二级直齿圆柱齿轮减速器课程设计说明书2

九 轴的设计： 1高速轴设计： ①材料：选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2取????35Mpa C=100。

②各轴段直径的确定：根据课本第230页式14-2得：

dmin?C3P1n?10033.52?22.4 又因为装小带轮的电1314.8动机轴径d?38，又因为高速轴第一段轴径装配大带轮，且d1??0.8?1.2??38所以查手册第9页表1-16取d1?36。L1=1.75d1-3=60。

d2?40因为大带轮要靠轴肩定位，且还要配合密封圈，所以查手册85页表7-12取d2?40，L2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。 d3段装配轴承且d3?d2，所以查手册62页表6-1取d3?45。选用6009轴承。L3=B+?3+2=16+10+2=28。 d4段主要是定位轴承，取d4?50。L4根据箱体内壁线确定后在确定。 d5装配齿轮段直径：判断是不是作成齿轮轴： e?df?d42?t1?2.5m查手册51页表4-1得：t1?3.3mm 得：e=5.9＜6.25。 d6段装配轴承所以d6?d3?45 L6= L3=28。 2 校核该轴和轴承：L1=73 L2=211 L3=96 作用在齿轮上的圆周力为：

F2T12?106.9?103t?d??2948N

129?2.5径向力为Fr?Ftgt??2984?tg20??1073N 作用在轴1带轮上的外力：F?FQ?1132.8N 求垂直面的支反力：

Fl2Fr1V?l?211?1073?800N 1?l273?211F2V?Fr?F1V?1073?800?273N

求垂直弯矩，并绘制垂直弯矩图：

M3av?F2vl2?273?211?10??57.6N.m

M'av?F?31vl1?800?73?10?57.4N.m

求水平面的支承力：

由F1H(l1?l2)?Flt2得

Fl21H?l?lF211t??211?2948?2197N 1273F2H?Ft?F1H?2948?2197?751N

求并绘制水平面弯矩图：

MaH?F1Hl1?2197?73?10?3?158.2N.m

M'aH?F2Hl2?751?211?10?3?158.4N.m

求F在支点产生的反力：

F3F96?1F?ll?1132.8211?384.3N 1?l273?F2F?F1F?F?384.3?1132.8?1517.1N

求并绘制F力产生的弯矩图： M2F?Fl3?1132.8?96?10?3?108.7N M'aF?F1Fl1?384.3?73?10?3?27.7N F在a处产生的弯矩： MaF?F1Fl1?384.3?73?10?3?27.7Nm 求合成弯矩图： 考虑最不利的情况，把M'aF与M22av?MaH直接相加。 M'22a?MaF?MaV?MaH?27.7?57.62?158.22?196.1N.m

M''2'2a?MaF?MaV?MaH?27.7?57.42?158.42?196.2N.m

求危险截面当量弯矩：

从图可见，m-m处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数??0.6）

M2e?Ma?(?T)2?196.22?(0.6?106.9)2?206.4N.m

计算危险截面处轴的直径：

因为材料选择45#调质，查课本225页表14-1得?B?650MPa，查课本231页表14-3得许用弯曲应力

???1b??60MPa，则：

d?3M?e3206.4?103???60?32.5mm

0.1?1b?0.1因为d5?d4?da?50mm?d，所以该轴是安全的。 3轴承寿命校核：

轴承寿命可由式106Lh?(Cft)?h进行校核，由于轴承主

60nPfP1

要承受径向载荷的作用，所以P?Fr，查课本259页表16-9，10取ft?1,fp?1.2,取??3 按最不利考虑，则有：

2Fr1?F128002?21972?384.3?2722.4N v?F1H?F1F?取????35MpaC=100。 ②根据课本第230页式14-2得：

dmin?C3P23.21?1003?36.1 n268d1段要装配轴承，所以查手册第9页表1-16取d1?40，

查手册62页表6-1选用6208轴承，L1=B+?3+?2+???2?3???=18+10+10+2=40。

Fr2?F22v?F22H?F2F?2732?7512?1517.1?2316.2N

663Cf10101?29.5?10?t则L?()h??()3?6.3年 d装配低速级小齿轮，且d?d取d?45，L=128，

h60nfPP60?314.81.2?2316.2因此所该轴承符合要求。

4弯矩及轴的受力分析图如下： 轴1 5键的设计与校核: 根据d1?36,T1?106.9，确定V带轮选铸铁HT200，参考教材表10-9,由于d1?36在30?38范围内，故d1轴段上采用键b?h：10?8, 采用A型普通键: 键校核.为L1=1.75d1-3=60综合考虑取l=50得4T14?106.9?103??dlh[??10??37.1Mpa???p?p]36?8??50?查课本155页表10-10??b??50?60所选键为：b?h?l:10?8?50 中间轴的设计： ①材料：选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2

22122因为要比齿轮孔长度少???2?3???。

d3段主要是定位高速级大齿轮，所以取d3?60，L3=?4=10。 d4装配高速级大齿轮，取d4?45 L4=84-2=82。 d5段要装配轴承，所以查手册第9页表1-16取d5?45，查手册62页表6-1选用6208轴承，L1=B+?3+?2+3+???2?3???=18+10+10+2=43。 ③校核该轴和轴承：L1=74 L2=117 L3=94 作用在2、3齿轮上的圆周力：F2T22?470.3?103t2?d??2.5?2707N 2139F2T22?470.3?103t3?d??8709N 327?4径向力： Fr2?Ft2tg??2707?tg20??985NFr3?Ft3tg??8709?tg20??3169N 轴 高速轴1 中间轴2 低速轴3 选用代号 6209 6210 6211 d 45 50 55 D 85 90 100 B 19 20 21 rs 1.1 1.1 1.5 Da 52 57 64 Da/max 78 83 91 rsa 1 1 1.5 额定动负荷 31.5 35 43.2 额定静负荷 20.5 23.2 29.2 脂润滑 7000 6700 6000 油润滑 9000 8500 7500

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贵州大学2014-2015学年第二学期考试试卷B

一、 填空题（每空1分，共20分）

1、已知某三线螺纹中径为9.5mm，螺距为1mm，则螺纹的导程为 3 mm。

2、螺纹连接防松的实质就是防止螺纹副的相对转动。按照防松方法的工作原理可将其分为三类，分别是 摩擦防松 、 机械防松 、和 永久防松 。

3、V带传动中带工作中最大应力产生在 紧边进入小带轮 处，其值为?max??1??b1??c。在带传动的失效形式中，打滑是由于 过载 引起的。

4、齿轮传动的失效形式有齿面磨损、 轮齿折断 、 齿面胶合 、 齿面点蚀 和 轮齿塑性变形 。

5、一对相互啮合圆柱齿轮，两齿轮的齿面接触应力关系是σH1 ＝ σH2，许用 接触应力的关系 [σH1] ≠ [σH2]，两齿轮的齿根弯曲应力σF1 ≠ σF2。 （填 =、≠）

6、既承受弯矩又承受扭矩的轴称为 转轴 。 。

7、代号为7309 C/P4的滚动轴承，其类型名称为 角接触球轴承 ，内径为 45 mm，接触角为 15° ，精度等级是 P4 。 二、单项选择题（共15分,每题1分）

1、角接触轴承承受轴向载荷的能力，随着接触角α的增大而 A 。 A、增大 B、减少 C、不变 D、增大或减少随轴承型号而定。 2、平键的剖面尺寸b×h通常是根据 D 从标准中选取。 A、传递的转矩 B、传递的功率 C、轮毂的长度 D、轴的直径

3、 B 是只能承受轴向载荷的轴承。 A、圆锥滚子轴承 B、推力球轴承 C、滚针轴承 D、圆柱滚子轴承 4、计算紧螺栓联接的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的 B 倍。

A、1.1 B、1.3 C、1.25 D、0.3

5、对于联接螺纹，主要要求联接可靠，自锁性能好，故常用 A 。 A、升角小，单线三角形螺纹 B、升角大，双线三角型螺纹 C、升角小，单线梯形螺纹 D、升角大，双线矩形螺纹

6、链传动中，为避免出现过渡链节，链节数应取为 A 。 A、偶数 B、奇数 C、质数 D、合数

7、某一齿轮箱中一对45号钢调质齿轮，经常发生齿面点蚀，修配更换时，可用

A 代替。 A、40Cr调质 B、适当增大模数m C、改用铸钢ZG45 D、增大齿数。

8、大链轮的齿数不能取得过大的原因是 D 。

A、齿数越大，链条的磨损就越大 B、齿数越大，链传动的动载荷与冲击就越大 C、齿数越大，链传动的噪声就越大 D、齿数越大，链条磨损后，越容易发生“脱链现象”

9、若一传动装置由齿轮传动、带传动和链传动组成，则三种传动方式由高速到低速的排列顺序次序为 A 。

A、带—齿轮—链 B、链—齿轮—带 C、齿轮—链—带 10、在轴的计算应力公式?ca?M2?(?T)2中，系数?是考虑T与M产生的应力的 WA 而引进的参数。

A、循环特性不同 B、方向不同 C、大小不同

11、在蜗杆传动中，当需要自锁时，应使当量摩擦角 B 蜗杆导程角。 A、小于 B、大于 C、等于。

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12、计算蜗杆传动的传动比时，公式 C 是错误的。

A、i??1/?2；B、i?n1/n2；C、i?d2/d1；D、i?z2/z1。 13、下列齿轮参数中，对齿形系数YF没有影响的是 D 。 A、齿数 B、变位系数 C、齿顶高系数 D、模数

14、作为标准普通V带工作面的两侧面夹角为φ=40o，相应的V带轮 轮槽的两侧面夹角则 B 。 A、大于40o B、小于40o C、等于40o。

15、当键联接强度不足时可采用双键。使用两个平键时要求键 D 布置。 A、在同—直线上 B、相隔900 C、相隔1200 D相隔1800

三、简要回答分析题：（15分）

1、通常将带传动布置在高速级的原因是什么？

当传递的功率一定的条件下，带速越小，所需圆周力越大，相应地需要带的根

数也越多。(3分)增大带速可以降低圆周力，减少带的根数，故常将带传动布置在高速级。(2分) 2、 试述滑动速度对蜗杆传动的影响。

蜗杆传动中，滑动速度大于蜗杆线速度，导致发热量大，容易使润滑油变稀而增大胶合的可能性（3分），影响承载能力，并使传动效率降低（2分）。 3、试述转轴的设计过程。

按工作要求选择轴的材料；（1分） 估算轴的最小直径；（1分） 轴的结构设计；（1分） 轴的强度校核；（1分）

必要时作刚度和振动稳定性等校核计算。（1分）

四、计算题：（40分）

1、两块金属板用2个M12的普通螺栓联接[小径10mm]。若接合面的摩擦系数f=0.3，Ks=1.2，螺栓预紧力控制在其屈服极限的70%。螺栓用性能等级为4.8的中碳钢制造，求此联接所能传递的横向载荷。（10分） 解：

2、在图示电动绞车系统中，件1和2均为

斜齿圆柱齿轮，件3为蜗杆，件4为蜗轮。已知蜗轮蜗杆均为右旋，并且设计时Ⅱ轴上的齿轮2与蜗杆3的轴向力能够相互抵消一部分，试回答下列问题 (16分)：

（1）齿轮1的轮齿螺旋线方向是 旋。（2分）

（2）在图中用箭头表示出重物上升时齿轮1和齿轮2的转动方向以及齿轮2在节点A所受的轴向力Fa2的方向。（4分）

（3）重物上升时，在节点B处画出蜗杆3所受的轴向力Fa3、圆周力Ft3和径向力Fr3的方向，在节点B处画出蜗轮4所受的圆周力Ft4的方向。（4分） （4）若起重量W=50000N，蜗杆头数z3=2，蜗杆分度圆直径d3=100mm，蜗轮齿数z4=60，模数m=5，卷筒直径D=300mm，传动效率η=0.75。试求节点B处Fa3和Fa4的大小。（6分）

4

答：（1） 左旋（2分）。

（2）齿轮1、齿轮2的转动方向的方向如图所示 (2分)

分)

Fa2的方向如图所示 (2分)。 （3）各分力方向如图所示。（4分）

（4）Fa3??Ft4?2T4/d4?W?D/(m?z4) (3分)

?50000?300（/5?60）?50000NFa4??Ft3?2T3/d3?2T4/(i???d3) (3?W?D/(i???d3)/30?0。75?100）?6667N ?50000?300（3、某传动装置, 根据工作条件决定采用一对角接触球

轴承,选用轴承型号为7307AC。已知:轴承荷载如图所

rpm，取载荷系数fP?1.5,工作温度示，转速n?5000小于1000C，试计算轴承寿命。(14分)

Fs1?0.7?Fr1?0.7?1000?700N；解：（1） F?0.7?F?0.7?2000?1400N；（2分）

s2r2（2）FA?Fs2?800?1400?2200N?Fs1?700N， 故轴承1被压紧，轴承2放松； (3分) 〔3〕Fa1?2200N,（4）Fa1/Fr1Fa2?1400N （3

分）

?2200/1000?2.2?e，

PN 1?0.41?1000?0.85?2200?2280 Fa2/Fr2?1400/2000?0.7，P2?1?2000?0?1400?2000N （3分）

106C3106334003（5）1轴承受力大，Lh?()?()?3104.8h （3分）

60nfPP160?50001.5?2280五、结构改错题（10分）

图示轴承部件，采用两端固定支承结构形式，轴承采用润滑脂润滑。指出图中设计的结构错误，并对错误的原因作简要说明，并在图中下半部分画出正确结构图。（10分）注：标出5处即可，每处2分，同类性质的错误按一处记分。

答：错误结构如下图所示：

5

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