减速器输出轴说明书Word文档下载推荐.docx
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8°
6'
4”
a/mm
l/mm
215
s/mm
100
链节距
p/mm
链轮齿数
z
29
轴承旁螺栓直径
d/mm
16
、根据已知条件计算传动件的作用力
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=,转速n=150r/(min)。
转矩计算:
T9.550106P/n9.5501066.1/150388366.7N?
mm
分度圆直径计算:
d1mn?
z2/cos4107/cos8634432.3mm
圆周力计算:
F2T/d12388366.7/432.31796.7N
径向力计算:
FrFttan
轴向力计算:
/cos
1796.7tan20/cos8634
660.6N
FaFtan
轴压力计算:
计算公式为:
Q
1796.7
IOOOKqP
v
tan8634256N
由于转速小,冲击不大,因此取
1OOOKqP
npz/(60__1000)
kq=,带入数值得:
10001.26.1
150__25?
4__29/(60__1000)
3975N
、初选轴的材料,确定材料机械性能
初选材料及机械性能
材料牌号
45号
热处理
调质
毛坏直径/mm
<
200
硬度/HBS
217~255
(TB/MPa
637
ts/MPa
353
t-1/MPa
268
155
[(T+1]/MPa
216
[(To]/MPa
98
[(T-1]/MPa
59
四、进行轴的结构设计
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:
d3【_10_PAo3,-
飞0.2Tn耳n
查表8-2,因弯矩较大故Ao取大值118,带入计算得:
d11836.140.6mm
V150
因开有键槽,轴径需增大5%
得:
D=42.63mm
圆整成标准值得:
D1=45mm
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62o考虑轴承选型相同及齿轮固定问题D5取70,D6取
66,D7取60o
(2)设计各轴段长度
考虑齿轮的拆装与定位L4取78o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70o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75o
(3)轴的初步结构设计图
7654
321
2•绘制轴的弯矩图与转矩图
mm
(1)垂直面(XOZ)弯矩图
(2)水平面(XOY)弯矩图
M4yRy?
(la)
M2yQ?
s3975
1603(21580)216405N?
100397500N?
M4zRz?
(la)R2z?
a668.5(21580)1128.28090256N
(3)合成弯矩图
M4MzM4y2344723N?
M2M2y397500N?
(4)绘制转矩图
T388366.7N?
T=•m
3.确定危险截面,计算安全系数,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5个危险截面。
I截面弯矩较大,且开有键槽,有
应力集中。
H截面弯矩较大,且有应力圆角,有应力集中。
皿截面弯矩最大。
W截面弯矩不大但截面小,有圆角,有应力集中。
V截面弯矩小,但开有键槽,有应力集中。
(1)计算I截面处的安全系数
综合影响系数,如下;
有效应力集中系数
Kb=
Kt=
绝对尺寸系数
Sb=
St=
加工表面的表面质量系数
3=
应力总数
弯曲
s=
扭转
Wt=
计算抗弯模量与抗扭模量
Wd3/32
bt(d
t)2/(2d)
623/32
187(62
7)2/(2
62)
20324mrn
Wd3/16
623/16
43722mm
计算弯曲应力
I截面处最大弯矩
M(397500
234472.
3)8030
234472.3
295607.7N
?
I截面最大扭矩
将弯曲应力看成对称循环应力求解,有:
amaxM/W295607.7/2032414.5MPa
m0
计算扭转切应力
将扭转切应力看作脉动循环应力求解,有:
4.44MPa
aT/2T/(2VT)388366.7/(243722)
268/(1.81
S1/(K
14.5/(0.95a/()
0.78)
m)
0.340)
7.57
155/(1.6
综合安全系数
4.44/(0.95
0.74)
0.214.44)
14.04
7.57
6.67
心=
B=
计算弯曲应力n截面最大弯矩
n截面最大扭矩
60/32
603/16
21205.8mm
42411.5mrn
234472.3)80
38234472.3311910.5N?
2
S2
(2)计算n截面处的安全系数
14.042
7.572
按疲劳强度计算安全系数
max
M/W311910.5/21205.814.71MPa
T/2T/(2VT)388366.7/(242411.5)4.58MPa
ma4.58MPa
S1/(Ka/()m)
268/(1.5814.71/(0.950.81)0.340)8.87
155/(1.414.58/(0.950.76)
SS
S2S2
8.8715.65
8.87215.652
0.214.58)
7.72
15.65
⑶计算皿截面处的安全系数
K.=1
Kt=1
ST=
S=
『=
603/3221205.8mrii
Wd3/16603/1642411.5mrn
皿截面最大弯矩
M397500N?
皿截面最大扭矩
将扭转切应力看作脉动循环应力求解,有:
4.58MPa
T/2T/(2VT)388366.7/(242411.5)
268/(1
S1/(
18.74/(0.95
Ka/(
0.81)0.34
0)11.00
155/(1
-SS
4.58/(
0.95
0.76)0.21
4.58)21.22
11.0021.22
11.00221.222
9.77
S1/(Ka/()
(4)计算W截面处的安全系数
Wb=
Wd3/32453/328946.2mm
T/2T/(2W/)388366.7/(217892.4)10.9MPa
a/()
268/(2.26
16.0/(0.95
0.84)
155/(2.14
10.9/(0.95
0.78)
cSS
5.91
4.59
Sca
K。
=
Wd3/32bt(dt)2/(2d)45s/32145.5(455.5)2/(24勺
3232
WTd/16bt(dt)/(2d)45/16145.5(455.5)/(245)
v截面处最大弯矩
M397500/10028111300N?
v截面最大扭矩
7611.3mm
16557.5mm
M/W111300/7611.314.4MPa
m
a
10.9MPa
S2S2、5.9124.592
0.340)5.91
0.2110.9)4.59
3.63
(5)计算V截面处的安全系数
11.7MPa
268/(1.8114.4/(0.950.84)0.340)8.21
1/(K
a/()
11.7/(0.95
0.78)0.2111.7)5.59
5.59
8.214.62
8.2125.592
综上所述:
所校核截面的安全系数均大于许用安全系数
Sea
2S2
[S]=,故轴设计满足安全。
六、选择轴承型号,
计算轴承寿命
1.计算轴承所受支反力
RYR:
艮R^2yR2z
2.计算派生轴向力
1255.7
、10632668.521255.7N
6238.621128.22
6339.8N
S1R
R2
21.5
6339.8
418.6N
22Y
3.求轴承轴向载荷
Amax(S1,S2Fa)Amax(S2,S1Fa)
4.计算轴承当量动载荷
A1857.3
R1255.7查表,取X1=,Y1=A
查表查表
2113.3N
max(418.6,2113.3
max(2113.3,418.6
256)
1857.3N
1.5
e0.4
2113.3
6339.8
9-6,取X2=1,
9-7,取fd=
0.33
Y>
=0
根据弯矩图可得,
Pfdfm1(X1R1Bfdfm2(X2R2
5.计算轴承寿命因F2>
P1,故计算按
fm1=1,fm2=2
Y1A)
丫2A)
1.51(0.41255.7
1.52(16339.8
1.51857.3)4932.3N
02113.3)19019.4N
106ftCr60nP
轴承寿命符合要求。
P2计算,查表9-4得ft=1,圆锥滚子轴承
10/3
197800
取10/3,查表得Cr=97800N。
0h
七、键连接的计算
校核平键的强度
平键的挤压应力计算公式为:
2T4T
106
60150
19019.4
26075.4h8000h
pdkldhl
链轮处平键尺寸:
h=9,d=45,l=56
齿轮处平键尺寸:
h=11,d=62,l=63
pi
4388366.7/(45956)
68.5MPa
36.2MPa
带入公式得:
p24388366.7/(621163)
因两键均受冲击载荷,且为静联接,故许用压应力p90MPa
经过比较,两键的计算应力均小于许用应力,故判断其强度均合格。
八、轴系部件的结构装配图
轴系部件结构装配图如图所示。
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- 减速器 输出 说明书