我的机械设计大作业-东北大学.doc

WORD完美整理版 PAGE 范文范例 参考指导 轴系部件设计计算说明书 范文范例 参考指导 机械工程与自动化 学院（系） 机械工程及自动化专业 班 设计者 指导老师 2011 年 月 日 东北大学 设计任务书及原始数据 题目：二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器输出轴组合结构设计 l l s b2 al 轴系结构简图 原始数据表1 项目 设计方案 名称 字母表示及单位 4 输入功率 P/kW 6.1 轴转速 n/(r/min) 150 齿轮齿数 z2 107 齿轮模数 mn/mm 4 齿轮宽度 b2/mm 80 齿轮螺旋角 β 8°6’34” a/mm 80 l/mm 215 s/mm 100 链截距 p/mm 25.4 链轮齿数 z 29 轴承旁螺栓直径 d/mm 16 表1 设计方案及原始数据 二、根据已知条件计算传动件的作用力 2.1计算齿轮处转矩T、圆周力Ft、径向力Fr、轴向力Fa及链传动轴压力Q。 已知：轴输入功率P=6.1kW，转速n=150r/(min)。 转矩计算： 分度圆直径计算： 圆周力计算： 径向力计算： 轴向力计算： 轴压力计算： 计算公式为： 由于转速小，冲击不大，因此取KQ=1.2,带入数值得： Q Q R2z R2y Rr Rt Ra R1y R1z 轴受力分析简图 2.2计算支座反力 1、计算垂直面（XOZ）支反力 2、计算垂直面（XOY）支反力 3、计算垂直面（YOZ）支反力 三、初选轴的材料，确定材料机械性能 初选材料及机械性能见表2 材料牌号 45号 热处理 调质 毛坯直径/mm ≤200 硬度/HBS 217~255 σB/MPa 637 σs/MPa 353 σ-1/MPa 268 τ-1/MPa 155 [σ+1] /MPa 216 [σ0] /MPa 98 [σ-1] /MPa 59 四、进行轴的结构设计 4.1确定最小直径 按照扭转强度条件计算轴的最小值dmin。 其设计公式为 查表8-2，因弯矩较大故A0取大值118，带入计算得： 因开有键槽，轴径需增大5% 得：D=42.63mm 圆整成标准值得： D1=45mm 4.2设计其余各轴段的直径和长度，且初选轴承型号 1、设计直径 考虑轴上零件的固定、装拆及加工工艺要求。首先考虑轴承选型，其直径末尾数必须是0、5，且为了便于计算，故D3初取60mm。考虑链轮及轴承2的固定，故D2取55。考虑齿轮由轴套固定，故D4取62。考虑轴承选型相同及齿轮固定问题D5取70，D6取66，D7取60。 2、设计各轴段长度 考虑齿轮的拆装与定位L4取78。考虑最左侧轴承的拆装与定位L7取25。考虑链轮宽度B=72，L1取70。考虑轴承2与齿轮的相对位置及轴承2的左端固定L3取54。考虑链轮与轴承2的相对位置及轴承2的右端固定，故L2取52。考虑齿轮左端固定及轴环强度问题，L5取8。考虑齿轮与轴承1之间的相对位置及轴环的宽度，L6取75。 3、轴的初步结构设计图 7 6 5 4 3 2 1 7 6 5 4 3 2 1 4、初选轴承型号 由于，故选择向心推力轴承，考虑轴径为60，初选轴承型号为圆锥滚子轴承30212。 4.3选择连接形式与设计细部结构 1、选择连接形式 连接形式主要是指链轮与齿轮的周向固定：初步选择利用键连接以固定链轮与齿轮。而键的型号依据链轮与齿轮处轴径大小D1、D4分别为45mm、62mm，查《机械设计课程设计》中表20-1初选链轮处键的公称尺寸为14×9，而键长L1初取56mm；初选齿轮处键的公称尺寸为18×11，键长L2初取63 2、设计细部结构 五、轴的疲劳强度校核 5.1轴的受力图 Q Q R2z R2y Rr Rt Ra R1y R1z 1 2 4 3 5.2绘制弯矩图 1、垂直面（XOZ）弯矩图 14 1 4 2 3 90256N·m 2、水平面（XOY）弯矩图 1 1 4 2 3 216405N·mm 397500N·mm 3、合成弯矩图 1 1 4 2 3 234472.3N·mm 397500N·mm 5.3绘制转矩图 1 1 4 2 3 T=388366.7N·m 5.