斜齿圆柱齿轮减速器轴系部件设计书报告.docx
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机械设计基础
大作业计算说明书
题目：
朱自发
学院：
航天学院
班号：
1418201班
姓名：
朱自发
日期：
2016.12.05
哈尔滨工业大学
机械设计基础
大作业任务书
题目：
轴系部件设计
设计原始数据及要求：
方案序号
5
输出轴功率（KW）
6.3
输出轴转速
175
大齿轮齿数
83
齿轮模数（mm）
3
大齿轮宽度
80
半联轴器轮毂宽（mm）
70
机器工作环境
清洁
机器载荷特性
平稳
机器工作年限班次
3年3班
中心距（mm）
160
小齿轮的齿数
20
目录
1.设计题目 4
2.设计原始数据 4
3.设计计算说明书 5
3.1轴的结构设计 5
3.1.1轴材料的选取 5
3.1.2初步计算轴径 5
3.1.3结构设计 6
3.2校核计算 8
3.2.1轴的受力分析 8
3.2.2校核轴的强度 10
3.2.3校核键的强度 11
3.2.4校核轴承的寿命 11
4. 参考文献 12
1.设计题目
斜齿圆柱齿轮减速器轴系部件设计
2.设计原始数据
方案序号
5
输出轴功率（KW）
6.3
输出轴转速
175
大齿轮齿数
83
齿轮模数（mm）
3
大齿轮宽度
80
半联轴器轮毂宽（mm）
70
机器工作环境
清洁
机器载荷特性
平稳
机器工作年限班次
3年3班
中心距（mm）
160
小齿轮的齿数
20
3.设计计算说明书
3.1轴的结构设计
3.1.1轴材料的选取
大、小齿轮均选用45号钢，调制处理，采用软齿面，大小齿面硬度为，平均硬度；齿轮为8级精度。
因轴传递功率不大，对重量及结构尺寸无特殊要求，故选用常用材料45钢，调质处理。
3.1.2初步计算轴径
按照扭矩初算轴径：
式中：
d——轴的直径，mm；
——轴剖面中最大扭转剪应力,；
P——轴传递的功率，；
n——轴的转速，；
——许用扭转剪应力，；
C——由许用扭转剪应力确定的系数；
根据参考文献查得，取
故
本方案中，轴颈上有一个键槽，应将轴径增大5%，即
取圆整，。
3.1.3结构设计
（1）轴承部件的支承结构形式
减速器的机体采用剖分式结构。
轴承部件采用两端固定方式。
（2）轴承润滑方式
螺旋角:
齿轮线速度：
因,故轴承用油润滑。
（3）联轴器及轴段1
选定联轴器的类型和型号，从而确定联轴器的轮毂宽度和
孔的直径，设计任务书中已给出了联轴器的轮毂宽和联轴器孔直径系列：
末位数为：
0、2、5、8。
设本例中给定的联轴器的轮毂宽,故取。
（4）轴的结构设计
①橡胶密封圈与轴段2
轴肩高,相应。
选橡胶密封轴径为，则。
②轴承与轴段3及轴段6
考虑齿轮有轴向力，轴承类型选角接触球轴承。
取轴承内径，现暂取轴承型号为7209C,查表[2]轴承外径,宽度,故轴段3的直径，轴段7的直径。
③与齿轮配合的轴段4
取
④轴环-轴段5
齿轮左端轴肩高,取，轴环长度为,可取轴段5的长度。
⑤轴段6
右端轴肩高,取，可取轴段6的长度
⑤轴承座设计以及轴段2，3，7的长度
齿轮端面与机体间留有足够的间距（≥箱体壁厚），取.轴承采用油润滑，取轴承上靠近机体内壁的端面与机体内壁间的距离，壁厚，轴承座应有足够的宽度
。
调整垫片的厚度取为。
轴承端盖凸缘厚度
轴段的长度画图确定。
量取：
端盖外圈直径
（5）键联接设计
联轴器及齿轮与轴的周向联接均采用A型普通平键联接，分别为键10x50GB1096-90及键14x50GB1096-90
3.2校核计算
3.2.1轴的受力分析
为简化计算，取轴承宽度的中间为支点。
取齿轮齿宽中间为力作用点，则可得跨矩.
（1）画轴的受力简图并计算齿轮上的作用力
齿轮分度圆直径：
轴上所受转矩
齿轮所受圆周力
齿轮所受径向力
齿轮所受轴向力
（2）计算支承反力
在水平面
在垂直面
轴承1的总支反力
轴承2的总支反力
（3）画弯矩图
在水平面上，a-a剖面左侧：
a-a剖面右侧：
在垂直面：
合成弯矩，a-a剖面左侧：
a-a剖面右侧：
（4）画转矩图
（5）画当量弯矩图
最大当量弯矩
3.2.2校核轴的强度
查资料得：
，
因此：
满足要求
3.2.3校核键的强度
联轴器处键的挤压应力
取键、轴及联轴器的材料均为钢，查得[1]
故，强度足够
齿轮处键的挤压应力
取键、轴及联轴器的材料均为钢，查表得
故，强度足够
3.2.4校核轴承的寿命
查表[2]得7209C轴承C=29800N,C0r=23800N
（1）计算轴承的轴向力
内部轴向力的方向如图
内部轴向力的大小为:
S=0.4Fr
S2与Fa同向，则
1端被压紧，2端放松
比较两轴承的受力，因,故只需校核轴承1
（2）计算当量动载荷
，查表[1]得e=0.42
因为所以X=0.44,Y=1.33
载荷平稳，
当量动载荷
（3）校核轴承寿命
温度系数,
轴承1的寿命
已知减速器使用三年，三班制工作，则最大预期寿命
显然,故轴承寿命很充裕
4. 参考文献
1.宋宝玉.机械设计基础（第4版）.哈尔滨：
哈尔滨工业大学出版社，2010
2.王连明，宋宝玉.机械设计课程设计（修订版）.哈尔滨：
哈尔滨工业大学出版社，2005
3.王瑜.机械设计基础大作业指导书.哈尔滨工业大学，2014
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