應(yīng)力的方法初步估算軸的最小直徑，根據(jù)表15-3，取 （二）選取聯(lián)軸器 1) 軸的轉(zhuǎn)矩 由題可知,，， 可得： 2）聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，為了使所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器的型號。 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩，考慮轉(zhuǎn)矩變化很小，查表14-1， 取 則 3) 半聯(lián)軸器的主要參數(shù)及尺寸 按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩 的條件， 查標(biāo)準(zhǔn),選用LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器 半聯(lián)軸器的孔徑：d=40mm,故取 半聯(lián)軸器長度： L=112mm 半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度： 4）半聯(lián)軸器標(biāo)記 （三）選擇軸承 1）軸承選用7210AC 2）因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承，參照工作要求，并根據(jù)由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的角接觸球軸承46210，其尺寸為： （四）計算和確定齒輪的各部分尺寸 1）齒輪： 內(nèi)孔直徑 2）結(jié)構(gòu)簡圖： （五）初步設(shè)計軸的結(jié)構(gòu) 1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，軸段右端需制出一軸肩，由密封圈處軸徑標(biāo)準(zhǔn)值系列：可得： 取 2）軸段右端的軸肩為非定位軸肩，由軸承標(biāo)準(zhǔn)系列綜合考慮， 取 由于兩個軸承成對，故尺寸相同， 所以 因為軸承寬度B=20mm, 所以， 3）半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度，為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故長度應(yīng)比略短一些， 取 4）由齒輪內(nèi)孔軸徑及III-IV軸段右端軸肩考慮，該軸肩為非定位軸肩， 取 IV-V軸段右端軸肩為定位肩， 所以取， h取8mm，軸環(huán)寬度， 取 5）VII-VIII軸段左端的軸肩為定位肩 故取 6）由于齒輪輪轂的寬度為80mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段長度應(yīng)略短于輪轂寬度， 故取 7）軸承端蓋的總寬度為20mm,根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及便于對軸承添加潤滑油的要求，取端蓋的外端面和半聯(lián)軸器右端間的距離L介于20~25之間，取L=22mm， 故。 由于齒輪轉(zhuǎn)速，所以選擇潤滑油方式， 8）取齒輪距箱體內(nèi)壁距離a=12mm 角接觸球軸承寬度B=20mm 所以 （六）選擇鍵的類型和尺寸 1）選擇鍵的類型： 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接 2）確定尺寸 ①齒輪與軸的周向定位鍵的選擇 按，由表6-1查得平鍵截面 鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為63mm 同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ②半聯(lián)軸器與軸的周向定位鍵的選擇 同樣，半聯(lián)軸器與軸的鏈接，選用平鍵為 3）寫出標(biāo)記 半聯(lián)軸器與軸的周向定位鍵標(biāo)記 齒輪與軸的周向定位鍵標(biāo)記 （七）軸的強度校核 1）跨距計算 2）作受力簡圖 由題可知，，， 3）求彎矩M ①求水平支反力和彎矩 所以 ②求垂直面支反力和彎矩 ③求合成彎矩M ④扭矩 ⑤求當(dāng)量彎矩 ⑥校核危險截面強度 最大處 （八）滾動軸承的壽命計算 1）求作用在軸承上的徑向力， 2）求派生軸向力， ，所以左側(cè)的軸承放松，右側(cè)的軸承壓緊 3）求當(dāng)量動載荷， 取 4)計算軸承壽命 查表可得：, （九）鍵連接的強度計算 1）齒輪與軸的周向定位鍵的強度校核（） 2）半聯(lián)軸器與軸的周向定位鍵的選擇（） （十）聯(lián)軸器的校核計算 需用最大轉(zhuǎn)速為，符合要求。 五．參考文獻 （1）濮良貴，紀(jì)名剛主編 機械設(shè)計（第八版） 高等教育出版社 （2）吳宗澤，羅圣國主編 機械設(shè)計課程設(shè)計手冊 高等教育出版社 （3）龔溎義主編 機械設(shè)計課程設(shè)計圖冊（第三版） 高等教育出版社 結(jié)論： 軸徑選取45鋼， 調(diào)質(zhì)處理 軸的最小直徑初定為38.70mm =438176.5Nmm 選用LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器 d=40mm L=112mm 軸承選用7210AC 各軸段長度和半徑： 選擇圓頭普通平鍵 軸承壽命 符合要求 符合強度要求 符合強度要求 符合校核計算