机械设计齿轮传动轴设计.doc

设计项目：齿轮传动轴的设计 院系：机电工程系 专业：机电一体化 班级：2班 学号 姓名： 指导教师： 工作条件：连续单向运转，荷载平稳，空载启动使用年限10年， 小批量生产，两班制工作，运输带速度允许误差为5%。 已知条件：电机转速1440n/m，带轮传动比为2.5，运输带工作拉力为16000N,运输带工作速度为1.8m/s，卷筒直径为300mm，=90%。大齿轮转速n=114.6r/min，分度圆直径d=312mm，压力角an=20°，螺旋角β=15°。 计算内容 计算说明 计算结果 1选择轴的材料，确定许用应力。 由已知条件得减速器传递功率 P=F.V/×0.95×0.98= 29.8kw （主：由资料得知带轮上功率损失为0.92~0.97，轴上功率损失为0.98~0.99） 故选择45号钢，调质处理。 由教材P215表15-1查的σb=650Mpa， 由教材P220表 15-3查的许用弯曲应力[σ-1b]=60Mpa 选用45号钢，调质处理 σb=650Mpa [σ-1b]=60Mpa 2初步设计轴结构图 如左图 3按抗扭强度估算轴的直径 由教材P219表15-2查的C=118~107，则轴的最小直径为： dD≥=110=70.21mm 考虑到键槽对轴的削弱，将直径增大3%，即dm=d（1+3%）=72.32mm。由设计手册取dD=75mm。 根据轴系结构确定取dc=85mm。 dD=75mm dc=85mm 4齿轮上的作用力的计算 齿轮所受的转矩为： T=9.55×106×=2483333.3N·mm 圆周力Ft==15918.8N·mm 径向力Fr==5998.3N 轴向力Fa=Frtanβ=4265.4N T=2483333.3N·mm Ft=15918.8N·mm Fr=5998.3N Fa=4265.4N 5选取轴承 由题知T=2483333.3N·mm且受径向力和轴向力，转速不高。查教材P230 和零件设计手册P118得选用型号为30216的圆锥滚子轴承。 选用型号为30216的圆锥滚子轴承。 6画出轴的受力图 如左图 7计算水平支反力，画水平弯矩图 水平支反力为： FAH=FBH==7959.4N C-C截面处的水平面弯矩为： MCH=7959.4×N·mm=955128N·mm FAH=7959.4N MCH=955128N·mm 8计算垂直面支反力，画垂直面弯矩图 垂直面支反力为： FAV×L－Fr×+Fa×=0 FAV=226.64N FBV=Fr－FAV=5998.3N－226.64N=5771.7N C-C截面的左侧垂直面弯矩 MCV左=226.64×N·mm=27196.8N·mm C-C截面的右侧垂直面弯矩： MCV右=5771.7×N·mm=692604N·mm FAV=226.64N FBV=5771.7N MCV左=27196.8N·mm MCV右=692604N·mm 9画合成成弯矩图 MC左==≈9.5×105N·mm MC右==≈1.18×106N·mm MC左=9.5×105N·mm MC右= 1.18×106N·mm 10画出转矩图 由题知T=2483333.3N·mm T 如左图 11计算当量弯矩 因减速器单向运转,故可认为转矩脉动循环变化,取系数=0.6 Mec=≈1.89×106N·mm Mec=1.89×106N·mm 12校核强度 = [σ-1b]=60Mpa [σ-1b]=60Mpa 故轴强度足够。 轴强度足够 13轴的零件图 （图详见CAD图）