(9)減速器軸的設計計算

1、 1 軸的機構(gòu)設計 （1）軸的設計計算 軸的直徑的確定（I軸） 按扭轉(zhuǎn)強度條件計算： 其中：首選 45 號鋼進行設計，查表 AO=120, 取 di=34m 作用在齒輪上的力 Ft = 2T1= 2 207.23 d1 77.33 103 （其中：Ti為I軸受到的轉(zhuǎn)矩，di為齒輪 1 的直徑） tan a. 3KI Fr=Ft -=2 10 N cos : （其中：a n為齒輪的壓力角，B為螺旋角） Fa=Ft tan 3 =1342N 同理可求得n軸、川軸的直徑和軸上齒輪的受力： n 軸 d 2 丄 42.4 mm 取 d2=45 mm 軸上齒輪的受力： Ft =2700 N、Fr= 102

2、3 N、F a=780 N 川軸 d 3 _63.7 mm 取 d3=65 mm 軸上齒輪的受力： Ft =8340 N、Fr=3100 N、Fa=1800 N （2）校核軸上軸承的受力和軸承的壽命 I軸 1、求軸承受到的徑向載荷 Fr1和 Fr2 軸的設計 P=10.56 ,n=486.7r/min 于是 di33.47 =5.34 3 10 N 將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面和水平面的兩個力系，如下圖所示 2 求兩軸承的計算軸向力 Fa1和 Fa2 對于 70000AC 型軸承，按表 13-7 軸承的派生軸向力為 d=0.68 FrF； rlH F rlv 根據(jù)圖示力的分析可知道：由

3、圖（ b）得 d1 3 67.5 Fr 66.5-Fa 1 1.07 103 66.5-814 - - 2 = 2 66.5 190.5 =170N r2v=Fr-F r1v=1070-170=900N 66.5 Fr1H= - Ft =7.29 102 66.5 190.5 r2H=Fr-F r1H=2820-729=2091 66.5 190.5 Fr1= Fr1v2 Fr1H 2 = . 1702 9002 =748.6 N r2 = ,Fr2v2 - Fr2H2 =一 7292 2 0912 =2276.5 N (5-8) 同理，根據(jù)以上方法對軸 2 和軸 3 進行軸承選擇和壽命的計算

4、，軸 2、軸 3 上的軸承和 1 軸 di=0.68 X F=0.68 X 748.6=509.6 N d2=0.68 X Fr2=0.68 X 2276.5=1547.99 N 根據(jù)軸向力和軸承的安裝方向分析可知，軸承 2 壓緊: F ai=Fdi=509.6 N Fa2 = Fa+Fd1=1323 N 3 求軸承的當量動載荷 509.6 748.6 (5-9) 由表 13-5 分別進行查表或插值計算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為: 對與軸承 1： X 1=1 ; Y 1=0 對軸承 2 : X 2=1 ； Y 2=0 因軸承運轉(zhuǎn)中有輕微的沖擊載荷，按照表 13-6 , f p=1.0 1.

5、2 P1= f p(X1F“+YFa1)=1.1 X (1 X 748.6+0 X 2362)=823.46 (5-10) P 2= f p(X2Fr2+Y2Fa22)=1.1 X (1 X 2276.5+0)=2504.15 (5-11) (5-13) 滿足工作壽命的要求，所以軸承選用 7307AC 系列。Fai Fr1 =0.68=e Fa2 1323 =0.58e Fr2 2276.5 10 60 720 (23500 Y - i 12504.15 丿 =19131 h28800 h 4 2 求軸上的載荷，并對軸進行校核。 （川軸） 的裝置方法一樣，都是正裝，所以根據(jù)以上方法可求得: 軸

6、 2 選用軸承型號為：7209AC 壽命：3 年； 軸 3 選用軸承型號為：7214AC 壽命：6 年。 c 以三軸進行軸的裝配方案的分析和軸的設計計算 1 軸的裝配設計 1） 擬訂軸上零件的裝配方案 8 7 6 5 4 3 2 1 1、 1-2 段軸用于安裝軸承擋油環(huán)和固定吃的套筒。 2、 2-3 段用于齒輪和鍵的安裝。 3、3-4 段為固定齒輪的一個臺階。 4、5-6 段為裝擋油環(huán)和軸承。 5、6-7 段安裝密封圈和端蓋。 6、7-8 段聯(lián)軸器和鍵。 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度， 并查出軸上鍵的標準尺寸， 如下圖所示: 按彎扭合成強度條件計算 通過軸的設計，軸的主要尺寸，

7、軸上零件的位置，以及外載荷和支反力的作用位置均已 定，軸上的載荷已可求得，因而可按彎扭合成強度對軸進行強度校核計算。 1） 做出軸的計算簡圖（即力學模型） 2） 作出彎矩圖 根據(jù)上述簡圖，分別按水平面和垂直面計算各力產(chǎn)生的彎矩，并按計算結(jié)果分別做出 水平面上的彎矩 MH和垂直面上的彎矩 MV圖，按照式子 M= . M H 2 M V 2 （5-14） 計算總彎矩，并作出 M 圖。 3） 作扭矩圖 扭矩圖如下圖所示。 4）校核軸的強度 已知軸的彎矩和扭矩后，可針對某些危險截面作彎扭合成強度校核計算，按照第三強度 理論，計算應力： (5-15) 式中：;ca-軸的計算應力，單位為 Mpa; M-

8、軸所受的彎矩，單位為 N.mm; 軸所受的扭矩，單位為 N.mm;ca .M 2 (: T)2 W T- 1）確定式中的各個參數(shù) 由軸承受力可知： F F F F F F T=1429.49 N.m 根據(jù)上圖分析可得： M H= F2HX L1=-5480 X 93.5=512400 N.mm M v2=Fr2v X L1=-3160 X 93.5=275000 N.mm M v1=Fr1v X L2=787X 173.5=137000 N.mm Fa江d M a= =1800 X 342.8 X 0.5=308520 N.mm 2 / 2 T M 2= MH MV2 =591200 N.mm M 1=.MH2 MV12 =530300 N.mm 2）按照軸的工作條件，取 :-=0.6。 3）計算抗扭截面系數(shù) W 根據(jù)彎矩圖可知道，危險截面在齒輪段的軸上，因此截面形狀如下所示:W- 軸的抗彎截面系數(shù)，單位為 3 mm F t=8340N r = 3100N 3 2 二d3 bt(d -t)2 32 2d (5-16) 分別帶如圖示所示的數(shù)據(jù)，可得： 3 W=36