机械设计课程设计说明书

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YFa1=2.80 YSa1=1.55 YFa2=2.14 YSa2=1.83 (8)许用弯曲应力[σF] 根据课本P136（6-53）式： [σF]= σFlim YSTYNT/SF 由课本图6-35C查得： σFlim1=290Mpa σFlim2 =210Mpa 由图6-36查得：YNT1=0.88 YNT2=0.9 试验齿轮的应力修正系数YST=2 按一般可靠度选取安全系数SF=1.25 计算两轮的许用弯曲应力 [σF]1=σFlim1 YSTYNT1/SF=290×2×0.88/1.25Mpa =408.32Mpa [σF]2=σFlim2 YSTYNT2/SF =210×2×0.9/1.25Mpa =302.4Mpa 将求得的各参数代入式（6-49） σF1=(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1 =(2×1×50021.8/45×2.5=77.2Mpa< [σF]1 σF2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1 =(2×1×50021.8/45×2.5=11.6Mpa< [σF]2

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YFa1=2.80 YSa1=1.55 YFa2=2.14 YSa2=1.83 σFlim1=290Mpa σFlim2 =210Mpa YNT1=0.88 YNT2=0.9 YST=2 SF=1.25 σF1=77.2Mpa σF2=11.6Mpa 2×20) ×2.80×1.55Mpa 2×120) ×2.14×1.83Mpa ……………………………………………………………精品资料推荐…………………………………………………

故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够 (9)计算齿轮传动的中心矩a a=m/2(Z1+Z2)=2.5/2(20+120)=175mm (10)计算齿轮的圆周速度V V=πd1n1/60×1000=3.14×50×458.2/60×1000 =1.2m/s a =175mm V =1.2m/s 六、轴的设计计算 输入轴的设计计算 1、按扭矩初算轴径 选用45#调质，硬度217~255HBS 根据课本P235（10-2）式，并查表10-2，取c=115 d≥115 (2.304/458.2)1/3mm=19.7mm 考虑有键槽，将直径增大5%，则 d=19.7×(1+5%)mm=20.69 ∴选d=22mm 2、轴的结构设计 （1）轴上零件的定位，固定和装配 d=22mm 单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对 两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用 套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两

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轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过渡配合固 定 （2）确定轴各段直径和长度 工段：d1=22mm 长度取L1=50mm ∵h=2c c=1.5mm II段:d2=d1+2h=22+2×2×1.5=28mm ∴d2=28mm d1=22mm L1=50mm d2=28mm 初选用7206c型角接触球轴承，其内径为30mm, 宽度为16mm. 考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内 壁应有一定距离。取套筒长为20mm，通过密封 盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和 箱体外壁应有一定矩离而定，为此，取该段长为 55mm，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm, 故II段长： L2=（2+20+16+55）=93mm III段直径d3=35mm L3=L1-L=50-2=48mm Ⅳ段直径d4=45mm 由手册得：c=1.5 h=2c=2×1.5=3mm d4=d3+2h=35+2×3=41mm 长度与右面的套筒相同，即L4=20mm

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L2=93mm d3=35mm L3=48mm d4=41mm L4=20mm ……………………………………………………………精品资料推荐…………………………………………………

但此段左面的滚动轴承的定位轴肩考虑，应 便于轴承的拆卸，应按标准查取由手册得安装尺 寸h=3.该段直径应取：（30+3×2）=36mm 因此将Ⅳ段设计成阶梯形，左段直径为36mm Ⅴ段直径d5=30mm. 长度L5=19mm d5=30mm 由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=100mm L=100mm (3)按弯矩复合强度计算 ①求分度圆直径：已知d1=50mm ②求转矩：已知T2=50021.8N·mm ③求圆周力：Ft 根据课本P127（6-34）式得 Ft=2T2/d2=50021.8/50=1000.436N ④求径向力Fr 根据课本P127（6-35）式得 Fr=Ft·tanα=1000.436×tan200=364.1N ⑤因为该轴两轴承对称，所以：LA=LB=50mm (1)绘制轴受力简图（如图a） （2）绘制垂直面弯矩图（如图b） 轴承支反力： FAY=FBY=Fr/2=182.05N FAZ=FBZ=Ft/2=500.2N

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Ft =1000.436N Fr=364.1N FAY =182.05N FBY =182.05N FAZ =500.2N ……………………………………………………………精品资料推荐…………………………………………………

由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C 在垂直面弯矩为 MC1=FAyL/2=182.05×50=9.1N·m MC1=9.1N·m (3)绘制水平面弯矩图（如图c） 截面C在水平面上弯矩为： MC2=FAZL/2=500.2×50=25N·m (4)绘制合弯矩图（如图d） MC=(MC12+MC22)1/2=(9.12+252)1/2=26.6N·m (5)绘制扭矩图（如图e） MC2=25N·m MC =26.6N·m T=48N·m 15