联轴器的计算转矩Tca=KAT1,查表可得,考虑到转矩变化很小,故取KA=1.3
Tca?KAT1?1.3?54.166N?m?70.41N?mm
按照计算转矩Tca应该小于联轴器公称转矩的条件,查手册,选用GYS2型弹性联轴器,其公称转矩为90000N?mm。半联轴器的孔径为22mm,故该轴段的直径为22mm。半联轴器的长度L=52mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度L1=38mm。 2.2.3.4轴的结构设计
1)轴上零件的装配方案,如图2-8所示。
图2-8
2) 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
①为了满足联轴器的轴向定位要求,需要制出一轴肩,故该段的直径为26mm。左端用轴承挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径D=32mm。半联轴器与轴配合的毂孔长度L1=38mm,为了保证轴端挡圈压在半联轴器上而不压在轴的端面上,故轴的长度比L1=38mm长度略短,故该轴段的长度取36mm。
②初选滚动轴承。根据右边轴段的直径为26mm。因轴承同时收到径向力和轴向力的作用,故选用单列圆锥滚子轴承。由轴承产品目录中初步选取角接触滚子轴承7026C,其尺寸为d?D?T?30mm?62mm?16mm,故该轴段的直径为30mm。考虑到轴承依靠封油环定位,该轴段长度略大于B=16mm,所以该轴段的长度取18mm。
③该轴为齿轮轴,根据前面所设计的内容,要正确的保持与轴Ⅱ上的大齿轮的正确的啮合,齿轮左端面与箱体内壁的距离为12mm。
④齿轮端面,轴承端面应与箱体内壁保持一定的距离。轴承端面到箱体内壁距离Δ3=8mm,齿轮端面到内壁的距离Δ2=12mm。为了保证轴承端盖的拆装及便于对于轴承添加润滑脂的要求取端盖与半联轴器的距离20mm.
此时,已经初步确定了轴的各段直径和长度。 3)轴上零件的周向定位
半联轴器与轴的周向定位采用平键联接,按表查得平键截面
b×h=6mm×6mm,键槽采用键槽铣刀加工,长为28mm。滚动轴承的轴向定位采
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用过渡配合来保证,选此轴段的直径尺寸公差为m6。
2.3轴承寿命的校核
2.3.1轴Ⅰ上轴承寿命的校核
2.3.1.1求出两轴承受到的径向载荷Fr1和Fr2
将轴系部件受到的空间力系分解为铅垂面(3-1a)和水平面(3-1b)两个平面力系,其中图(3-1c)中的Ft为通过另加转矩而平移指向轴线,图(3-1a)中的Fa亦应通过另加弯矩而平移到作用于轴线上。受力分析可知:
由第二章的设计计算可知
2T12?54166?N?2769.9N d139.11tanαtan20??Ft?1414.5N 径向力Fr?Ftcosβcos14.06?圆周力Ft?轴向力Fa?Fttanβ?Fttan14.02??691.6N
dFr?116.5-Fa?2?922.3N 所以 Fr2v?164Fr1v?Fr-Fr2v?1414.5?922.3?492.2N
Fr1H?47.5Ft?802.2N 164Fr2H?Ft-Fr1H?2469.9?802.2?1667.7N
2Fr1?Fr21v?Fr1H?941.1N
2Fr2?Fr22v?Fr2H?1905.7N
图3-1 2.3.1.2求两轴承的计算轴向力Fa1和Fa2
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对于圆锥滚子轴承,按表可知轴承派生轴向力Fd=此
1905.7941.1N?501.5N N?247.6N Fd2?2?1.92?1.9Fr,由表查得Y=1.9,因2YFd1?Fd2+Fa>Fd1
所以轴承1被放松,轴承2被压紧。
Fa1?Fa?Fd2?691.6?501.5?1193.1N Fa2?Fd2?501.5N
Fa11193.1 ??0.0189380C063000Fa2501.5??0.007960 C0630002.3.1.3求轴承当量动载荷P1和P2
因为
Fa1F?0.0189380 ,a2?0.007960 C0C0由表可查得径向载荷系数和轴向载荷系数为 轴承1 X1=1, Y1=0 轴承2 X2=1, Y2=0
因为轴承运转中有轻微的冲击载荷,由表可得fp=1~1.2,取fp=1.1,则
P.21N 1?fp(X1Fr1?Y1Fa1)?1035P2?fp(X2Fr2?Y2Fa2)?2096.27N 2.3.1.4验算轴承的寿命
因为P2>P1,所以按照轴承2的受力验算
106c310590003Lh?()?()?h?L`h?72000h
6np160?14402096.27所以所选轴承的寿命足够。
10102.4键强度的校核
2.4.1轴Ⅲ上键强度的校核 2.4.1.1确定许用应力
由第二章的设计计算可知,该连接为静联接,选用圆头平键(A型),平键截面b×h=18mm×11mm,长为50mm。
联接中轮毂材料的强度最弱,由表可以查得[σ]p=110MPa 2.4.1.2确定键的工作长度
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键的工作强度l=L-b=50mm-18mm=32mm 2.4.1.3强度计算
4T4×614.629×103≤[σ]p=MPa=109.12MPa<[σ]p 由公式可得:σp=dhl64×11×32所以所选的键联接强度足够。 2.4.1.4键槽尺寸
键标记为:键18×50GB/T1096-2003
该平键联接宽度极限偏差按一般联接,由表可查得:轴槽深d-t=5700.2 轴
0.20.0215 槽宽b=1800.043 轮毂槽深d+t1=68.4+0 轮毂槽宽b=18±轴、轮毂键槽及其尺寸如图3-2
图3-2
第三章 箱体结构及减速器附件设计
3.1箱体设计
3.1.1铸造箱体的结构设计
减速器箱体支承和固定轴系的零件,保证了传动零件的正确啮合及箱体内零件的良好的润滑和可靠的密封。
设计铸造箱体结构是应考虑箱体的刚度、结构工艺性等几个方面的要求。箱体尺寸主要按照经验确定,减速器的主要尺寸如下:
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箱体壁厚:??30mm 箱盖壁厚:δ1?20mm 箱座的凸缘厚度:b=15mm 箱盖的凸缘厚度:b1=15mm 箱座底的凸缘厚度:b2=25mm
地脚螺栓直径:df?16mm 地脚螺栓个数n=6 轴承旁联接螺栓直径:d1=14mm 箱盖、箱座联接螺栓直径:d2=10mm 轴承端盖螺钉直径:d3=8mm 检查孔盖螺钉直径:d4=8mm 箱盖的肋板厚度为:m1=10mm 箱盖的肋板厚度为:m2=9mm
大齿轮顶圆与箱体内壁间的距离:?1?20mm 齿轮端面与箱体内壁间的距离:Δ2?15mm
3.2箱体附件设计
3.2.1箱体附件的设计
为了检查传动件啮合情况、注油、排气、指示油面、通气、加工及装配时的定位、拆卸和吊运,需要在减速器上安装以下附件。 3.2.1.1窥视孔和窥视孔盖
窥视孔是为了观察运动件的啮合情况、润滑状态,润滑油也可以由此注入。为了便于观察和注油,一般将窥视孔开在啮合区的箱盖顶部。窥视孔平时用盖板盖住,称为窥视孔盖。窥视孔盖底部垫有耐油橡胶板,防止漏油。 3.2.1.2通气器
由于传动件工作时产生热量,使箱体内温度升高、压力增大,所以必须采用 通气器沟通箱体内外的气流,以平衡内外压力,保证减速器箱体的密封性。通气器设置在箱盖上。 3.2.1.3起吊装置
起吊装置用于减速器的拆卸和搬运。箱盖用掉耳环,箱座用吊钩。主要的尺寸如图4-1。
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