圆柱传动轴系的部件设计。
班级：车辆工程093班。
小组2成员：
陈立敏 109015068
平观林109015063
金建伟 109015072
孙艳强109015080
郑天琪109015071
陈锋109015089
指导老师：刘鹄然。
浙江科技学院。
2010-2011第二学期。
一、题目：设计直式齿轮减速装置的输出轴系部件，输出轴通过联轴器输出动力，轴承采用箱体内的稀油润滑，但这里对润滑方法不作具体考虑。输出轴转速n=155/min,输出功率p=2.
8kw，齿轮齿数=111，齿轮模数m=2.5mm，齿轮宽度b=70mm，外神轴头长度l=80mm，载荷为轻微冲击，滚动轴承寿命为t=8000h，工作温度t<100℃。
二、设计计算过程：
1、直齿大齿轮设计：
①．选择材料：
传动无特殊要求，为便利制造采用软齿面齿轮，由表6-5:
大齿轮采用45钢正火，169～217hbs
齿轮结构：采用锻造腹板式圆柱齿轮。
．齿轮所受转矩：
．计算齿轮受力：
齿轮分度圆直径：d=mz=2.5×106=265mm
齿轮作用力：
圆周力： 径向力：fr=ft×tanɑ=1414.82×tan20=506.57n
轴向力：fa=0
周手里的大小及方向如图（b）所示。
2.按扭转强度估算轴的直径：
①．选择轴的材料：
减速器功率不大，有无特殊要求，所以选择最常用的45号钢并做正火处理由表12-1查的：
②．按扭转强度估算轴的最小直径：
应由式（12-2）估算，由表12-2取c=118（因轴上受较大弯矩），于是得：
计算所得应是最小轴径处的直径，该轴段应有键槽，应加大（3～7）%并圆整，取d=35mm.
3．轴的机构设计
根据估算所得直径，轮毂宽及安装情况（减速器的内壁到齿轮和轴承断面的距离以及轴承端盖，联轴器装拆）等条件，轴的结构及尺寸可进行草图设计。
如图所示：．联轴器开始左起第一段。
轴的输出端用tl7型（gb/t4325-2002）弹性套柱销联轴器，孔径35mm， 孔长82mm，所以d1=35mm，第一段长度l1=80mm.
.左起第二段。
取轴肩高2mm作定位用，所以d2=φ43mm，l2=55mm.
.左起第三段，轴承设计。
齿轮两侧对称安装一对6209（gb/t276-1994）深沟球轴承，其宽度为19mm，左轴承用套筒定位，右轴承用轴肩定位，d3=φ45mm，l3=42mm.
．左起第四段。
此段为齿轮轴端，d4=φ47mm，l4=68mm.
．左起第五段。
d5=φ55mm，l5=8mm.
．左起第六段。
此段为由轴承定位轴肩段，根据轴承对安装尺寸的要求，轴肩高度取为3.5mm，d6=φ52mm，l6=12mm.
．左起第七段。
此段未有轴承段，d7=φ45mm，l7=19mm.
4、轴的强度校核：
、计算轴承反力。
根据轴承支反力作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位置，建立力学模型。
水平面： 垂直面：由于选深沟球轴承则fa=0
所以r1v=r2v=
、画弯矩图。
水平面弯矩图：
截面b：mˊbh=64 r1h=64×695.9=44537.6
垂直面弯矩图：
mbv=64 r1v’=64×263.29=16210.56
合成弯矩图：
m’b= =47395.99
、画扭矩图。
由前面算得：t=
又根据b=600 mpa，由表12-3查得【-1】b=55mpa，按脉动循环处理，去=0.6
．绘制当量弯矩图。
对于截面b：m’be= =120372.1
对于截面a和1：mae=m1e= =0.6×184414=110648.4
．分别计算截面a和b处的直径：
两截面虽有键槽削弱，但结构设计所确定的直径已分别达到35mm和47mm，所以，强度足够。如所选轴承和键联接等经计算，确认寿命和强度均能满足，则以上轴的结构设计无须修改。
精确校核轴的疲劳强度。
下面以b截面处为例，精确校核该截面的疲劳强度。查表12-1得，，。分别计算弯曲应力和扭转应力：
轴的弯曲等效系数，。轴的剪切等效系数。查表12-4可得键槽处的弯曲，扭转有效应力集中系数为，
查表12-7得到，弯曲，扭剪时轴的绝对尺寸系数为，。查表12-8得到，轴的表面质量系数。按无限寿命考虑，取寿命系数；正火处理45号钢，轴材质均匀，载荷与应力计算较精准，取。
将上述数据代入公式（12-5），计算如下。
因此，轴的b截面具有足够的疲劳强度，安全。
对设计者认为疲劳强度较弱的其他截面，可参照以上方法校核相应的疲劳强度。
二。 滚动轴承组合的结构设计和校核。
、计算当量动载荷p
②、求轴承应有的径向基本额定载荷值。
、轴承和轴系的固定、调整、装拆、密封等问题
三。 键联接强度的验算：
、键的选取。
轴和联轴器，周于此轮均选用平键连接，健材料用45钢，周和联轴器连接采用健c10×8×70（gb/t1096），采用正常连接，极限偏差轴和齿轮联接采用键14×9×52（gb/t1096）,采用正。
常连结，极限偏差。
、键联接的校核。
70～80mpa。 164778 n·mm
52-14=38mm
50-5=45mm
所以满足要求，键的选取可行。
四。 传动轴系装配图（见附图2）
五。 参考资料。
机械设计浙江大学出版社。
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