1、 I 机械基础课程设计机械基础课程设计 题题 目目 减速器低速轴的设计与加工工艺减速器低速轴的设计与加工工艺 系系 别别 机电工程系机电工程系 专专 业业 机电一体化技术机电一体化技术 班班 级级 学生姓名学生姓名 指导教师指导教师 完成日期完成日期 20112011- -1212- -1313 II 机械基础课程设计机械基础课程设计任务书任务书 班级 姓名 学 号 指导 教师 设计题目 减速器低速轴的设计与加工工艺减速器低速轴的设计与加工工艺 主要研究内容 本设计根据减速器的内部结构设计出低速轴的基本尺寸和精度要 求.设计出符合要求的减速器低速轴,其次,对该轴进行分析,确定它的 材料、热处理
2、、加工路线等 主要技术指标 1.轴的热处理 2.轴表面的加工方法 3.轴的定位基准 4.划分加工阶 段 5.切削用量的选择入手。 基本 要求 强度计算是使轴具有工作能力的根本保证，结构设计是合理确定 轴的结构和尺寸，它除应考虑强度和钢度因素外，还要考虑使用、加 工和装配等方面的许多因素。 主要参考资料 及文献 隋冬杰主编：机械基础 - 1 - 1.1.轴的结构设计轴的结构设计 1.11.1 最小轴径的设计最小轴径的设计 按扭矩初算最小轴径，本轴是属于中、小轴，在减数器重工作时要承受各 种负荷和冲击载荷并且要具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，因此该轴 材料选用 45 钢即可满足其要求。所以选
3、用 45#调质，硬度 217-255HBS.根据文 献 P26514.4 表，取 c=118, 又因为设计要求 P=3.42,n=60 所以, d (P/N) 1/3118 =(3.42/60)1/3mm=46mm 考虑有键槽，将直径增大 5%，则 d=46(1+5%)mm=48.3 mm选 d=50mm 1.2 1.2 轴的结构设计轴的结构设计 1.2.1 轴上零件的定位，固定和装配 单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面 由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别 以轴肩和套筒定位，则采用过渡配合固定。 1.2.2 确定轴各段直径和长度
4、为了使计算方便、易懂，现画草图如下（图上的阶梯轴从左到右依次是 I 段、 II 段、III 段、段、段、段） 2.1 轴的草图 I 段：d1=50mm 长度取 L1=47mmh=2c c=1.5mm II 段:取轴肩高 3.5mm，作定位用，d2=57mm 初选用一对 6213 型角滚动轴承，其内径为 65mm,宽度为 23mm. 考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长 为 50mm，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应 - 2 - 有一定矩离而定，为此，取该段长为 55mm，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小 2mm, 故 II 段长：L2=85m
5、m III 段直径 d3=65mm， L3=55mm 根据轴承安装要求，轴肩高 h=2.5 mm 段直径 d4=70mm， L4=80mm 段直径 d5=82mm. 长度 L5=9mm 段直径 d6=65 mm，长度 L6=23 mm 由上述轴各段长度可算得轴支承跨距 L=299mm 1.2.3 按弯矩复合强度计算 1.求分度圆直径：已知 d=3Z1=27mm 2.求转矩：已知 T1=544350Nmm 3.求圆周力：Ft 根据参考文献 P267 得 Ft=2T1/d1=2544350/324=3360N 4.求径向力 Fr 根据参考文献 P267 得 Fr=Fttan=3360tan20 0
6、=1220N 2.2 轴的受 力图 1)绘制 轴的受力图 如图 a 2 ） 水 平面内的弯 矩 图 ( 图 b)，支点反 力为： FHA=FHB=Fr/2 =1680N - 3 - 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 MH=FHA 64=10752(Nmm) 3) 垂直面内的弯矩图（图 c） FVA= FHB=64Fr/2=534.79(Nmm) 截面处的弯矩为: MVI= 646.9564=34226.56(Nmm) 4)绘制合弯矩图（如图 d） MI=(MH 2+M V 2)1/2=(1075202+34226.562)1/2=112836.199Nmm 5)绘制扭矩图（如图 e） 转矩：aT=0.6544.35=326610Nmm 6)绘制当量弯矩图（如图 f） 转矩产生的扭剪力按脉动循环变化，取=0.6，截面 C 处的当量弯矩： Mec=MC 2+(T)21/2=112836.1992+32661021/2=
