【《某啮合行星齿轮减速器传动轴及其键的设计计算案例》1600字】

某啮合行星齿轮减速器传动轴及其键的设计计算案例1.1输入轴的设计与校核输入的功率P1=11kw输出的功率P2=10.67kw1.验算在轴上的力转矩T2.粗略估算轴的直径轴的材料选用45号钢，调质处理，τ由公式8-2可以知道：d≥A3行星轮轴采用中空的结构取d≥32.4mm，实际尺寸在确定轴承时确定。行星轮轴采用中空的结构取d≥32.4mm，实际尺寸在确定轴承时确定。轴的结构方法设计确定为轴承靠轴肩定位，左端轴肩靠套筒以及端盖定位。1.轴的结构设计轴的结构方法设计确定为轴承靠轴肩定位，左端轴肩靠套筒以及端盖定位。（1）（2）确定轴各个段落直径以及长度。确定为HL3型，如图3-1示。Ⅰ段已知联轴器是HL3,联轴器毂孔长60mm，取d1=35mm，l1=58mm。Ⅱ段保证定位准确，轴肩的高度h=c+（2~3）mm，孔倒角选用C=3mm，符合要求规定。密封内径，采用端盖宽度15mm，那么d2=45mm,l2=30mm。Ⅳ段这段是两个轴承之间，需要比轴承内径略稍小，装套筒使轴承轴向定位。取为d4=45，lⅣ段这段是两个轴承之间，需要比轴承内径略稍小，装套筒使轴承轴向定位。取为d4=45，l4=35mm。Ⅴ段Ⅴ段轴承，是7210型角接触球轴承，d5=50mm，l5=18mm。Ⅵ段轴向定位，是一轴肩，取d6=70mm，l6=15mm。Ⅶ段这段和鼓形齿套连接起来，轴孔直径d7=100mm，孔长l7=18mm。图3-1图3-1输入轴齿轮是直齿，主承受扭矩的力的作用，它的工作能力可以照着扭转强度条件计算。强度条件是：4.轴的强度校核齿轮是直齿，主承受扭矩的力的作用，它的工作能力可以照着扭转强度条件计算。强度条件是：τd≥A3式子中：A—主要会受轴的材料的许用扭转切应力[τττT5.精确校核轴的疲劳强度在第一段轴和第二段轴的中间会存在应力集中源，第一段轴上有键的存在，所以受到应力会比较大，应力集中会更加严重，选取它的第三段轴的地方为危险截面。（1）选择危险截面在第一段轴和第二段轴的中间会存在应力集中源，第一段轴上有键的存在，所以受到应力会比较大，应力集中会更加严重，选取它的第三段轴的地方为危险截面。（2）计算危险截面上工作应力W=抗扭截面系数：W截面上的扭剪应力：τ（3）确定轴材料的机械性能弯曲疲劳极限σ−1=300mm2,剪切疲劳极限τ−1=155N/mm碳钢材料特性系数：φσ=0.2轴肩的圆角的地方，存在有效应力集中系数Kσ轴肩的圆角的地方，存在有效应力集中系数Kσ，Kτ，依据r/d=1.6/35=0.046,由此可得，键槽处产生应力集中kσ、kτ，根据σb，由插值计算得到，k尺寸系数εσ、εr，根据d，查得εσ表面状况系数βσ、根据σb表面加工得轴肩的综合形象系数Kσ、KKK键槽处综合影响系数Kσ、KKK同一截面上有两个以上应力集中源，取较大的综合影响系数计算安全系数合适，所以按配合处系数K同一截面上有两个以上应力集中源，取较大的综合影响系数计算安全系数合适，所以按配合处系数Kσ、K采用许用安全系数[S]=1.6求得：SSSca6.轴的弯矩图和扭矩图H水平面（1）求轴承的反力H水平面RH1=856.5N,V垂直面求第一个轴承处的弯矩V垂直面求第一个轴承处的弯矩RV1=942.24N（2）H水平面MH1=172156.5NV垂直面MV1=0N合成弯矩MM1=172156.5N∙mm扭矩T：T=71952N∙mm弯矩合成：当量弯矩Mca1=177486.9Nσ1=M显然，σ1≤[所以安全。静连接，按照挤压强度计算，轴上键的设计及校核7.静连接，按照挤压强度计算，轴上键的设计及校核，算式为：σp=式中：T—转矩（N∙mm）；h—键的高度（mh—键的高度（mm）；l—键的工作长度（mm），A型键l=L−b；B型键l=L；C型键l=L−b/2，其中L是键的长度，b是键的宽度；按照轻微冲击计算：根据轴径大小，选用C型键，b=10mm，h=8mm，L=45~80mm按照轻微冲击计算：根据轴径大小，选用C型键，b=10mm，h=8mm，L=45~80mm，取L=40mm，l=L−bσσσp弯矩图和扭矩图如图3-2示。1.2输出轴的设计与校核输出转速n2=180r/min1.计算作用在轴上的力转矩T2=558348N∙mm，总的传动效率取η=0.97，则输出功率2.初步估算轴的直径选用40Cr作为轴的材料。由式子8-2：d≥A3图图3-2弯矩图查表格8-6，取A=100。d≥A1.轴的结构设计输出轴一端和圆盘连接，另一端经连轴器输出，轴共分为3段。（1）确定轴的结构方案输出轴一端和圆盘连接，另一端经连轴器输出，轴共分为3段。（2）确定各个轴段的直径和长度ⅠⅠ段根据dmin,根据T2和n2来选择连轴器，选用型号为HL4，孔的直径d=40mm，轴孔长度是l=88mm。轴的长度理应比毂孔长度短1~4mm。所以d1=40mm，l1=84mm。Ⅱ段第二段装轴承端盖，使轴承轴向定位以及密封，取长度40mm。所以有d2=60mm，l2=40mm。Ⅲ段第三段装轴承，采用7209C型角接触球轴承，d=45mm，D=85mm，B=19mm。所以取d=45mm，l3=135mm。如图3-3示：图3-34.轴的强度校核齿轮用直齿，轴主承受扭矩，工作能力根据扭转强度条件计算。轴的材料是图3-3输出轴40Cr，图3-3输出轴扭转强度条件：τTd≥A3ττT5.轴上键的设计及校核式中式中τT—轴的扭转切应力（N/mT—轴所受的扭矩（N∙mm）；WT—轴的抗扭截面模量（mm3）；n—轴的转速（r/min）；P—轴传递的功率（kw）；τT—轴的许用扭转切应力（N/mA—取决于轴的材料的许用扭转切应力τT转矩：T=558348N/mmσP式中式中T—转矩（N∙mm）；d—轴径（mm）；h—键的高度（mm）;l—键的工作长度（mm），A型键