齿轮与轴的三种连接方式

本文格式为Word版，下载可任意编辑——齿轮与轴的三种连接方式齿轮与轴的连接方式

齿轮传动设计

1、选择材料及确定许用应力

考虑到传动功率不大（P1=2.85kw）,所以齿轮选择软齿面。由已知条件（单向传动、载荷较平稳）通过查《机械设计基础》表11-1，小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度217~286HBS，?Hlim1=730Mpa，?FE1=580Mpa；大齿轮选用45钢调质，齿面硬度197~286HBS，?Hlim2=600Mpa，?FE2=450Mpa。由表11-5，取SH=1.1,SF=1.25。所以，

??H1?=??H2?=??F1?=??F2?=

?Hlim1SH=

7301.1Mpa=664Mpa

6001.1Mpa=545Mpa

Mpa?FE1SF=

5801.25=464Mpa

4501.25Mpa=360Mpa

2、按齿面接触强度设计

根据表11-2，设齿轮按8级精度设计。由表11-3取载荷系数K=1.2,

10N·由表11-6取齿宽系数?d=0.8,小齿轮转矩T1=0.48×mm,由表11-4

5取

ZE=188,

5又

ZH2,所以

d11?32KT1??1?ZEZH??d?????H?????2=

32?1.2?0.48?100.86?1?188?2.5????6?545?≈49.99mm

16-2）

取Z1=20，Z2=i01模数m=

d11Z120=120（《机械设计指导》表Z1=6×㎜=2.5

=

49.9920齿宽b=?d49.99mm=39.99mmd11=0.8×

大齿轮的齿宽b=40mm小齿轮的齿宽b=45mm取

b2=45mm,

b1=50mm,按表4-1取m=2.5mm,实际的

d11=

Z1m=20×2.5mm=50mm,d12=120×2.5mm=300mm中心距a1=d11?d12=175mm

2验算轮齿弯曲强度

齿形系数YFa1=2.94（图11-8）,YSa1=1.56（图11-9）

YFa2=2.13,YSa2=1.81

?F1=

2KT1YFa1YSa1bmz1YFa2YSa2YFa1YSa12=

2?1.2?0.48?10?2.94?1.5639.99?2.5?202.13?1.812.94?1.5625=105.7Mpa???F1?=464Mpa

?F2=?F1=105.7?Mpa=88.85Mpa???F2?=360Mpa,安全。

3、齿轮的圆周速度

v??d11n160?1000=

3.14?50?561.460000m/s=1.47m/s?6m/s

（对照课本表11-2），选择8级精度是适合的。七、输入轴的设计

1、按扭转强度初步计算轴径

根据课本表14-1，材料选用45号钢调质，硬度217~255HBS，由表14-2取c=115

d21?c3p1n1=11532.85561.4mm=19.8mm

考虑有键槽加大5%,d21=19.8（1+5%）=19.86mm取d21=20mm2、轴的结构设计

将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮右面用轴肩定位，左面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡协同，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡协同或过盈协同，轴呈阶状，右轴承从右面装入，齿轮、套筒、左轴承、轴承盖和皮带轮依次从左面装入，轴端挡圈固定皮带轮。3、确定轴的各段直径和长度

根据《机械设计指导》表10-1初选用6005深沟球轴承,其内径为25mm,宽度为12mm。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则该段长32mm，安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。则此段长度LII=（2+12+20+47）mm=81mm。轴承盖安装安装直径d?12?=66mm,高度31mm；齿轮安装直径d?14?=28mm；轴肩直径d?15?=（28+2×6）mm=40mm，宽度为8mm。LIII=（31+12+0.6）mm=43.6mm,带轮安装轴径L=（1.5~2）

d212=（15~20）mm取L=20mm。（机械设计

手册6.1-21）V带轮缘宽B=（Z－1）e+2f=（（4－1）×（15?0.3）+2×9）)mm=（63?0.9）mm,取B=63mm。（63+22+8－2）mm=91mmL=

I4、按弯矩复合强度计算

由上已知:分度圆直径d11=50mm,转矩T2=290.8N.m①圆周力Ft1=

2T1d11=2×48.48N.m/50mm=1939.2N

②向力Fr1=Ft1tan?=1939.2N×tan200=705.81N③轴进行受力分析

齿轮位于两轴承中央,所以L1=L2=48.5mm

FAyFr1FByFAzCFBzFt1

④绘制垂直面弯矩图轴承支反力：

FAyFAz=FBy=Fr1/2=352.91N=FBz=Ft1/2=969.6N

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=FAy水平面弯矩MC2=FAz合弯矩MC=画出弯矩图

C

MB2

MB1L1=17.12N.m，

L22=47.025N.m,=50.04N.m。

MC1?MC22

MB

T

④求轴传递的转矩

T=Ft1×d/2=11635.2×300/2=290.88N.M⑥如图可知C是危险截面,绘制其当量弯矩图

Me=MC???T2?2,

可认为轴的扭切应力是脉动循环变应力,取折合系数а=0.6所以

MMe22????==181.56N.M300.26?0.6?290.88e

C

⑦校验危险截面

?e=

Me0.1d3?4?=

181.560.1?0.23Mpa=3.961Mpa?