设计(5)

因P1>P4，故应按P2计算，由表10.3 取温度系数106ftC?()=262400.70H>240000H 寿命合格 故 Lh?60nPft=1 Ⅲ轴的设计与校核及滚动轴承的选择与寿命计算 1.计算作用在圆柱齿轮上的力 功率P3=20.28kw 转矩T3=3726.45 转速n3=52r/min 圆周力Ft3?2T32?3129070??9629.8N d3649.87径向力Fr3?Ft3tan?ntan20??9629.8??3583.3N cos?cos12?轴向力Fa3?Ft3tan??9629.8?tan12??2046.88N 2.初步确定轴的最小直径 选取45号钢作为轴的材料，调质处理 由式d?3p 计算轴的直径并加大5%以考虑键槽的影响 n 查《机械设计》表8.6 取A=105 则 d=76mm 3.轴的结构设计 （1） 拟定轴上零件的装配方案 （2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1）为了满足小链轮的轴向定位，1-2轴段右端需制出一轴肩，故取2-3段的直径d2?3?88mm，左端用轴端挡圈定位，按轴端挡圈直径D?90mm，小链轮与轴配合的毂孔长度L1?78mm，为了保证轴端挡圈只压在小链轮上而不压在轴的端面上，故1-2段的长度应比L1略短些，现取 l1?2?75mm。 2） 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用角接触球轴承，，由《机械设计课程上机与设计》表13-2中初步选取0基本游隙组，标准精度级的角接触球轴承7018c，其尺寸为d*D*B=95*145*24。d12=d45=95mm,L12=70mm,L45=59mm 3） 左端轴承采用轴肩进行轴向定位，由《机械设计课程上机与设计》表13-2取定位轴肩高度h=5mm，因此取L34=123.5,d34=110mm；齿轮右端和右轴承之间采用挡油环定位，已知齿轮轮毂的宽度为145mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取L23=140mm。d67=85mm,L67=132mm.齿轮的左端采用轴肩定位，轴肩高取h=5mm 4）轴承端盖的总宽度为20mm，根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑油的要求，求得端盖外端面与半联轴器右端面间的距离l?30mm，故取L56=50mm 5） （3）轴上的周向定位 齿轮、小链轮的周向定位均采用平键连接，按d6?7由《机械设计课程上机与设计》表11-1选取平键截面b?h?25mm?14mm，键槽用键槽铣刀加工，长为80mm，同时为保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为H7；k6同样，小链轮与轴的连接，选用平键22mm?14mm?68mm，半联轴器与轴的配合为H7，滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公k6差为k6。 2）由轴承、齿轮及键的位置可得力 的作用点位置 L1=125.5mm L2=245.5mm L3=25.82mm （4）绘制轴的弯矩图和扭矩图 1)求轴承反力 H水平面 RH1=4667.8N RH2=2386.2N V水平面 Rv1=-1698.95N Rv2=868.50N 2）齿宽中点出的弯矩 H水平面 MH=585809N.mm V水平面 Mv=213218N.mm 合成弯矩 M3?MH?MV=323405N.mm 22扭矩T T3=1340810N.mm （5）按弯扭合成强度校核轴的强度 轴的材料为45号钢调质处理，由表8.2查得?B?640N/mm2 由表8.7查得材料许用应力[??1]b?60N/mm2 当量弯矩Mca?M2?(?T)2取折合系数α=0.6 则齿宽中点处当量弯矩 Mca1=1017758N.mm ?ca?McaMca?=32.37N/mm2 3W0.1d该轴满足强度要求 ( 6 )轴承较合 查设计手册，7412B轴承的主要性能参数为：Cr=118000N, Cor=85500N,e=0.5 1) 计算轴承支反力 合成支反力R1=Fr12?Ft12=3969.83N 2 R3=Fr32?Ft3=28683.48N 2) 计算轴承派生轴向力 由表10.7轴承派生轴向力S S1=R1?0.5=1984.92N S3=R3?0.5=14341.74N 3) 计算轴承所受的轴向载荷 A1=14341.74N A3=14341.74N 4) 计算轴承所受当量动载荷 轴承工作有中等冲击，由表10.6载荷系数 因A1/R1>e,查表10.5 X=0.44,Y=1.12 故P1=fp=1.5 ffp（x1R1+y1A1）=21371.37N 因A3/R3=1.2>e,查表10.5 X=0.44,Y=1 故P3=p（x3R3+y3A3）=15144.88N 5) 计算轴承寿命 因P1>P4，故应按P2计算，由表10.3 取温度系数106ftC?()=26897.59H>240000H 故 Lh?60nPft=1 寿命合格 十三、键联接的选择和验算 大齿轮处轴的尺寸为：95×135；由文献【2】表2.4-30得键为： 28×16 GB1096-90 即圆头普通平键（A型），键的参数为：b=28mm;h=16mm l=125mm (1)、键的校核 键的接触长度为：l'=lb=12528=97mm；则键联接所能传递的扭矩为：11T=hl'd[σp]=169795120=4423.2N44m由文献【1】表 .63N7.1得[?p]?120MP；T>T3=2501m；强度符合要求 联轴器处的轴的尺寸为：75×140；由文献【2】表2.4-30得键为： 20×12 GB1096-90 单圆头普通平键（C型），键的参数为：b=20mm;h=12mm L=125mm (2)、键的校核 键的接触长度为：l'=lb=12520=105mm;则键联接所能传递的扭矩为：11T=hl'd[σp]=1210575120=2835N44m由文献【1】表7.1得 .63Nm；强度符合要求 [?p]?120MP；T>T0=2501十四、箱体的设计 箱体是减速器中所有零件基基座，必须保证足够的强度和刚度，及良好的性能，便于装拆和维修，箱体由箱座和箱盖两部分组成，均采用HT200铸成，具体形状及尺寸见装配图。 十五、减速器附件的设计 （1）检查孔： 为检查传动零件的啮合情况，并向箱体内注入润滑油，在箱体顶部能观察到齿轮啮合的部位处设置检查孔，平时，检查孔的盖板用螺钉固定在上。 （2）通气器： 减速器工作时，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大，为使箱内热

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