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轴系部件设计说明书 机械工程学院 院 机械工程及自动化 专业 机械12-6 班 设计者： 燕满意 学号： 24 指导教师： 王春华 2014 年 12 月 23 日 辽宁工程技术大学 题目5：一级开式斜齿圆柱齿轮传动装置输入轴的组合结构设计 数据表： 项目 设计方案 …… 6 …… 轴输入功率 P/kw …… 6.5 …… 轴转速 n/(r/min) …… 360 …… 齿轮齿数 z …… 19 …… 齿轮模数 /mm …… 5 …… 齿轮螺旋角 …… …… 齿轮宽度 b /mm …… 65 …… l /mm …… 185 …… s /mm …… 90 …… 轴承座形式 …… 剖分 …… 设计参数：功率P=6.0kw，转速n=300r/min，齿轮齿数z=19，齿轮模数=5， 齿轮螺旋角=，相应的齿轮参数b=65mm，l=185mm，s=90mm。 一、轴的设计 1.选择轴的材料 该轴传递中小功率，转速较低，无特殊要求，故选用45优质碳素结构钢调质处理。其机械性能查表可得 2.按扭转强度初步计算轴颈 对实心圆轴： 考虑轴端安装联轴器有键槽，将直径加大取标准值d =35mm 3.轴的结构设计 1 轴上零件的布置见图2 在轴的输出端安装联轴器，联轴器的尺寸如图 联轴器的中心平面与轴承的中心平面距离为 s =90mm 由于齿轮为斜齿轮，对轴有轴向力的作用。选轴承时应选用能够承载轴向载荷的轴承，同时根据装拆需要安装轴承的轴端直径应比最小直径大。故初选7208C轴承，按手册查出其尺寸为40×80×18，即轴承宽度可暂取18mm 轴承Ⅰ的中心平面与轴承Ⅱ的中心平面距离为l =185mm 齿轮位于两轴承的中间位置，且齿宽为65mm。 2轴上零件的固定和定位见图3 斜齿轮用mm轴环定位，齿轮的右端与轴承Ⅱ内端面间采用长度为51mm的轴套，一方面可轴向固定齿轮，另一方面可作为轴承的轴向定位； 左面的轴承Ⅰ靠的轴肩固定； 齿轮的周向固定用平键联接，轴承的轴向固定用有过盈量的配合联接。 3 轴上零件的拆装 考虑零件的装拆方便及定位需要，齿轮及右侧的零件从右边装，齿轮左侧的零件从左边装入。轴的两端直径较小，其余各轴段根据需要将轴颈逐渐加大。 4.按弯扭合成强度条件校核轴 轴的力学模型见图 输出轴转矩 轮上圆周力 轮上轴向力 轮上径向力 - 水平面支承反力 垂直面支承反力 合成支反力 水平面弯矩 垂直面弯矩 合成弯矩 转矩 转矩图见图 转矩按脉动循环变化处理，即 校核轴的强度 判断危险剖面 轴上最小轴径Ⅰ 面，最大转矩存在于Ⅴ面处，Ⅳ—Ⅵ面轴颈相同，V面处虽有最大转矩但应力集中影响较小键槽引起的应力集中在两端即Ⅵ面处，Ⅳ面承受较大转矩从在应力集中，故只需对Ⅰ 面、Ⅳ、Ⅵ面进行校核即可 按表查得 所以安全 5.精确校核轴的疲劳强度 通过对轴上零件的受力分析，绘制弯矩及转矩图，并综合考虑轴径大小及键槽、圆角等因素对轴的应力影响，最终确定了3个危险截面。Ⅰ 截面弯矩不大但截面小，有圆角，有应力集中。Ⅳ截面弯矩较大，且有应力圆角，有应力集中。Ⅵ截面弯矩最大，且开有键槽，有应力集中。 计算安全系数，校核轴的疲劳强度 1.校核Ⅰ 由 查附表1-2得 Ⅰ 剖面产生的扭应力，应力幅、平均应力为 绝对尺寸影响系数由附表1-4查得 表面质量系数由附表1-5查得 则Ⅰ 剖面的安全系数为 取 S， 所以剖面Ⅰ 安全 2.校核Ⅳ、Ⅵ Ⅳ剖面的应力集中系数查附表1-2得 Ⅵ剖面因键槽引起的应力集中系数，由附表1-1得 故应按过渡圆角引起的应力集中系数检验Ⅳ剖面 Ⅳ剖面承受的弯矩及转矩为： Ⅳ剖面产生的正应力及其应力幅，平均应力为： Ⅳ剖面产生的扭应力及其应力幅、平均应力为：