福州大学机械设计大作业齿轮及轴系零件设计资料文档格式.docx
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三、结构简图……………………………（3）
四、计算内容……………………………（4）
五、参考文献……………………………（12）
附：
1、装配简图
一．目的
1、掌握齿轮及轴系零件结构设计的方法
2、培养独立设计能力
3、学会查阅有关手册及设计资料
二．题目及方案
1、题目：
齿轮及轴系零件设计
2、设计方案：
项目
输出轴转速（r/min）
输出轴功率（kW）
大齿轮齿数Z2
大齿轮模数mn
大齿轮螺旋角β（左旋）
大齿轮宽度B
小齿轮齿数Z1
设计方案
170
6
113
3
9°
22'
80
26
三．结构简图：
计算及说明：
四．计算内容
（一）估算轴径
1）选材，定热处理
45钢，调质，
=60MPa
2）初步确定轴的最小直径
按许用切应力的方法初步估算轴的最小直径，根据表15-3，取
（二）选取联轴器
1）轴的转矩
由题可知
，
可得：
2）联轴器的计算转矩
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径，为了使所选的轴的直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器的型号。
联轴器的计算转矩
，考虑转矩变化很小，查表14-1，
取
则
3）半联轴器的主要参数及尺寸
按照计算转矩
应小于联轴器转矩的条件，
查标准
选用LX3型弹性柱销联轴器
半联轴器的孔径：
d=40mm,故取
半联轴器长度：
L=112mm
半联轴器与轴配合的毂孔长度：
4）半联轴器标记
（三）选择轴承
1）轴承选用7210AC
2）因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用角接触球轴承，参照工作要求，并根据
由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组，标准精度级的角接触球轴承46210，其尺寸为：
（四）计算和确定齿轮的各部分尺寸
1）齿轮：
内孔直径
2）结构简图：
（五）初步设计轴的结构
1）为了满足半联轴器的轴向定位要求，
轴段右端需制出一轴肩，由密封圈处轴径标准值系列：
取
2）
轴段右端的轴肩为非定位轴肩，由轴承标准系列综合考虑，
由于两个轴承成对，故尺寸相同，
所以
因为轴承宽度B=20mm,
所以，
3）半联轴器与轴配合的毂孔长度
，为保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故
长度应比
略短一些，
4）由齿轮内孔轴径及III-IV轴段右端轴肩考虑，该轴肩为非定位轴肩，
IV-V轴段右端轴肩为定位肩，
所以取
h取8mm，轴环宽度
5）VII-VIII轴段左端的轴肩为定位肩
故取
6）由于齿轮轮毂的宽度为80mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段长度应略短于轮毂宽度，
7）轴承端盖的总宽度为20mm,根据轴承端盖的装拆以及便于对轴承添加润滑油的要求，取端盖的外端面和半联轴器右端间的距离L介于20~25之间，取L=22mm，
故
。
由于齿轮转速
，所以选择润滑油方式，
8）取齿轮距箱体内壁距离a=12mm
角接触球轴承宽度B=20mm
所以
（六）选择键的类型和尺寸
1）选择键的类型：
齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接
2）确定尺寸
①齿轮与轴的周向定位键的选择
按
，由表6-1查得平键截面
键槽用键槽铣刀加工，长为63mm
同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为
②半联轴器与轴的周向定位键的选择
同样，半联轴器与轴的链接，选用平键为
3）写出标记
半联轴器与轴的周向定位键标记
齿轮与轴的周向定位键标记
（七）轴的强度校核
1）跨距计算
2）作受力简图
由题可知，
3）求弯矩M
①求水平支反力和弯矩
所以
②求垂直面支反力和弯矩
③求合成弯矩M
④扭矩
⑤求当量弯矩
⑥校核危险截面强度
最大处
（八）滚动轴承的寿命计算
1）求作用在轴承上的径向力
2）求派生轴向力
，所以左侧的轴承放松，右侧的轴承压紧
3）求当量动载荷
取
4）计算轴承寿命
查表可得：
（九）键连接的强度计算
1）齿轮与轴的周向定位键的强度校核（
）
2）半联轴器与轴的周向定位键的选择（
（十）联轴器的校核计算
需用最大转速为
，符合要求。
五．参考文献
（1）濮良贵，纪名刚主编机械设计（第八版）高等教育出版社
（2）吴宗泽，罗圣国主编机械设计课程设计手册高等教育出版社
（3）龚溎义主编机械设计课程设计图册（第三版）高等教育出版社
结论：
轴径选取45钢，
调质处理
轴的最小直径初定为38.70mm
=438176.5Nmm
选用LX3型弹性柱销联轴器
d=40mm
L=112mm
轴承选用7210AC
各轴段长度和半径：
选择圆头普通平键
轴承寿命
符合要求
符合强度要求
符合校核计算
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