二級(jí)減速器課程設(shè)計(jì)的軸校核.doc

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1.1 小錐齒軸校核 1.1.1 初步確定小錐齒軸的最小直徑 按照同類機(jī)械類比的方法初步確定軸的最小直徑=35 mm，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 1.1.2 小錐齒軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖1 小錐齒軸 根據(jù)實(shí)際情況要求，選擇圖1所示方案。 1.1.2.1 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 為了滿足錐齒的軸向定位要求，Ⅰ-Ⅱ軸段右端需制出軸肩，左端采用錐齒端面定位，同理為了滿足皮帶輪的軸向定位要求，Ⅴ-Ⅵ軸段左端需制出一軸肩，右端采用皮帶輪端面定位，為了滿足軸承的軸向定位要求，Ⅱ-Ⅲ軸段右端需制出一軸肩，左端采用軸承端蓋定位，為了滿足軸承的軸向定位要求，Ⅳ-Ⅴ軸段左端需制出一軸肩，右端采用軸承端蓋定位。 初步選擇軸承，考慮到主要承受徑向載荷，同時(shí)也承受不小的軸向載荷，故選用圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)dⅡ-Ⅲ=45mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取圓錐滾子軸承30209，其尺寸為dDB=45mm85mm19mm，lⅡ-Ⅲ=50mm。 取安裝錐齒的軸段的直徑dⅠ-Ⅱ=35mm，錐齒的最左端與最右端之間采用端蓋定位 。 取安裝帶輪的軸段直徑dⅤ-Ⅵ=35mm，帶輪的最左端與最右端之間采用端蓋定位 。 1.1.2.2 軸上零件的周向定位 錐齒與軸的周向定位采用平鍵連接，按dⅠ-Ⅱ=35mm，由機(jī)械零件手冊(cè)查的平鍵截面bh=10mm8mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為22mm，同時(shí)為了保證錐齒與軸的配合有良好的對(duì)中性，故選擇錐齒與軸的配合為，帶輪與軸的周向定位采用平鍵連接，按dⅤ-Ⅵ=42mm，由機(jī)械零件手冊(cè)查的平鍵截面bh=12mm8mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為40mm，同時(shí)為了保證帶輪與軸的配合有良好的對(duì)中性，故選擇錐齒與軸的配合為，圓錐滾子軸承與軸的周滾子軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)。 1.1.2.3 軸上倒角的尺寸 取軸端倒角為2。 1.1.3 小錐齒軸上的功率P1、轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1 若取每級(jí)齒輪傳動(dòng)的效率（包括軸承效率在內(nèi)）=0.97，=0.61(電動(dòng)機(jī)功率因數(shù))，則 =0.550.61 kw0.3157 kw 又 于是 1.1.4 求作用小錐齒輪上的力 因已知小錐齒輪的分度圓直徑為 而 圓周力，徑向力及軸向力的方向如圖2所示 1.1.5 求小錐齒軸上的載荷 首先根據(jù)小錐齒軸的結(jié)構(gòu)圖（圖1）做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（圖2）。在確定 軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取a值。對(duì)于30209型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)查得a=18.6mm。因此，作為懸臂梁的小錐齒軸的支撐跨距L2=157.2mm，L1=55.4mm。根據(jù)小錐齒軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出的彎矩圖和扭矩圖（圖2）。 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面A和截面B是小錐齒軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面A處與截面B處的Mh、Mv及M的值列于表1與表2（參看圖2）。 圖2 軸的載荷分析圖 表1 截面A 載荷 水平面H 垂直面V 支反力 彎矩M 總彎矩 扭矩T 表2 截面B 載荷 水平面H 垂直面V 支反力 彎矩M 總彎矩 扭矩T 1.1.6 按彎扭合成應(yīng)力校核小錐齒軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核小錐齒軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面A和危險(xiǎn)截面B）的強(qiáng)度。根據(jù)及表1和表2中的數(shù)據(jù)，以及小錐齒軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取=0.6，小錐齒軸的計(jì)算應(yīng)力 截面A 前已選定小錐齒軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，查得=60MPa。因此，故截面A安全。 截面B 前已選定小錐齒軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，查得=60MPa。因此，故截面B安全。 1.2 大錐齒軸校核 1.2.1 初步確定大錐齒軸的最小直徑 按照同類機(jī)械類比的方法初步確定軸的最小直徑=30 mm，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 1.2.2 大錐齒軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖3 大錐齒軸 根據(jù)實(shí)際情況要求，選擇圖3所示方案。 1.2.2.1 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 為了滿足錐齒的軸向定位要求，Ⅵ-Ⅶ軸段左端需制出軸肩，右端采用錐齒端面定位，同理為了滿足撥盤(pán)的軸向定位要求，Ⅰ-Ⅱ軸段右端需制出一軸肩，左端采用撥盤(pán)端面定位，為了滿足動(dòng)擠壓盤(pán)的軸向定位要求，Ⅱ-Ⅲ軸段右端需制出一軸肩，左端采用動(dòng)擠壓盤(pán)端面定位，為了滿足軸承的軸向定位要求，Ⅲ-Ⅳ軸段右端需制出一軸肩，左端采用軸承端蓋定位，同理為了滿足軸承的軸向定位要求，Ⅴ-Ⅵ軸段左端需制出一軸肩，右端采用軸承端蓋定位，。 初步選擇軸承，考慮到主要承受徑向載荷，同時(shí)也承受不小的軸向載荷，故選用圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)dⅢ-Ⅳ=40mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取圓錐滾子軸承30208，其尺寸為dDB=40mm80mm18mm，lⅢ-Ⅳ=60mm。 取安裝錐齒的軸段的直徑dⅥ-Ⅶ=35mm，錐齒的最左端與最右端之間采用端蓋定位 。 取安裝撥盤(pán)的軸段直徑dⅠ-Ⅱ=30mm，撥盤(pán)的最左端與最右端之間采用端蓋定位 。 取安裝動(dòng)擠壓盤(pán)的軸段直徑dⅡ-Ⅲ=35mm，動(dòng)擠壓盤(pán)的最左端與最右端之間采用端蓋定位 。 1.2.2.2 軸上零件的周向定位 錐齒與軸的周向定位采用平鍵連接，按dⅥ-Ⅶ=35mm，由機(jī)械零件手冊(cè)查的平鍵截面bh=10mm8mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為25mm，同時(shí)為了保證錐齒與軸的配合有良好的對(duì)中性，故選擇錐齒與軸的配合為，撥盤(pán)與軸的周向定位采用平鍵連接，按dⅠ-Ⅱ=30mm，由機(jī)械零件手冊(cè)查的平鍵截面bh=10mm8mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為18mm，同時(shí)為了保證錐齒與軸的配合有良好的對(duì)中性，故選擇錐齒與軸的配合為，圓錐滾子軸承與軸的周滾子軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)。 1.2.2.3 軸上倒角的尺寸 取軸端倒角為2。 1.2.3 大錐齒軸上的功率P2、轉(zhuǎn)速n2和轉(zhuǎn)矩T2 若取每級(jí)齒輪傳動(dòng)的效率（包括軸承效率在內(nèi)）=0.97，則 =0.3157 kw0.2970kw 又 于是 1.2.4 求作用大錐齒輪上的力 因已知大錐齒輪的分度圓直徑為 而 圓周力，徑向力及軸向力的方向如圖2所示 1.2.5 求大錐齒軸上的載荷 首先根據(jù)大錐齒軸的結(jié)構(gòu)圖（圖4）做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（圖5）。在確定 軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取a值。對(duì)于30208型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)查得a=16.9mm。因此，作為懸臂梁的小錐齒軸的支撐跨距L2=60.6mm，L1=133.8mm。根據(jù)大錐齒軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出的彎矩圖和扭矩圖（圖5）。 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面B和截面C是大錐齒軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面B處與截面C處的Mh1、Mv1及M1的值列于表3與表4（參看圖2）。 圖3 軸的載荷分析圖 表3 截面B 載荷 水平面H 垂直面V 支反力 彎矩M 總彎矩 扭矩T 表4 截面C 載荷 水平面H 垂直面V 支反力 彎矩M 總彎矩 扭矩T 1.2.6 按彎扭合成應(yīng)力校核小錐齒軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核小錐齒軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面B和危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。根據(jù)及表3和表4中的數(shù)據(jù)，以及小錐齒軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取=0.6，小錐齒軸的計(jì)算應(yīng)力 截面B 前已選定小錐齒軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，查得=60MPa。因此，故截面B安全。 截面C 前已選定小錐齒軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，查得=60MPa。因此，故截面C安全。