高速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算

第二節(jié)高速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)、軸承擇與核和鍵選擇與驗(yàn)算高速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算見(jiàn)表7-2表高速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目1.知條件

計(jì)算過(guò)程及說(shuō)明中間軸傳遞的功率，轉(zhuǎn)矩nr/min，齒輪分11度圓直徑為d62.5mm齒輪寬度為75mm11

計(jì)算結(jié)果2.擇軸因?yàn)閭鬟f的功率不大對(duì)重量及結(jié)果尺寸五特殊要求，的材料所以由8-26查得，該軸選用的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理3.算軸由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得C=106~135，考慮到軸端不承受轉(zhuǎn)的最小直矩，只承受少量的彎矩，所以取較小值C=125，則：徑

d

min

3.1731125mmn480軸與帶輪連接，有一個(gè)鍵槽，軸徑增3%~5%，軸端最小處直徑為d0.05)24.151d

min

4.的結(jié)軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想如圖7-3所示構(gòu)設(shè)計(jì)1）軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為了方便軸承部件的裝卸速器的機(jī)體采用剖分式結(jié)構(gòu)，該減速器發(fā)熱小、軸不長(zhǎng)，所以軸承采用兩端固定方式。按軸上零件安裝順序，從軸的最小段開(kāi)始設(shè)計(jì)。2）軸段①軸段①上安裝帶輪此段軸的設(shè)計(jì)要與帶輪輪轂軸孔設(shè)計(jì)同步進(jìn)行。根據(jù)第三步初步計(jì)算的結(jié)果，考慮到這段軸徑太小，軸承的壽命可能滿足不了減速器的預(yù)期壽命的要求初步確定軸段①的直徑d30mm帶輪輪轂的寬度1為~d2.0)30mm45~60mm1結(jié)合帶輪的結(jié)構(gòu)~56mm，取輪輪轂的寬度為帶輪L

軸段①的長(zhǎng)度略小于輪轂孔寬度L48mm帶輪13）密封圈軸段②

在確定軸段②的軸徑是時(shí)，應(yīng)考慮帶

11計(jì)算項(xiàng)目

計(jì)算過(guò)程及說(shuō)明

計(jì)算結(jié)果4.軸的結(jié)輪的軸向固定及密封圈的尺寸。帶輪有軸肩定位，軸肩高為構(gòu)設(shè)計(jì)

(0.070.1)(0.070.1)30mm3mm軸段②的1軸(2.1~3)mm34.1其最終由密封圈21確定，該軸的圓周速度小于，可用氈圈油封，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選氈圈1997則24）軸承與段③及軸段⑦齒輪無(wú)軸向力則選用深溝球軸承。軸段③上安裝軸承，直徑應(yīng)該與軸承內(nèi)經(jīng)系列相符，可暫取為6208由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得軸承的內(nèi)經(jīng)為D=80mm，寬度B=18mm，內(nèi)圈定位軸肩為，外圈定位直徑為72mm，在軸力的作點(diǎn)外圈大端面的距離，所以取軸段③的直徑d40mm。軸承采用脂潤(rùn)3滑，需要用擋油環(huán)阻止箱體內(nèi)潤(rùn)滑油濺入軸承座，為補(bǔ)償箱體的鑄造誤差和安裝擋油環(huán)，軸承靠近箱體內(nèi)壁的端面距箱體內(nèi)壁距離，擋油環(huán)的擋油凸緣凸出箱體1~2mm，擋油環(huán)的寬度初定為15mm，則133mm3通常一根軸上的兩個(gè)軸承型號(hào)應(yīng)相同，則40mm，18mm33mm5）齒輪與段⑤

該段上安裝齒輪為方便齒輪安裝，d應(yīng)5大d，可初定42mm則由表8-31查得該處的截面35尺寸為b輪轂鍵槽深度為，則該處齒1輪上齒根圓與輪轂孔的距離為

f

56.25423.3)mm，所以此軸設(shè)計(jì)為齒輪軸，則軸段⑤的軸徑可初定55mm，L。6）軸段④軸段⑥的設(shè)計(jì)

這段軸直徑可略大于軸承定位

帶輪2帶輪233計(jì)算項(xiàng)目4.的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

計(jì)算過(guò)程及說(shuō)明軸肩的直徑50mm齒輪右端面距離箱體內(nèi)壁的46里則段⑥的長(zhǎng)度為15mm17mm。軸段④的長(zhǎng)度LB4x17515mm119mm7）軸段②長(zhǎng)度該段的長(zhǎng)度除了與軸上零件有關(guān)外還與軸承座寬度及軸零有為由表厚L13mm3mm9.5mm>8mm取29.5mm，a260mm<600mm取12軸承旁連接螺栓為，，c24mm，箱體軸1承座寬度L9.528~8)mm66.569.5mm，?。豢扇∠潴w凸緣連接螺栓為，地腳螺栓為，則有軸承端蓋螺釘為0.4d30mm，由表得軸承端蓋凸緣厚度取為B，取端蓋與軸承座間的調(diào)整墊片厚度2mm端蓋連接螺釘查表t采用螺釘GB/T5781M8，為方便不拆卸帶輪的條件下，可以裝卸軸承端蓋連接螺釘，取帶輪凸緣端面距軸承端蓋表面距離K=28mm，帶輪采用腹板式，螺釘?shù)牟鹦犊臻g足夠。

計(jì)算結(jié)果則L2t

B帶輪帶輪

2850502

軸上力作用點(diǎn)的距離軸承反力的作用點(diǎn)距軸承外圈大端面的距a17mm，則由圖7-3可得軸的支點(diǎn)間距離為l1

L507817mm2l24

L7553317mm2

1計(jì)算項(xiàng)目4.的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

計(jì)算過(guò)程及說(shuō)明LlL60.5mm2

計(jì)算結(jié)果5.的選帶輪與軸段①間采用A型普通平鍵連接表得鍵的型擇

號(hào)8109619906.的受）畫(huà)軸的受力簡(jiǎn)圖軸的受力簡(jiǎn)圖如圖示力分析

2）計(jì)算軸支承反力在水平面上為R1HR1H

Q()l1r3l2902.42(12060.5)734.5860.560.5

NR1HR2

Q902.421008.611r式中負(fù)號(hào)表示與圖中所畫(huà)力的方向相反在垂直平面上為Fl60.5t3Nl172.560.52NNVt1軸承1總支承反力為R22NNHV軸承2總支承反力為R22H

21008.6122V

2N1802.75N3）畫(huà)彎矩彎矩圖如圖、c、d所示在水平面上剖面右側(cè)Ml61020.9NH3剖面左側(cè)為M

`b剖面為M

120N108290.4N1在垂直平面為M

aV

l172.5N.63NV2合成彎矩剖面左側(cè)

aH

61020.9

90398.63

aa計(jì)算項(xiàng)目6.的受力分析

計(jì)算過(guò)程及說(shuō)明Ma右側(cè)等a左M`Mab剖面為M2M108290.422NbMb4)畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖轉(zhuǎn)矩圖如圖示T63070N

計(jì)算結(jié)果7.核軸剖面彎矩大，作用有彎矩，其軸徑較大，而剖面的強(qiáng)度彎矩也較大，也作用彎矩，所以同時(shí)對(duì)兩個(gè)剖面進(jìn)行校核。其抗彎截面系數(shù)為W5

mm

3

16325.5mm

3Wb

3

3

mm36280mm

3抗扭截面系數(shù)為W

5

3

mm

3

32651.1mm

3W

3

312560mm

3彎曲應(yīng)力為

a

MaW16325.5a

6.68

b

Mb17.24W6280b扭剪應(yīng)力為

a

T630701MPaW

b

T6307015.02MPaW12560剖面的彎曲應(yīng)力和扭箭應(yīng)力都a剖面大剖面為危險(xiǎn)截面。按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，對(duì)于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，取折合系，則

計(jì)算項(xiàng)目7.核軸當(dāng)量應(yīng)力為

計(jì)算過(guò)程及說(shuō)明

計(jì)算結(jié)果的強(qiáng)度

b

)

5.02)

MPa18.3MPa由表查得45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理抗拉強(qiáng)度極

650MPa，則由表查得軸的許用應(yīng)

]60MPa

]強(qiáng)度滿足要求。8.核鍵帶輪處鍵連接的擠壓應(yīng)力為的強(qiáng)度

T41d301

鍵、軸和帶輪的材料都為鋼，表8-33查得[

]，強(qiáng)度滿足要求P9.核軸）當(dāng)量動(dòng)載荷

由表查得6208承的承壽命

，C18000Nr軸承的受力圖如圖所示為軸承不受軸向力承的、2當(dāng)量動(dòng)載荷為P.89NP