机械设计大作业
设计题目：一级直齿圆柱齿轮减速器输出轴的轴系部件设
计
内 装： 1.设计任务书1份
2.设计计算说明书1份
3.装配工作图1张
学 院 机电工程及自动化
专 业 工业工程
学 号 12121930 12121924
设 计 者 章申君 顾伟
指 导 教 师 邓召义
完 成 日 期 2015年1月4日
成 绩
此处插入照片
计算及说明
一、确定齿轮结构尺寸，计算作用在齿轮上的作用力
1.1选择齿轮的结构型式
根据《机械设计课程设计手册》第16章第5节，确定齿轮结构为齿轮轴。
1.2计算输出轴的转矩T
1.3计算作用在齿轮上的圆周力、径向力
2、选择轴的材料
因传递的功率不大，并对质量及结构尺寸无特殊要求，所以初选轴的材料为45钢，并经过调质处理。查《机械设计课程设计手册》表16-1，得：轴材料的硬度为217~225HBW，抗拉强度极限，屈服强度极限，弯曲疲劳极限，剪切疲劳极限，许用弯曲应力；查表16-2，得。
计算及说明
3、初步估算轴的最小直径
考虑键槽对轴强度的影响，
取
参考联轴器孔径系列标准，取
4、轴的结构设计及强度校核
4.1联轴器的选择
由于载荷较平稳，速度不高，无特殊要求，故选用弹性柱销联轴器。查表7-9，联轴器的工作情况系数，故
查表7-6选用LT6型，公称转矩，
故，采用Y型轴孔，A型键，轴孔直径，轴孔长度，取弹性套柱销的装配距离。
4.2轴上零件的位置与固定方式的确定
大齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置在齿轮两侧。轴外伸端安装联轴器，联轴器靠轴肩轴向固定。齿轮靠轴环和套筒实现轴向固定。轴承采用两端固定，脂润滑，通过封油环和轴承盖固定。输出轴轴系结构如图所示
计算及说明
4.3各轴段直径和长度的确定
（1）各轴段直径的确定
：最小直径，安装联轴器外伸轴段，
：密封处轴段。根据联轴器的轴向定位要求，定位轴肩为
查表1-19，并考虑到毡圈油封的标准，取。该处轴的圆周速度
故选用毡圈油封合格，由表9-9，选取毡圈35JB/ZQ4606-1997。
：滚动轴承处轴段。考虑拆装方便，，取。选用圆锥滚子轴承。由，查表6-3，初选代号30208轴承，其基本尺寸为
安装尺寸。
计算及说明
：低速级大齿轮安装轴段，取
则，
：滚动轴承处轴段，。
（2）各轴段长度的确定
：大齿轮配合段。由齿宽，为了便于定位可靠，同理取。
：此段长度除与轴上零件有关外，还与轴承宽度及轴承端盖等零件有关。且此轴段一部分长度用于装轴承盖，
一部分伸出箱体外。取
：右侧安装封油环、轴承的轴段。
：此段装轴承与套筒。取套筒长度为30mm，则
。
计算及说明
4.4按弯扭合成应力校验轴的强度
输出轴的受力简图如图所示
计算及说明
截面C处的水平弯矩
截面C处垂直弯矩
截面C处的合成弯矩
输出轴所受转矩
危险截面C的当量弯矩：因为是单向回转轴，所以转矩切应力视为脉动循环变应力，取折合系数，则
故轴强度足够
计算及说明
轴的弯矩图和转矩图
4.5滚动轴承校验
（1） 输出轴轴承寿命。
查表6-5得：圆锥滚子轴承30208的基本额定动载荷，基本额定静载荷。预计寿命为10000h。查表6-14，当收到轻微冲击，取圆锥滚子轴承载荷系数。因为，查表6-3得圆锥滚子轴承的最小e值为0.37，故此时，则径向动载荷系数，轴向动载荷系数.
计算及说明
故轴承寿命符合要求。
（2） 轴承润滑方式的确定。
齿轮的圆周速度
故轴承采用脂润滑。
5、 键的选择与强度校核
5.1输出轴外伸端处
（1） 选择键连接的种类和尺寸。
，，考虑到键在轴中部安装，查表4-27，选键10X80 GB/T 1096-2003，。选择材料为45钢，查表4-28，键静连接时的许用挤压应力为，
取。
工作长度。键与轮毂键槽的接触高度。
（2） 校核键连接的强度。
计算及说明
故键的强度足够，选择键10X80 GB/T 1096-2003合适。
5.2输出轴大齿轮连接处
（1）选择键连接的种类和尺寸。
大齿轮连接处，，考虑到键在轴中部安装，查表4-27，选键14X9 GB/T 1096-2003，。选择材料为45钢，查表4-28，键静连接时的许用挤压应力为，
取。
工作长度。键与轮毂键槽的接触高度。
故键的强度足够，选择键16X70 GB/T 1096-2003合适。
6、参考资料
[1]傅燕鸣主编. 机械设计课程设计手册. 上海：上海科学技术出版社，2013.
[2]濮良贵，纪名刚主编. 机械设计. 8版. 北京：高等教育出版社，2006.
