一级直齿圆柱齿轮减速器输出轴的轴系部件设计(上海大学机械设计2大作业).doc

机械设计大作业

设计题目 ： 一级直齿圆柱齿轮减速器输出轴的轴系部件设计

内 装： 1.设计任务书1份
2.设计计算说明书1份
3.装配工作图1张

学 院 机电工程及自动化
专 业 机械工程及自动化
学 号 11121112
设 计 者 华爆会
指 导 教 师 傅燕鸣
完 成 日 期 2014年2月9日
成 绩

机械设计大作业计算说明书

设计题目 ： 一级直齿圆柱齿轮减速器输出轴的轴系部件设计

学 院 机电工程及自动化
专 业 机械工程及自动化
学 号 11121112
设 计 者 华爆会
指 导 教 师 傅燕鸣
完 成 日 期 2014年2月9日

计 算 及 说 明
主 要 结 果
一、确定齿轮结构尺寸，计算作用在齿轮上的作用力
1.1选择齿轮的结构型式
根据《机械设计课程设计手册》第16章第5节，确定齿轮结构为齿轮轴。

1.2计算输出轴的转矩T

1.3计算作用在齿轮上的圆周力、径向力

二、 选择轴的材料
因传递的功率不大，并对质量及结构尺寸无特殊要求，所以初选轴的材料为45钢，并经过调质处理。查《机械设计课程设计手册》表16-1，得：轴材料的硬度为217~225HBW，抗拉强度极限，屈服强度极限，弯曲疲劳极限，剪切疲劳极限，许用弯曲应力；查表16-2，得。

计 算 及 说 明
主 要 结 果
三、 初步估算轴的最小直径

考虑键槽对轴强度的影响，
取

参考联轴器孔径系列标准，取

四、 轴的结构设计及强度校核
4.1联轴器的选择
由于载荷较平稳，速度不高，无特殊要求，故选用弹性柱销联轴器。查表7-9，联轴器的工作情况系数，故

查表7-6选用LT6型，公称转矩，
故，采用Y型轴孔，A型键，轴孔直径，轴孔长度，取弹性套柱销的装配距离。

4.2轴上零件的位置与固定方式的确定
大齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置在齿轮两侧。轴外伸端安装联轴器，联轴器靠轴肩轴向固定。齿轮靠轴环和套筒实现轴向固定。轴承采用两端固定，脂润滑，通过封油环和轴承盖固定。输出轴轴系结构如图所示

计 算 及 说 明
主 要 结 果

4.3各轴段直径和长度的确定
（1）各轴段直径的确定
：最小直径，安装联轴器外伸轴段，

：密封处轴段。根据联轴器的轴向定位要求，定位轴肩为

查表1-19，并考虑到毡圈油封的标准，取。该处轴的圆周速度

故选用毡圈油封合格，由表9-9，选取毡圈45JB/ZQ4606-1997。
：滚动轴承处轴段。考虑拆装方便，，取。考虑到轴只受径向力，故选用深沟球轴承。由，查表6-5，初选代号6210轴承，其基本尺寸为

安装尺寸。

选取毡圈
45JB/ZQ4606-1997。

计 算 及 说 明
主 要 结 果
：低速级大齿轮安装轴段，取
：轴环，该轴段为齿轮提供定位作用，定位轴肩高度：
则 ，
查表1-19，取标准值

：滚动轴承处轴段，。

（2）各轴段长度的确定
：安装联轴器轴段。为了保证轴向定位可靠，该轴段的长度应比联轴器轴孔的长度短2~3mm，现联轴器轴孔长为82mm，故取
：大齿轮配合段。由齿宽，为了便于定位可靠，同理取。
：此段长度除与轴上零件有关外，还与轴承宽度及轴承端盖等零件有关。且此轴段一部分长度用于装轴承盖，
一部分伸出箱体外。取
：轴环的宽度。。
：右侧安装封油环、轴承的轴段。

：此段装轴承与套筒。取套筒长度为30mm，则
。

计 算 及 说 明
主 要 结 果
输出轴的总轴长

两轴承间的跨度

4.4按弯扭合成应力校验轴的强度
输出轴的受力简图如图所示

计 算 及 说 明
主 要 结 果

截面C处的水平弯矩

截面C处垂直弯矩

截面C处的合成弯矩

输出轴所受转矩

危险截面C的当量弯矩：因为是单向回转轴，所以转矩切应力视为脉动循环变应力，取折合系数，则

故轴强度足够

轴强度足够

计 算 及 说 明
主 要 结 果
轴的弯矩图和转矩图

4.5滚动轴承校验
（1） 输出轴轴承寿命。
查表6-5得：深沟球轴承6210的基本额定动载荷，基本额定静载荷。预计寿命为10000h。。查表6-14，当收到轻微冲击，取滚动轴承载荷系数。因为，查表6-15得深沟球轴承的最小e值为0.22，故此时，则径向动载荷系数，轴向动载荷系数.

计 算 及 说 明
主 要 结 果

故轴承寿命符合要求。

（2） 轴承润滑方式的确定。
齿轮的圆周速度

故轴承采用脂润滑。

五、 键的选择与强度校核
5.1输出轴外伸端处
（1） 选择键连接的种类和尺寸。
，，考虑到键在轴中部安装，查表4-27，选键10X80 GB/T 1096-2003，
。选择材料为45钢，查表4-28，键静连接时的许用挤压应力为，
取。
工作长度。键与轮毂键槽的接触高度。

（2） 校核键连接的强度。

轴承寿命符合要求

轴承采用脂润滑

计 算 及 说 明
主 要 结 果

故键的强度足够，选择键10X80 GB/T 1096-2003合适。

5.2输出轴大齿轮连接处
（1）选择键连接的种类和尺寸。
大齿轮连接处，，考虑到键在轴中部安装，查表4-27，选键16X70 GB/T 1096-2003，。选择材料为45钢，查表4-28，键静连接时的许用挤压应力为，
取。
工作长度。键与轮毂键槽的接触高度。

故键的强度足够，选择键16X70 GB/T 1096-2003合适。

六、 设计小结（300字）

七、 参考资料
[1]傅燕鸣主编. 机械设计课程设计手册. 上海：上海科学技术出版社，2013.
[2]濮良贵，纪名刚主编. 机械设计. 8版. 北京：高等教育出版社，2006.

键的强度足够，选择键10X80 GB/T 1096-2003

键的强度足够，选择键16X70 GB/T 1096-2003