哈工大机械设计课程设计减速器..

(5~8)mm，取轴向间距?4?6mm。齿宽b2?40mm，b3?60mm，机体内壁线距齿轮端面距离?2??。其中?为机座壁厚，且???1?2。其中?1?8mm为机盖壁厚。

取?1?8mm，?2?10mm，?2?10mm。

则内壁线L?b1?b2??4?2?2?40?60?6?20?126mm。

由参考文献[1]，轴承座宽度l2???c1?c2?(5~8)mm，其中c1、c2为扳手空间，取轴承座旁连接螺栓公称直径M12，查参考文献[1]表4.2知c1?18mm，c2?16mm。 则l2?10?18?16?8?52mm，取l2?55mm。

输入轴转速n1?1420r/min，传递的功率PkW。 1?2.737?0.99?0.99?2.683由参考文献[2]式(9.2)知

3d?CP n式中，P?PkW，n?n1?1420r/min，C为由许用扭转切应力确定的1?2.683系数，由参考文献[2]表9.4取C?100，计算得d?12.363mm。考虑到输入轴与联轴器相连，需要在键上铣出键槽，因此轴径增大5%，取d?12.363?1.05?12.981mm。

输入轴结构图如图3。

图3.

为与联轴器配合，设计右起第一段轴段直径为d11?14mm，查参考文献表13.1知当选用LH型弹性柱销联轴器Y型轴孔时，其轴孔长度L?82mm，因此第一段轴段长度l11?82mm。第二段轴段要通过轴承端盖，考虑到减速器工作环境为有尘，因此选用内包骨架旋转轴唇形密封圈作为密封方式。轴段2的直径应比轴段1直径

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大2~3mm，且与唇形圈内径相同，查参考文献[3]内包骨架旋转轴唇形密封圈的标准(GB/T 13871.1-2007)，选择轴段2的直径d12?16mm，并应伸出轴承端盖10mm。其长度由伸出轴承端盖的距离和轴承的布置位置决定。

轴段3与轴承配合，由于采用斜齿轮传动，考虑到轴承会受到较大的轴向力，采用角接触球轴承。查参考文献[1]表12.2(GB/T 292-1994摘录)，并考虑轴段3的直径应比轴段2稍大，选用7204C型号，其内圈直径为20mm，因此轴段3的直径

d13?20mm。考虑到输入轴转速较快，且电机正反转未知，高速旋转的齿轮搅动润滑油可能对轴承造成冲击。因此设计当油环阻止润滑油冲击轴承。由于要与轴承和挡油环配合，轴段3的长度应比轴承宽度宽2mm。

轴段5与齿轮配合，考虑到轴段6与另一个轴承配合，轴段6的直径d16?20mm，设计轴段5内径为24mm。考虑到第一级小齿轮齿根圆较小，应该验证是否需要直接加工为齿轮轴。

第一级小齿轮齿根圆半径d1f?d1?2.5m1?39.01?5?34.01mm，查参考文献[1]表11.27可知应选用工程尺寸b?h为8×7的平键，对应轮毂键槽深度为3.3mm，因此小齿轮齿根圆到轮毂键槽处距离为??1(d1f?d15?3.3)?3.35?2.5m=5mm。考虑2到加工齿轮轴较为困难，因此应该通过正变位使齿根圆变大。为保证传动中心距不变，应将中间轴大齿轮进行负变位。这样有助于防止中间轴大齿轮与输出轴干涉。

为使变位后齿轮满足设计要求，齿根圆d1f?40.6mm。 变位斜齿轮齿根圆直径为

*df?d?2m(ha?c*?x1)

求得x1?1.9。

考虑到安装要求，轴段5比齿轮宽度短2mm。

4.2轴的受力分析

输入轴上是斜齿轮传动，受径向力Fr、轴向力Fa、圆周力Ft和扭矩T1。

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其中

Ft?2T12?17680N?mm??906.67Nd139mmtan?tan20?Fr?Ft?906.67?338.68N

cos?cos13?Fa?Fttan13??Fttan13??209.32N求支反力。

设轴承1处径向支反力为Rr1，轴向力Ra1，轴承2处轴向支反力为Rr2，径向支反力为Ra2。则有

Rrx1?Rrx2?FrRrx1(L1?L2)?FrL2

Rry1?Rry2?FtRry1(L1?L2)?FtL2其中L1?L2?150mm，L2?42.5mm。 且Rr1?Rrx1?Rry1，Rr2?Rrx2?Rry2。 求得Rr1?274.227N，Rr2?693.634N。 画出轴的弯矩图如图4所示。

2222

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图4.

可知齿轮齿宽中点处为危险截面。

4.3轴的强度校核

由参考文献[1]表9.6可知，对危险截面的抗弯模量

?3?W?d??243?1356mm3

3232抗扭模量

??WT?d3??243?2712mm3

1616则弯曲应力

M30005N?mm?b???22.13MPa

W1356mm3同理扭切应力

T17680N?mm??1??6.76MPa 3W2612mm

当量应力?e??b?4(??)2??b?25.18MPa?[?]?1b=300MPa

2

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其中[?]?1b为对称循环变应力下轴许用弯曲应力，由参考文献[1]表9.3查得。 安全系数的校核公式为

S????1K??3001.67?16.42?0.2?00.92?0.88?8.857???S??K??a????m??1

???其中：

??????mS?——只考虑弯矩时的安全系数； S?——只考虑转矩时的安全系数；

??1、??1——材料对称循环的弯曲疲劳极限和扭转疲劳极限，由参考文献[1]表9.3，45号钢调质处理，??1?300MPa,??1?155MPa；

K?、K?——弯曲时和扭转时轴的有效应力集中系数，由参考文献[1]附表9.10、附表9.11，K??1.67,K??1.42；

??、??——零件的绝对尺寸系数，由参考文献[1]附图9.12，???0.88,???0.81；

?——表面质量系数，????，由参考文献[1]附图9.8、附表9.9，??0.92；

12??、??——把弯曲时和扭转时轴的平均应力折算为应力幅的等效系数，由参考文

献[1]查得，???0.2,???0.1；

?a、?m——弯曲应力的应力幅和平均应力，?a?29.6MPa,?m?0； ?a、?m——扭转剪应力的应力幅和平均应力，?a??m?3.0MPa；

?S?——许用疲劳强度安全系数，由参考文献[1]表9.13，?S??1.5~1.8；

校核通过。

同理确定中间轴最小轴径24mm，输出轴最小轴径32mm，并校核通过。

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