文档介绍：设计皮带运输机减速器的主动轴。斜齿轮宽度B自定(50~120mm),轴端装有联轴器。其它参数如下表:
电机功率
轴转速
齿数
齿轮模数
螺旋角
齿面硬度
P=12kw
220r/min
Z1=28
5mm
13°
硬齿面
轴的结构设计详图参见下列图例。具体轴径尺寸大小可以根据强度计算结果按照§15-2轴的结构设计方法自行确定(强度计算可参考P377~379例题)。每个轴段的长度可不变或自定。要求利用pro/E或其它三维软件进行三维建模,并转换成AutoCAD绘制零件图或用AutoCAD绘制其零件工作图(两面视图,用A2或A3纸绘图),并标注公差、粗糙度。注:只画出轴的零件图,不画轴上的其它零件。
设计思路、方法:
根据轴的设计的基本理论及方法,先选定轴的材料,再根据轴的参数计算出轴的各段直径,以及所需段长,轴的各个尺寸确定好以后,进行轴的强度校核,以保证轴能正常工作。
在保证各个参数无误后,绘制工程图,进行制造。
(四)设计计算过程与强度校核计算:
1、求出轴上的转矩T
T=9550000×=9550000×N·mm=·mm
求作用在齿轮上的力
齿轮的分度圆的直径为
d==mm
而
圆周力,径向力,轴向力。
初步确定轴的最小直径
先按公式估算出轴的最小直径。选取轴的材料为45钢,调质处理。根据表15-3,取A0=112,于是得:
=
查手册,选用HL4型弹性柱销联轴器,其公称转矩为1250000N*mm。半联轴器的孔径d1=55,半联轴器长度L=112mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度L1=84mm。
输入轴的最小直径是安装联轴器处地直径d1,所以取d1=55mm,联轴器的孔径也为d1=55mm。
轴的结构设计
1)、为了满足半联轴器的轴向定位要求,第一段右端需要制出一轴肩,故,取第二段的直径d2=62mm;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径D=63mm。并且,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不是压在轴的端面上,故轴的第一段长度L1=82mm。
2)、初步选择滚动轴承。因轴承受的力主要是径向载荷轴向载荷很小,所以选用深沟球轴承6013d*D*T=65*100*18,故d3=65mm,L3=29mm,套筒长10mm。
3)、取安装齿轮处的轴段得直径d4=70mm,齿轮的右端与轴承之间采用套筒定位。齿轮的轮毂宽度取80mm,故L4=76mm,齿轮的左端采用轴肩定位,h>,故取h=6mm,则轴环处直径d5=82mm。,取L5=12mm。
4)、轴承端盖的总宽度为20mm。端盖的外端面与半联轴器的左端面的距离L=30mm,故取L2=50mm。
5)、L6=20mm
6)、在半联轴器与轴连接处,选用平键,半联轴器与轴的配合为
;齿轮与轴连接处选平键,配合为。
4)、确定倒角尺寸
参考表15-2,取轴端倒角为
计算轴上的载荷
首先根据轴的结构图做出轴的计算简图。画出弯矩和扭矩图,可知,齿轮所在截面是轴的危险截面。现将计算出的危险截面处地MH,Mv,及M的值列于下表:
载荷
水平面H
垂直面V
支反力F
弯矩M
总弯矩
M1=,M2=
扭矩T
按弯矩合成应力