减速器输出轴说明书

斜齿圆柱齿轮减速器结构设计说明

机械工程系机械工程及自动化专业

机械12-7班

设计者林键

指导教师王春华

2014年12月26日.

辽宁工程技术大学

题目二：二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器输出轴结构简图及原始数据

b2

a

ls

l

轴系结构简图

项目设计方案

名称字母表示及单位4

输入功率P/kW6.1

轴转速n/(r/min)150

齿轮齿数z2107

齿轮模数m n/mm4

齿轮宽度b2/mm80

齿轮螺旋角β8°6’34”

a/mm80

l/mm215

s/mm100

链节距p/mm25.4

链轮齿数z29

轴承旁螺栓直径d/mm16

二、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F t、径向力F r、轴向力F a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：

66

m m T9.55010P/n9.550106.1/150388366.7N

分度圆直径计算：

dm n z/cos4107/cos8634432.3mm

12

圆周力计算：

F t2T/d1*******.7/432.31796.7N

径向力计算：

F r F t tan n/cos1796.7tan20/cos8634660.6N

轴向力计算：

F a F t tan1796.7tan8634256N

轴压力计算：

.

.

计算公式为：

Q 1000KP

Q

v

npz

1000KP

Q

/(601000)

由于转速小，冲击不大，因此

取K Q=1.2,带入数值得

：

10001.26.1

Q3975N

15025.429/(601000)

R1z R1y R

r

R2z Q

R a

R t R2y

轴受力分析

简

图

2.计算支座反力

(1)计算垂直面（X OZ）支反力

Q(ls)R(la)3975(215100)660.6(21580)

Rr

N y6238.62

l215

R1y R2y QR r6238.63975660.61603N

(2)计算垂直面（X OY）支反力

R(la)1796.7(21580)

t

R z1128.2N

2

l215

R z R t R z1796.71128.2668.5N

12

三、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

毛坯直径/mm≤200

硬度/HBS217~255

σB/MPa637

σs/MPa353

σ-1/MPa268

τ-1/MPa155

[σ+1]/MPa216

[σ0]/MPa98

[σ-1]/MPa59

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。

6

9.5510P

其设计公式为：d3A03

0.2n

T P n

查表8-2，因弯矩较大故

A0取大值118，带入计算得：.

.

6.1

d118340.6mm

150

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

7654321

(4)初选轴承型号

由于F

a

F

r

256

660.6

0.388

1

3

，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。

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)其余细部结构

五、轴的疲劳强度校核

1.轴的受力图