机械设计基础课程设计一级圆柱齿轮减速器设计说明书、零件图和装(4)

来源：网络收集时间：2026-08-19

导读：由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=111mm (3)按弯矩复合强度计算 ①求分度圆直径：已知d1=54mm ②求转矩：已知T1=140013N·mm ③求圆周力：Ft 根据课本《机械设计基� 稰168（11-1）式得 Ft=2T1/d1=2×140013 /54=5

由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=111mm (3)按弯矩复合强度计算 ①求分度圆直径：已知d1=54mm ②求转矩：已知T1=140013N·mm ③求圆周力：Ft 根据课本《机械设计基础》P168（11-1）式得 Ft=2T1/d1=2×140013 /54=5185.667N ④求径向力Fr 根据课本《机械设计基础》P168（11-2）式得 Fr=Ft·tanα=5185.667×tan200=1887.428N ⑤因为该轴两轴承对称，所以：LA=LB=55.5mm (1)绘制轴受力简图，如图a d5=40mm L5=19mm L=111mm d1=54mm T1=140013N·mm Ft=5185.667N Fr=1887.428N FAY=943.714N FAZ=2592.834N (2)绘制垂直面弯矩图，如图b 轴承支反力： FAY=FBY=Fr/2=943.714N FAZ=FBZ=Ft/2=2592.834N MC1=52.376N·m MC2=143.902N·m 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 MC1=FAyL/2=(943.714×111×10-3)/2=52.376N·m (3)绘制水平面弯矩图，如图c MC=153.137N·m 截面C在水平面上弯矩为： MC2=FAZL/2 =2592.834×111×10-3/2 =143.902N·m (4)绘制合弯矩图，如图d MC=(MC12+MC22)1/2 =(52.3762+143.9022)1/2 =153.137N·m (5)绘制扭矩图（如图e）转矩：T=9.55×106×（P2/n2） =133.013N·m (6)绘制当量弯矩图,如图f T=133.013N·m Mec=186.478N·m 转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化，取 α=0.8，截面C处的当量弯矩： Mec=[MC2+(αT)2]1/2 σe=25.169MPa =[153.1372+(0.8×133.013)2]1/2=186.47 8N·m (7)校核危险截面C的强度由式（6-3） σe=Mec/0.1d33 =186.478/(0.1×42×10-3) 3 =25.169MPa< [σ-1]b=60MP ∴该轴强度足够。输出轴的设计计算 1、按扭矩初算轴径选用45调质钢，硬度217~255HBS d=48mm 根据课本《机械设计基础》P245，表（14-2）取 C=113 d≥C(P3/n3)1/3=113(3.199/47.745)1/3=45.896mm 取d=48mm 2、轴的结构设计（1）轴上零件的定位，固定和装配 d1=48mm 单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两L1=82mm 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d2=54mm 轴肩和大筒定位，则采用过渡配合固定（2）确定轴各段直径和长度 Ⅰ段：d1=48mm 长度取L1=82mm ∵h=2c c=1.5mm II段:d2=d1+2h=48+2×2×1.5=54mm ∴d2=54mm 初选用7211c型角接触球轴承，其内径为55mm, 宽度为21mm. L2=86mm 考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁d3=62mm 应有一定距离。取套筒长为21mm，通过密封盖轴段L3= 50mm 长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应d4=68mm 有一定矩离而定，为此，取该段长为42mm，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长： L2=（2+21+21+42）=86mm III段直径d3=62mm L3= 50mm Ⅳ段直径d4=68mm 由手册得：c=1.5 h=2c=2×1.5=3mm d4=d3+2h=62+2×3=68mm 长度与右面的套筒相同，即L4=21mm Ⅴ段直径d5=54mm. 长度L5=23mm 由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=115mm (3)按弯扭复合强度计算 ①求分度圆直径：已知d2=270mm ②求转矩：已知T3=132988.8N·mm L4=21mm d5=54mm L5=23mm L=115mm T3=132988.8N·mm Ft=985.102N Fr=358.548N ③求圆周力Ft：根据课本《机械设计基础》P168 （11-1）式得 Ft=2T3/d2=2×132988.8/270=985.102N ④求径向力Fr根据课本《机械设计基础》P168FAX=179.274N （11-1a）式得 Fr =Ft·tan200=985.102×tan200=358.548N FAZ=492.551N

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