直齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计原版
轴承及齿轮传动的组合设计
实验八轴承及齿轮传动的组合设计、装配及测绘一、实验目的1、加深对多种齿轮副结构形式的认识;了解它们所能组成的多种传动系统。
2、根据传动系统的需要,学习怎样合理选择轴承部件。
3、了解轴承部件的装配、固定、调整和密封。
4、通过对实验的组装和测绘,为正确设计传动系统\合理选用轴承部件和密封元件加深感性认识。
二、实验设备与工具1、五种齿轮副:直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、螺旋齿轮、斜齿轮、蜗轮蜗杆。
2、两种(八件)轴承:四个单列向心轴承、四个单列圆锥滚子轴承。
3、六重密封元件:毛毡圈、橡胶油封、迷宫式密封、回油螺纹式密封、O型密封、密封衬垫。
4、四根传动及多种轴套和调整垫。
5、四个轴承和五种轴承压盖。
6、一个箱体。
7、一把卡环钳子、一个铜棒。
8、扳手、螺丝刀、卡尺钢板尺等。
三、实验内容和安排1、自己设计或选择一个齿轮传动组合方案。
2、根据所确定的传动方案,选出所需要的齿轮副和轴。
3、根据齿轮副的受力分析,选出所需轴承。
1)、如仅受径向力或轴向力很小时,应选用向心球轴承。
2)、如轴向力较大时,应选用圆锥滚子轴承。
这种轴承必须成对使用,放在轴的两端各一个或轴的一端两个,另一端放其它型号轴承,也可悬臂，但这种轴承间隙必须调整。
4、选择轴的支承方法1)、两端固定式(参考图十一)这种结构一定要考虑到轴的热变形,在轴承和压盖之间留有间隙δ,其δ值的大小与工作时的最大温度、轴的长度及轴的热膨胀系数有关、要在轴承端口与轴肩处加上调整垫圈和在轴承压盖与箱体端口间加调整垫来保证δ值的尺寸。
2)、一端固定,一端游动(参考图十二)3)、悬臂式支承(参考图十三)两个圆锥轴承同在轴的一侧。
此类轴承组装时一定要考虑留有间隙,因为径向间隙组装后难测量,换算成轴向间隙,测量较方便、一般轴向间隙δ=0、1-0、15,在轴承内端面加调整垫来保证。
5、轴承的配合与固定1)、轴承的外圈与轴承座(或箱体)配合不宜过紧,工作时外圈稍有微旋,使外圈滚道磨损均匀,可延长轴承使用寿命。
第四章直齿圆柱齿轮传动
F1
2
2KT1 bmd1
YF1
2
F2
YF2 YF1
F1
强度条件： F1[ ] F1 F2[ ] F2
例3 [F1]= 350MPa, [F2] = 300MPa,
1
F 1 = 320MPa F 2 = 300MPa
2
F 1 = 360MPa F 2 = 300MPa
公法线方向
Ft2
Fn
Fr2
二、标准直齿圆柱齿轮传动强度计算 （一）齿面接触疲劳强度计算
Hma x σ
1
L
2
Hmax
1
Fn L
112 122
E1
E2
赫兹理论
1 11
1 2
(u z 2 d 2 2 ) z1 d1 1
☆ ①齿根整体折断——直齿，b较小时 ②局部折断——斜齿，制造、安装误差 或偏载，b较大时
(3)防止措施 ：齿根弯曲应力小于许用值 ①减小应力集中 ②根部强化处理 ③增大支承刚度 ④增加轮齿芯部韧性 ⑤提高安装精度避免轮齿偏载
2、齿面点蚀
闭式、润滑良好
（1）部位：节线处靠近根部 （2）原因：
①一对齿啮合 ②相对滑动速度低、不易形成油膜 （3）防止措施：齿面疲劳强度计算 ①合理润滑 ②提高齿面硬度
二、标准直齿圆柱齿轮传动强度计算
（二）齿根弯曲强度计算 1、齿根弯曲疲劳强度计算依据： 悬臂梁、载荷作用在齿顶。
b
Ft
s
l
hF
Fn
F2
SF
F1
Fn
b
Fn
Fn
机械制图项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
（4）注写尺寸数值和技术要求代（符）号。加深图线、填写标题栏、齿轮
参数表和文字说明。 （5）校核全图，完成标准直齿圆柱齿轮零件图，如图所示。
项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
实施步骤
项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
知识拓展
齿轮传动的种类繁多，其中常见的齿轮传动有三种，如图所示。
圆柱齿轮传动———用于两平行轴间的传动; 锥齿轮传动———用于两相交轴间的传动; 蜗杆蜗轮传动———用于两交错轴间的传动。
项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
学习资料
在分度圆上，齿槽的两侧对应齿
廓之间的弧长称 为齿槽宽，用e表示。
在标准齿轮中，齿厚与槽宽各为 齿距的一半，即s=e=p/2，p=s+e。 （6）中心距:两啮合齿轮轴线间 的距离称为中心 距，用a表示，如图 所示。装配准确的标准齿轮中心距为
a=（d1+d2）/2=m（z1+z2）/2
齿轮传动的类型
项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
知识拓展
一、圆柱齿轮的啮合画法 齿轮必须成对使用，才能传递动力、改变转速和旋转方向。其中最基本的 齿轮传动是圆柱齿轮传动。一对齿轮啮合时，两齿轮的分度圆应相切，此时分 度圆又称节圆。两圆柱齿轮啮合时，除啮合区外，其余部分均按单个齿轮绘制。 啮合区按如下规定绘制: 1.投影为圆的视图 在投影为圆的视图中，两齿轮的节圆用细点画线绘制，啮合区内的齿顶圆 均用粗实线绘制，如图（a）所示，也可以省略不画，如图（b）所示。
项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
学习资料
一、标准直齿圆柱齿轮基本知识 直齿圆柱齿轮的典型结构主要由轮缘、轮毂、轮辐或辐板组成。轮缘上有若干 个轮齿，轮缘和轮毂之间由轮辐或辐板连接，辐板上一般有四个或六个孔，轮毂中 间有轴孔和键槽，如上图所示。
二级直齿圆柱齿轮传动设计
机械设计课程设计说明书设计题目：二级直齿圆柱齿轮传动设计目录一任务设计书 (1)二前言 (3)三减速箱原始数据及传动方案的选择 (5)四电动机的选择计算 (8)五轴的设计与校核 (11)六联轴器的选择 (26)七圆柱齿轮传动设计 (29)八轴承的设计及校核 (40)九减速器的润滑 (26)十箱体设计 (43)十一设计结论 (44)十二设计小结 (45)十三. 参考文献 (46)致谢 (47)一机械设计课程设计任务书设计题目：2级直齿圆柱齿轮传动设计原始数据：F=1500N F：输送带拉力；V=1.2m/s V：输送带速度；D=200mm D：滚筒直径。
设计工作量：１．设计说明书一份２．电子装配图一份工作要求：间歇工作，载荷平稳，传动可逆转，传动比误差为±5%，每隔2min工作一次，停机5min，工作年限为10年。
运动简图：（见附图）减速器系统框图二前言机器通常由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。
传动装置用来传递原动机的运动和动力、变换其运形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。
传动装置的传动方案是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。
满足工作装置的需要是拟定传动方案的基本要求，同一种运动可以有几种不同的传动方案来实现，这就是需要把几种传动方案的优缺点加以分析比较，从而选择出最符合实际情况的一种方案。
合理的传动方案除了满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。
所以拟定一个合理的传动方案，除了应综合考虑工作装置的载荷、运动及机器的其他要求外，还应熟悉各种传动机构的特点，以便选择一个合适的传动机构。
因链传动承载能力低，在传递相同扭矩时，结构尺寸较其他形式大，但传动平稳，能缓冲吸振，宜布置在传动系统的高速级，以降低传递的转矩，减小链传动的结构尺寸。
故本文在选取传动方案时，采用链传动。
众所周知，链式输送机的传动装置由电动机、链、减速器、联轴器、滚筒五部分组成，而减速器又由轴、轴承、齿轮、箱体四部分组成。
机械制图齿轮、轴承课件
二、圆柱齿轮
1.直齿圆柱齿轮各部分名称及其代号 2.直齿圆柱齿轮的基本参数 3.直齿圆柱齿轮各部分的尺寸计算 4.单个齿轮的规定画法
齿顶圆
O1
齿顶圆
齿顶圆
中心距 a
α O2
2.直齿圆柱齿轮的基本参数
⑴齿数z——齿轮上轮齿的个数。
⑵模数 m——由于分度圆的周长πd = p·z ,所以d =（P /π）·z ，P/π就称为齿轮
齿轮的绘制
一、齿轮零件的结构特点：
齿轮零件最突出的特点是带有啮合齿,形状一 般以盘状居多，有单齿圈、双联或三联多齿 圈齿轮结构等，也有轴状的，如齿轮轴，还 有条状的，如齿条。 齿轮的轮体上有轮辐、轮毂和孔等结构。为 实现与其他零件的联结，还常设计有键槽、 矩形花键和渐开线花键等结构。
1. 齿轮各部分名称及其代号
外圈——装在机体或轴承座内，一般固定不动。 内圈——装在轴上，与轴紧密配合且随轴转动。 滚动体——装在内外圈之间的滚道中，有滚珠、滚柱、滚锥等类型。 保持架——用来均匀分隔滚动体，防止滚动体之间相互摩擦与碰撞。 ２.滚动轴承的种类： 向心轴承——主要承受径向载荷，常用的向心轴承如深沟球轴承。 推力轴承——只承受轴向载荷，常用的推力轴承如推力球轴承。 向心推力轴承——同时承受轴向和径向载荷，常用的如圆锥滚子轴承。
第一系列 1 1.25 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 1.75 2.25 2.75 (3.25) 3.5 (3.75) 4.5 5.5 (6.5) 7 9
第二系列 (11) 14 18 22
3.直齿圆柱齿轮各部分的尺寸计算
基本参数：模数 m 齿数 z
名称 齿距 齿顶高 齿根高 齿高 分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 中心距
机械基础课程设计直齿圆柱齿轮传动的设计
机械基础课程设计题目：直齿圆柱齿轮传动的设计系别: 机电工程系专业：机电一体化班级：08级机电三班学生姓名：郭艳东****: ***完成日期：2009年12月16号河南质量工程职业学院河南质量工程职业学院《机械基础》课程设计任务书目录第1章设计任务和要求 (3)1.1设计指标 (3)1.2设计要求 (3)第2章选题的意义 (3)第3章齿轮的设计计算 (3)3.1原始数据及设计要求 (3)3.2设计内容 (4)3.3齿轮传动参数的选择和设计步骤 (4)第4章设计小结 (18)参考文献 (19)齿轮传动的设计第1章设计任务和要求1.1设计指标①用于减速器上的一级直齿圆柱齿轮的齿轮传动；②传递功率P=10KW，主动小齿轮的转速n1=1200r/min,传动比i=5；③工作时有中等冲击，单向传动，两班制，使用10年1.2设计要求④计算主动轮、从动轮的主要尺寸；⑤校核齿轮的强度；⑥绘制大、小齿轮的零件图并标注主要尺寸。
第2章选题的意义齿轮传动是应用极为广泛和特别重要的一种机械传动形式，它可以用来在空间的任意轴之间传递运动和动力，目前齿轮传动装置正逐步向小型化，高速化，低噪声，高可靠性和硬齿面技术方向发展，齿轮传动具有传动平稳可靠，传动效率高（一般可以达到94%以上，精度较高的圆柱齿轮副可以达到99%），传递功率范围广（可以从仪表中齿轮微小功率的传动到大型动力机械几万千瓦功率的传动），速度范围广（齿轮的圆周速度可以从0.1m/s到200m/s或更高，转速可以从1r/min到20000r/min或更高），结构紧凑，维护方便等优点。
因此，它在各种机械设备和仪器仪表中被广泛使用，本课题就是齿轮传动的一个典型应用。
我们此次设计的是减速器上的一级直齿圆柱齿轮传动，通过本次对齿轮传动的设计，能使我们对齿轮传动的特点有进一步的了解，从而掌握常用机械零部件、机械传动装置或简单机械的设计方法与步骤。
并对减速器的工作原理及其外形有了一定的了解。
斜齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计
(a)
(b)
(c) (d)
(e)
(f) 图 2 轴的受力分析
姓名：张鑫磊 学号：080301027
斜齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计说明书 第 6 页-共 8 页
6、校核轴的强度 a—a 剖面左侧，因弯矩大，有转矩，还有键槽引起的应力集中， 故 a—a 剖面左侧为危险剖面。 由表 15-4，抗弯剖面模量 W=0.1d3-bt(d-t)2/2d=7221.43 mm3 抗扭剖面模量 WT=0.2d3-bt(d-t)2/2d=15739.83 mm3 弯曲应力 σb=M/W=8.21MPa σa=σb=8.21MPa σm=0 扭剪应力 τT=T/WT=11.90MPa τa=τm=τT/2=5.95MPa 对于调质处理的 45 钢，由表 15-1 查的σB=640MPa，σ-1=275MPa， τ-1=155MPa； 键槽引起的应力集中系数，由附表 3-4 查得 Kσ=1.64,Kτ=1.54; 取ψσ=0.2，ψτ=0.5ψσ=0.1。 安全系数 Sσ=σ-1/( Kσσa+ψσσm)=20.42 Sτ=τ-1/( Kττa+ψττm)=15.88 Sca= Sσ·Sτ/( Sσ2+ Sτ2)½=12.54
1、计算受力 T=9.55×106×P/n=187254.9 N·mm d1=mn·z/cosβ=351.0 mm Ft=2T/ d1=1067.0 N Fr= Fttanαn/cosβ=402.0 N Fa= Fttanβ=285.9 N
2、选择轴的材料 因传递功率不大，并对质量及结构尺寸无特殊要求，故选用常用 材料 45 钢，调质处理。
直齿圆柱齿轮减速器的设计轴承座零件课程设计说明书
百度文库- 让每个人平等地提升自我机械制造工艺学课程设计设计题目：设计轴承座零件的机械加工工艺规程班级：08机电1学号：08姓名：导师：华侨大学2011年07 月06 日7、时间定额计算9、1 零件的分析零件的作用轴承座是用于支撑轴类零件的，镗孔的目的是为了满足滚动轴承的外圈和轴承孔的配合要求，或者是滑动轴承外圆与轴承孔的配合，两个孔是用于固定轴承座的，单边固定是出于满足结构和安装位置的要求。
零件的工艺分析⑴φ30及φ8两孔都具有较高的精度要求，表面粗糙度Ra的值为，是加工的关键表面。
⑵轴承座上、下表面及前、后两端面的表面粗糙度Ra为um，是加工的重要表面。
轴承座的上表面有位置精度要求，而且与轴承孔中心线有平行度要求。
轴承座的前、后端面与轴承孔中心线垂直度要求为，是重要的加工表面。
⑶φ13沉孔加工表面粗糙度要求较低。
⑷其余表面要求不高。
2 零件的生产类型生产类型及工艺特征轴承座为支承件，轴承座属于中等大批量生产零件，工艺特征见表1（如下）：表1生产类型工艺特征中等大批量（1）毛坯采用铸造，精度适中，加工余量相对较大（2）加工设备采用车床、铣床、钻床（3）加工设备采用组合夹具（4）工艺需编制详细的加工工艺过程卡片和工序卡片（5）生产效率低，对人工的技术要求高3 毛坯的确定确定毛坯类型及其制造方法材料为HT200，可确定毛坯类型为铸件。
估算毛坯的机械加工余量根据毛坯的最大轮廓尺寸（82）和加工表面的基本尺寸（42），查机械加工余量手册p77页可得出，轴承座上下表面机械加工余量为，其余为3。
绘制毛坯简图，如图1图1 毛坯简图绘制步骤4 定位基准选择选择精基准经分析零件图可知，轴承座底面为高度方向基准，轴承座前端面为宽度方向基准。
考虑选择以加工的轴承座底面为精基准，保证底面与φ30孔中心线的距离为30。
该基准面积较大，工件的装夹稳定可靠，容易操作，夹具结构也比较简单。
选择粗基准选择不加工的φ30孔外轮廓面为基准，能方便的加工出φ30孔（精基准），保证孔中心线与轴承座上端面平行度。
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直齿圆柱齿轮传动轴的轴承组合设计设计计算
说明书5
学号：姓名：杜荣荣
b=80mm m=3mm n已知：=137r/min P= z=101
2l=65mm L=160mm a=80mm c=100mm
、计算受力1p52.44= N?mm
=95510×T=955×10×n1372d=mz=3×101=303mm
1x T174270.122F=== N
t d3031F=Ftanα=×tan20°= N ?tr2、选择轴的材料
用45钢，调质。
由表12-2查得C=107~118。
3、估算轴径
p2.5=112×= ，由轴径选择键A8×7=取C=112，dC×57 GB/T1096-33min n1372003。
考虑键槽的影响，则d=×=。
min4、结构设计
（1）为便于轴承部件的装拆，机体采用剖分式结构。
因传递的功率小, 齿轮减
速器效率高, 发热小,估计轴不会长，轴承部件的固定方式可采用两端固定方式。
由此，所设计的轴承部件的结构形式如图所示。
然后，可按轴上零件的安装顺序，
从d处开始设计。
min（2）=65mm，轴段①长度ld就是轴段①的直径，d=1min1(3) 轴段②的直径由密封圈确定，密封圈选用毛毡圈中的轴径为35mm的，则轴段②的直径d=35mm，l=。
毛毡圈按标准画法画。
22(4) 轴承类型选深沟球轴承，轴段③上安装轴承，查轴承手册，内径d=40mm，外径D=80mm，宽度B=18mm。
故轴段③的直径d=40mm，考虑到齿轮中心线3到轴承中点距离a=80mm，故
l=53mm。
3(5) 轴段④上安装齿轮，为方便齿轮的安装，d应略大于d，可取
d=44mm。
齿443轮左端用套筒端面顶在齿轮左端面上，即靠紧，轴段④的长度l
应比吃轮毂略短，4因齿轮宽度b=80mm，故取l=78mm。
由d选择键A12×8×70 GB/T1096- 2003，44t=。
(6) 齿轮右端用轴肩固定，由此可确定轴段⑤的直径。
按公式h=~d= ~，取
4d=50mm，l=5mm。
55(7) 轴段⑦的直径d=d=40mm，考虑到齿轮中心线到轴承
中点距离a=80mm，故37l=47mm。
75、轴的受力分析
①画轴的受力简图。
．
②计算支承反力。
F r== N
在水平面上：R2H F t2= N =在垂直面上：R V③画弯矩图。
在水平面上：M=Ra=×80=16748 Nmm ··HH在垂直面上：M=Ra=×80=46012 Nmm ··VV2222)= N46012Mmm
)=(16748合成弯矩：M=(M＋＋1/21/2·VWH p5.244×= N?mm
×T=955×1010=955∵n1372222])＋×T) ]=[∴当量弯矩：M=[M＋(α1/2 1/2W=m ?6、校核轴的强度
a-a剖面左侧，因弯矩大，有转矩，还有键槽引起的应力集中，故a-a剖面左侧为危险剖面。
323 = mm/2d－bt(d－抗弯剖面模量：W=(πdt))/32444·323
= mm/2dbt(d－W=(πdt))/16－抗扭剖面模量：4T44·M48965.3w弯曲应力：σ=== MPa
a W7325.9σ=0
m T174270.1扭剪应力：τ=τ=== MPa
ma X W215688.28T对于调质处理的45钢，查表得σ=650 MPa，σ=270 MPa，τ=155MPa，-1-1B K=，K=，β=，ε=，ε=，σ=360，s
/(Kσ/βε＋σσS=σ/σ)= msa-1-1σσσ/(Kτ/βε＋τττ/τ)= ττσστ=×360=。
s
=S s-1a-1mτττ/22)SS(S=＋S=S1/2ττσσ∵[S]=~ ∴S>[S] 显然轴安全。
7、校核轴承寿命
查表60208的C= kN，X=1，ε=3
P=XF+YF=1×＋0=
)(L Pn·=.114 h =h10L>10000 h所以轴承寿命很充裕。
因h10 ar C16667ε。