齒輪與軸的三種連接方式

1、齒輪與軸的連接方式齒輪傳動設(shè)計1、 選擇材料及確定許用應(yīng)力 考慮到傳動功率不大（=2.85kw）,所以齒輪選擇軟齒面。由已知條件（單向傳動、載荷較平穩(wěn)）通過查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表11-1，小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度217286HBS，=730Mpa，=580Mpa；大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度197286HBS，=600Mpa，=450Mpa。由表11-5，取=1.1,=1.25。所以，=664Mpa=545Mpa=464Mpa=360Mpa2、 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計根據(jù)表11-2，設(shè)齒輪按8級精度設(shè)計。由表11-3取載荷系數(shù)K=1.2,由表11-6取齒寬系數(shù)=0.8,小齒輪轉(zhuǎn)矩=0.48&#

2、215;N·mm,由表11-4取=188,又,所以=49.99mm取=20，=6×20=120（機(jī)械設(shè)計指導(dǎo)表16-2）模數(shù)m=2.5齒寬b=0.8×49.99mm=39.99mm大齒輪的齒寬b=40mm小齒輪的齒寬b=45mm取=45mm,=50mm,按表4-1取m=2.5mm,實際的=m=20×2.5mm=50mm,=120×2.5mm=300mm中心距=175mm驗算輪齒彎曲強(qiáng)度齒形系數(shù)=2.94（圖11-8）,=1.56（圖11-9）=2.13,=1.81=105.7Mpa=464Mpa=Mpa=88.85Mpa=360Mpa,安全。3

3、、 齒輪的圓周速度=m/s=1.47m/s6m/s（對照課本表11-2），選擇8級精度是合適的。七、輸入軸的設(shè)計1、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步計算軸徑根據(jù)課本表14-1，材料選用45號鋼調(diào)質(zhì)，硬度217255HBS，由表14-2取c=115=115mm=19.8mm考慮有鍵槽加大5%,=19.8（1+5%）=19.86mm取=20mm2、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪右面用軸肩定位，左面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過渡配合或過盈配合，軸呈階狀，右軸承從右面裝入，齒輪、套筒、左軸承、軸承蓋和皮帶輪依次從左面裝入，軸端擋圈固

4、定皮帶輪。3、 確定軸的各段直徑和長度根據(jù)機(jī)械設(shè)計指導(dǎo)表10-1初選用6005深溝球軸承,其內(nèi)徑為25mm,寬度為12mm?？紤]齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，則該段長32mm，安裝齒輪段長度為輪轂寬度為2mm。則此段長度=（2+12+20+47）mm=81mm。軸承蓋安裝安裝直徑=66mm,高度31mm；齒輪安裝直徑=28mm；軸肩直徑=（28+2×6）mm=40mm，寬度為8mm。=（31+12+0.6）mm=43.6mm,帶輪安裝軸徑L=（1.52）=（1520）mm取L=20mm。（機(jī)械設(shè)計手冊6.1-21） V帶輪緣寬B=（Z1）e+2f=（41）

5、15;（150.3）+2×9）)mm=（630.9）mm,取B=63mm。=（63+22+82）mm=91mm4、 按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計算由上已知:分度圓直徑=50mm,轉(zhuǎn)矩 圓周力=2×50mm=1939.2N 向力=tan=1939.2N×tan=705.81N 軸進(jìn)行受力分析 齒輪位于兩軸承中央,所以=48.5mm C 繪制垂直面彎矩圖軸承支反力：=/2=352.91N=/2=969.6N由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為=，水平面彎矩=47.025N.m,合彎矩=。畫出彎矩圖 C T 求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩T=×d/2 = 11635.2

6、×300/2 =290.88 N.M如圖可知C是危險截面,繪制其當(dāng)量彎矩圖=, 可認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動循環(huán)變應(yīng)力,取折合系數(shù)=0.6所以= C 校驗危險截面=Mpa=3.961Mpa=55Mpa所以該軸的強(qiáng)度足夠8、 輸出軸的設(shè)計1、 按扭矩初算軸徑根據(jù)課本表14-1選用45#調(diào)質(zhì)鋼，硬度（217255HBS），取c=115，已知=2.85kw,=93.57,根據(jù)公式c=115×mm=35.9mm,考慮有鍵槽應(yīng)加大5%,=35.9（1+5%）=37.7mm取=38mm2、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定

7、位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過渡配合或過盈配合，軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪、套筒、右軸承和皮帶輪依次從右面裝入,軸承擋圈固定帶輪。3、 確定各段直徑和長度根據(jù)機(jī)械設(shè)計指導(dǎo)表10-1初步選用6010深溝球軸承,內(nèi)徑50mm,寬度16mm?？紤]齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，則取套筒長為20mm，安裝齒輪段長度為輪轂寬度為2mm。'=（50+20+16+2）mm=88mm，'=（16+1+15）mm=32mm。軸承蓋高度取31mm，安裝直徑=110mm；軸肩寬度為3mm，直徑為=78mm。齒輪安裝直徑為=68mm，=38m

8、m。3、 按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計算已知：分度圓直徑=300mm，轉(zhuǎn)矩 圓周力:=320mm=1939.2N 徑向力:=1939.2N×=705.81N 支承反力因為齒輪安裝在兩軸承中央,所以'='=63mm'='=/2=352.90N'='=/2=969.60N 定危險截面,并計算彎矩由設(shè)計以及輸入軸的計算可確定同樣截面C為危險截面。所以在C截面垂直面彎矩 '=',水平面彎矩'=合彎矩為'=65.00N.m當(dāng)量彎矩:取=0.6,所以= 驗危險截面=Mpa=7.82Mpa=40Mpa所以此軸的強(qiáng)度足夠九、滾動軸承

9、壽命的校核計算根據(jù)已知條件,計算要求壽命為16×8×360=46080h1、 計算輸入軸軸承已知條件:初選6005深溝球軸承,兩軸承徑向反力=352.91N,轉(zhuǎn)速=561.4,壽命計算公式當(dāng)量動載荷p的計算因為只受徑向力,所以根據(jù)課本機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表16-11,取徑向動載荷系數(shù)X=1,軸向動載荷系數(shù)Y=0,故P=352.91N壽命計算根據(jù)機(jī)械設(shè)計指導(dǎo)表10-1得基本額定動載荷=10.0KN。取=3，所以壽命=69092h>46080h預(yù)期壽命足夠2、計算輸出軸軸承已知條件:初選6010深溝球軸承,兩軸承徑向反力=352.90N,轉(zhuǎn)速=93.57,壽命計算公式當(dāng)量動載荷p

10、的計算同理P=352.90N壽命計算根據(jù)機(jī)械設(shè)計指導(dǎo)表10-1得基本額定動載荷=30.2KN。同樣取=3，所以壽命=111637979h>46080h預(yù)期壽命足夠十、鍵連接的選擇和強(qiáng)度校核計算1、 帶輪與輸入軸連接已知軸徑=20mm,轉(zhuǎn)矩。材料選用45#鋼，根據(jù)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表10-10，取=110Mpa。根據(jù)機(jī)械設(shè)計指導(dǎo)表9-25選用A型平鍵,標(biāo)記為6×40 GB/T 1096-1979,h=6mm。則平鍵擠壓強(qiáng)度=4×（20mm×6mm×40mm）=40.4Mpa=110Mpa 強(qiáng)度足夠2、 輸入軸與齒輪連接已知軸徑=28mm，轉(zhuǎn)矩。材料選用45

11、#鋼，根據(jù)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表10-10，取=110Mpa。根據(jù)機(jī)械設(shè)計指導(dǎo)表9-25選用A型平鍵,標(biāo)記為8×40 GB/T 1096-1979,h=7mm。則平鍵擠壓強(qiáng)度=4×（28mm×7mm×40mm）=24.73Mpa=110Mpa 強(qiáng)度足夠3、 輸出軸與齒輪連接已知軸徑=68mm,轉(zhuǎn)矩。材料選用45#鋼，根據(jù)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表10-10，取=110Mpa。根據(jù)機(jī)械設(shè)計指導(dǎo)表9-25選用A型平鍵,標(biāo)記為20×50 GB/T 1096-1979,h=12mm。則平鍵擠壓強(qiáng)度=4×（62mm×11mm×50mm）=34.12Mpa=110Mpa 強(qiáng)度足夠11、 輸入軸與傳送機(jī)連接聯(lián)軸器選擇1、 選擇類型選用彈性套柱銷聯(lián)軸器2、 求計算轉(zhuǎn)矩已知輸入軸轉(zhuǎn)矩。由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表17-1選擇機(jī)器工作情況系數(shù)=1.5,故計算轉(zhuǎn)矩=1.5×3、 確定型號由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計表8-164選取HL1彈性柱銷聯(lián)軸器。其公稱轉(zhuǎn)矩為160N·m，鋼性材料許用轉(zhuǎn)速為7100r/min，允許的軸孔直徑中有20mm。以上數(shù)據(jù)均滿足要求，故適用。12、 減速器的潤滑油及潤滑方式的選擇1、齒輪潤滑此減速器裝置是采用閉式，齒輪傳動為一級圓柱展開式，其齒輪的最大線速度：=m/s=1.47m/s <12m/