例14-1 图14-1所示为一齿轮安装在直径d=35 mm的轴上,已知轴与齿轮的材料均为45钢,工作时有轻微冲击,轴传递的转矩T=300 N·m。试选取普通平键连接并校核其挤压强度。
解:由轴径d=35 mm,在标准中选取A型普通平键,其b×h=10 mm×8 mm,由轮毂宽度B=70 mm选取键长L=63 mm。轴与齿轮的材料均为45钢,由教材查得键连接的许用挤压应力[σp]=120~100 MPa,取[σp]=110 MPa。
满足强度要求。
例14-2 请指出图14-2中轴系结构的错误,并提出改正意见。
图14-1 普通平键的选择
图14-2 轴系结构改错
解:如图14-3所示。
(2)箱体上与端盖的接触面应铸有凸台,以减小加工面;
(3)轴端太长,可与轴承左端面平齐或略长;
(4)没有必要设置套筒,可改为外径不超过内圈厚2/3的台阶,靠轴肩给轴承定位;
(5)齿轮与轴之间应有键连接;
(6)与齿轮配合的轴头长度应比齿轮宽度短1~2 mm;
(7)套筒、轴肩高度应低于轴承内圈高度,否则轴承无法拆卸;
(8)轴承内外圈剖面线方向应相同;
(9)应有轴承安装台阶;
(10)透盖与轴之间应有间隙,且应有密封毡圈;
(11)右轴承端盖外端面中部应内凹,以减少加工面,且轴承盖应有退刀槽;
(12)联轴器与透盖不能接触,联轴器应右移,以保证旋转件与固定件留有适当距离;
(13)联轴器与轴间应有轴肩定位,与其配合段轴径应减小;
(14)联轴器与轴间应有键连接,且应与齿轮处安装的键在同一母线上;
(15)轴右端不应超出联轴器端面,应缩进1~2 mm;
(16)某些类型的联轴器应画出联轴器孔的中心线;
(17)剖分式箱体的结合面不需要打剖面线。
图14-3 改正后的轴系结构
例14-3 分析如图14-4(a)所示轴系的错误结构,并改正,轴承采用脂润滑。
图14-4 轴系结构改错
解:此轴系有以下几个方面的错误,如图14-4(b)所示:
(1)角接触球轴承安装方式不正确;(www.xing528.com)
(2)轴身与端盖无间隙;
(3)套筒顶不住齿轮;
(4)联轴器周向未固定;
(5)联轴器轴向未固定;
(6)悬伸轴精加工过长,装配轴承不便;
(7)箱体端面的加工面与非加工面没有分开;
(8)端盖与箱体端面之间无垫片;
(9)齿轮周向定位键过长,套筒无法装入;
(10)左端轴承处轴肩过高。
(11)齿轮油润滑,轴承脂润滑而无挡油环;
(12)无密封;
(13)箱体孔投影线可见。
改正后的图形如图14-5所示。
图14-5 改正后的轴系结构
例14-4 试设计如图14-6所示二级圆柱齿轮减速器的中间轴。已知电动机与减速器输入轴间用普通V带传动,电动机型号为Y160M1-2,功率P=11 kW,额定转速n=2 930 r/min,iV带=2。各级齿轮的传动参数见表14-1。
图14-6 二级圆柱齿轮减速器简图
表14-1 各级齿轮的传动参数
解:轴的受力分析及弯矩、扭矩图如图14-7所示。设计的计算项目、计算说明及计算结果见表14-2。
表14-2 计算项目、说明及结果
续表
续表
续表
图14-7 减速器中间轴的受力分析及其弯、扭矩图
图14-8 减速器中间轴的零件工作图
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