5 齿轮几何尺寸的计算 齿顶圆直径da=270mm 分度圆直径：260mm 齿根圆直径 df2?(z2?2ha??2c?)m?240mm 6 齿轮结构设YFS2 d a=270mm df2?240mm 小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛配的腹板结构大齿轮 的有关尺寸计算如下： 轴孔直径d=60mm 轮毂直径D1?1.6d=96mm 轮毂长度L?b2?75mm 轮缘厚度?0?(3?4)m=7.5?10mm 轮缘内经D2?236mm 腹板厚度c?0.3d2?14.4mm 腹板中心孔直径D0?0.5(D1?D2)?159.6mm 腹板孔直径d0?0.25(D2?D1)?20mm 取d0=20mm 齿轮倒角n=0.5m=1.25mm 取n=1mm 大齿轮的结构如下图： 9
第五章 轴的设计 一、低速轴 1选择轴的材料，确定许用应力 选择轴的材料为45钢，正火回火处理，查表12-1可知： ?b =650 MPa ?S=360 MPa硬度180HBW 查表12-6可知 0bb???1?bb=215 MPa ???=102 MPa ???1?bb=60 MPa 2 按扭转强度估算轴的最小直径 单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联轴器相连， 结构要求考虑，输出端轴径应最小，最小直径为d?C3p2/n2 =38.7mm 考虑键槽的影响及联轴器孔径系列标准，取d=40mm. 3齿轮上作用力的计算 齿轮所受的转矩为T=9.55×10×p2/n2 =3480000N·mm 齿轮作用力：圆周力Ft=2T/d=24857N 圆周切向力Fr=Fttan?=9249N 由于该齿轮为直齿圆柱齿轮轴向力为0 4轴的结构设计 ①联轴器的选取 可采用弹性柱销联轴器，查手册得 HL4联轴器 40×112 GB5014-85 ②大齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定，靠平键和过盈
6 d1=40mm d2=45mm d3=50mm d4=52mm d5=60mm. 10
配合实现周向固定，轴通过两端轴承盖实现轴向定位，联轴器靠轴肩平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向定位。 ③确定各段轴的直径。 根据轴各段的直径确定原则，轴段1处为轴的最小直径，将估算轴d=40mm作为外伸端直径d1与联轴器相配；轴段2要考虑联轴器的定位和安装密封圈的需要，故d2=45mm，轴三安装轴承，故d3=50mm；轴段4用于安装齿轮，为便于齿轮装拆与齿轮配合处轴径d4应大于d3，取d4=52mm；齿轮左端用用套筒固定,右端用轴环定位,轴环直径d5满足齿轮定位的同时,还应满足右侧轴承的安装要求,根据选定轴承型号确定；轴段6应与段3同样的直径为d6=50mm。 ④轴承的选择。 初定轴承为深沟球轴承，代号6310. 查表知轴承宽度B=27 又由于挡油环厚度得 L6=29mm 5 校核轴的强度 ① 画出轴的计算简图，计算支座反力和弯矩 水平支座反力FAY?FDY?1/2Ft=24857N 水平面弯矩MCH?FDY?63=1600000N·mm 垂直支座反力FAZ?FDZ?1/2×Fr=4500N 垂直面弯矩MCV?FDZ?63=485000N·mm 合成弯矩MC?简图如下： M2CH?M2CV=2700000N·mm d6=50mm L6=29mm L5=15mm L4=75mm L3=42mm L2=50mm L1=110mm 11
② 计算当量弯矩Me 转矩按脉动循环考虑，应力折合系数为 ?=???1?bb/??0?bb=60/102≈0.59 C剖面最大当量弯矩为 M?CE??M?C2???T?2?27000000 N·mm ③ 校核轴径 由当量弯矩图可知，C剖面上当量弯矩最大，校核该截面直径dc= M3?CE0.1???1?b= 34.9mm 考虑截面上键槽的影响，直径增加3%，则 dc=1.03×34.9=36.0mm结构设计的直径为40mm强度足够 二．高速轴 1 选择轴的材料 确定许用应力 选轴的材料为45号钢，调质处理。查课本表12-1可知： ζB=650Mpa,ζs=360Mpa, 许用弯曲应力[ζ-1]=60Mpa 2 按扭转强度估算轴的最小直径 d?C3p2/n2考虑键槽影响取d=28mm 3 确定轴上零件的位置与固定方式 单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置。小齿轮直径较小，可做成齿轮轴。两端轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定 ，轴通过两端轴承盖实现轴向定位。小齿轮的两端设置轴肩给挡油环定位。 4 高速轴的结构设计 1） 确定轴各段的直径 轴段1的直径为轴的最小直径，故选定D1=d1=25mm；轴段2要考虑到密封圈的安装需要，选择D2=30mm；轴段3为安装轴承，为便于安装应取D3>D2，且与轴承内径标准系列相符，取D3=35mm（其中选择轴承型号为6310，安装尺寸为35mm）；轴段4在小齿轮两侧对称设置的两轴肩处直径为D4=38mm轴段5
强度足够 D1=25mm D2=30mm D3=35mm 轴承型号为6310 D4=38mm D5=50mm L5=35mm L4=84mm L3=40mm L2=45mm L1=60mm 12
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