機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)例分析

二級(jí)減速器輸入軸軸系零件設(shè)計(jì)組長(zhǎng)：賀志娟組員：王寧

鄭威

陳濤

尹鵬

蔡志輝團(tuán)隊(duì)分工明細(xì)表設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)二級(jí)減速器的輸入軸。已知輸入功率P=8kw，轉(zhuǎn)速n=500r/min，齒輪齒寬B=70mm，齒數(shù)z=28，模數(shù)m=2.5，壓力角a=20°，電動(dòng)機(jī)為Y160L-6。減速器使用年限十年（每年300天），兩班制工作。輸入軸設(shè)計(jì)要求一.選取軸的材料和熱處理方法二.輸入軸的受力分析三.判斷危險(xiǎn)截面和校核輸入軸的設(shè)計(jì)選擇材料初步估算軸的直徑輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輸入軸的結(jié)構(gòu)圖一.選取軸的材料和熱處理方法選取軸的材料和熱處理方法：

選取軸的材料為45鋼，并且經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理硬度HB=240

。選擇材料軸徑計(jì)算

根據(jù)選用材料為45鋼，

的范圍為

，選取

值為120，高速軸功

代入數(shù)據(jù)：

考慮到軸的外伸端上開(kāi)有鍵槽，將計(jì)算軸頸增大3%～7%后，取標(biāo)準(zhǔn)直徑為45mm。初步估算軸的直徑

輸入軸系的主要零部件包括一對(duì)深溝球軸承，考慮到軸的最小直徑為45mm，而差速器的輸入齒輪分度圓為70mm，設(shè)計(jì)輸入軸為齒輪軸，且7軸段為了便于軸上零件的裝卸，采用階梯軸結(jié)構(gòu)。

輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1軸段、5軸段兩端軸頸跟深溝球軸承6309配合，采用過(guò)度配合k6，實(shí)現(xiàn)徑向定位，根據(jù)軸承B=25mm，

端軸頸直徑為60mm，1軸段長(zhǎng)度為30mm和5軸段長(zhǎng)度為

28mm。為保證加工到位，和保證裝配時(shí)相鄰零件的端面靠緊，在齒輪段兩端軸頸處加工2軸段與4軸段，即退刀槽，選取槽寬為

5mm，槽深為2mm。輸入軸的7軸段與帶輪的從動(dòng)齒輪鍵連接，開(kāi)有鍵槽，選取直徑為45mm，長(zhǎng)為78mm。根據(jù)以上信息可得輸入軸的基本尺寸如下表：名稱(chēng)1軸段2軸段3軸段4軸段5軸段6軸段7軸段長(zhǎng)度（mm）3051005286078直徑（mm）55516351555045輸入軸的結(jié)構(gòu)圖畫(huà)受力簡(jiǎn)圖計(jì)算支座反力計(jì)算彎矩二.輸入軸的受力分析畫(huà)受力簡(jiǎn)圖（1）作用于齒輪上的圓周力：

（2）作用于齒輪上的徑向力：

（3）計(jì)算在水平面上的反力：

（4）計(jì)算在垂直面上的反力：

計(jì)算支座反力（1）計(jì)算水平面上的彎矩：

（2）計(jì)算垂直面上的彎矩：

（3）計(jì)算合成彎矩：

（4）計(jì)算轉(zhuǎn)矩：計(jì)算彎矩（5）計(jì)算截面當(dāng)量彎矩：取應(yīng)力校正系數(shù)。（6）繪制輸入軸的載荷分析圖：計(jì)算彎矩判斷危險(xiǎn)截面和校核按彎扭合成強(qiáng)度校核三.判斷危險(xiǎn)截面和校核如上計(jì)算所得：危險(xiǎn)截面位于安裝齒輪的位置。判斷危險(xiǎn)截面根據(jù)軸是單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取

，軸的計(jì)算應(yīng)力為：

式中：

——軸所受的彎矩，單位N·mm；

——軸所受的扭矩，

單位N·mm；

——抗彎截面系數(shù)，

，根據(jù)截面形狀，

取;

——對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)軸的許用彎曲應(yīng)力，

單位

。

已選