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作业三轴系组件设计一、任务书题目1斜齿圆柱齿轮传动输出轴的轴系组件设计(图 5) 1.原始数据题 号 参数1234输出轴转速n2/(r/min)137145153165输出轴功率P/kW2.52.73.03.2齿轮齿数z101107113120齿轮模数m /mmn3333齿轮齿宽b/mm80808080齿轮螺旋角0(右旋)/( )14.2514.2514.2514.25a/mm(见图 5)80808080c/mm(见图 5)100100100100注:滚动轴承寿命为lOOOOh,工作温度小于120C,有轻微冲击。图5斜齿圆柱齿轮轴系结构2. 工作量(1) 输出轴的轴系组件装配图一张。(2) 设计计算说明书一份,主要内容包括:输 出轴的设计计算,轴承类型选择和寿命计 算,以及其它必要的计算。二、设计指导1 轴和齿轮的结构轴和齿轮的结构设计参考主教材中的有 关章节。对于小圆锥齿轮,当齿根圆与轴径 接近时,可将齿轮与轴制成一体,但要注意 齿轮轴的装拆问题。轴承正装的小圆锥齿轮 轴系结构如图7所示。图a是齿轮轴结构。这种结构当齿轮外径比套杯孔大 时,轴承和套筒是在套杯内进行安装,很不方便。因此,如果用正装结构,只有 当小圆锥齿轮外径比套杯孔小时,才能采用齿轮轴结构,这时可在套杯外先将轴 承和套筒装在齿轮轴上后,一起装入套杯。图b是齿轮与轴分开的结构。这种结 构轴承安装方便。轴承反装的小圆锥齿轮轴系结构由于装配和调整都比较麻烦, 因此本作业要求采用正装结构。2滚动轴承的组合、固定和调整 对于斜齿圆柱齿轮传动和圆锥齿轮传动,轴上受到径向力和轴向力,因此,需采 用向心推力轴承,支承方式通常为两支承各单向固定结构。滚动轴承支承的结构形式参考主教材。滚动轴承的外圈以及轴系的轴向固定采用 轴承端盖。轴承端盖有凸缘式和嵌入式两种,本作业要求采用凸缘式端盖,其结 构尺寸参考机械设计手册。向心推力轴承是可调间隙轴承,在安装时,其间隙可通过在轴承端盖与箱体间加 装调整垫片组进行调整(参看图 5)。调整垫片由多片厚度不同(例如 0.1mm、0.2mm 和 0.5mm) 的软钢 (08F) 片或黄铜片组成,使用时可根据需要组成合适的厚度。 为了保证圆锥齿轮的正确啮合,装配时两齿轮的锥顶必须重合,因此要调整大、 小齿轮的轴向位置。对于悬臂安装的小圆锥齿轮轴系,为了便于调整,小圆锥齿 轮轴通常放在套杯里,在套杯凸缘端面与箱体之间,用加减调整垫片(参看图 6) 的办法来调整小圆锥齿轮的轴向位置。3滚动轴承的润滑和密封 减速器中的滚动轴承可以采用脂润滑,也可以采用油润滑,这与齿轮的圆周速度 和箱体结构有关。本作业要求采用脂润滑。为了防止箱内的润滑油溅人轴承室而 稀释或带走润滑脂,需在轴承室内侧加装封油环(图8)。轴伸出端的密封是为了 防止滚动轴承内的润滑油(脂)漏出或外界杂质侵入轴承室。常用的密封形式如图 9。设计时可参考机械设计手册。图8封油环密封装置a)毡圈密封b)旋转轴唇形密封圈密封c)油沟槽密封图9常用密封形式三、设计步骤1.根据设计的原始数据,计算作用在齿轮上的力。2按扭转强度条件初步估算轴径。3. 根据轴上零件的安装、定位和调整要求进行轴的结构设计。4. 画轴的受力分析图,进行轴的强度校核。5. 计算轴承所受的力,并验算轴承的寿命。6. 完成轴系组件装配图,标注主要尺寸和配合尺寸,引出零件号,填写标题栏 和零件明细栏。
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