軸設(shè)計(jì)習(xí)題課

軸的設(shè)計(jì)步驟回顧：初算軸的最細(xì)處直徑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算剛度驗(yàn)算振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算選擇軸的材料對(duì)于階梯直軸，一般流程是：有特殊要求時(shí)才進(jìn)行第1頁(yè)/共24頁(yè)考慮到與聯(lián)軸器相連的軸段開有鍵槽，故應(yīng)將dmin增大5%解：由表6-1查其機(jī)械性能：1、選擇軸的材料一般用途軸，選擇軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)2、初算軸的最細(xì)處直徑

由表6-3，查得C=118~107由于是高速軸，選C=115[s-1]b=60MPa得dmin=44.5mm最細(xì)處直徑到底取多少？是不是44.5mm呢？12×sb=650MPa再表6-4得：第2頁(yè)/共24頁(yè)因?yàn)樽罴?xì)處是安裝聯(lián)軸器的，因此其真正直徑需等聯(lián)軸器選好后才能確定3、選擇聯(lián)軸器聯(lián)軸器選擇過(guò)程在此略選用：彈性柱銷聯(lián)軸器型號(hào)為：第3頁(yè)/共24頁(yè)主動(dòng)端直徑為42mm，軸孔長(zhǎng)度為84mm，A型鍵槽從動(dòng)端直徑為45mm，軸孔長(zhǎng)度為84mm，A型鍵槽軸端最細(xì)處直徑現(xiàn)在為45mm，該軸段長(zhǎng)度為多少？84-(2~3)=82~81mm軸長(zhǎng)略短于轂孔長(zhǎng)到目前為止，已確定出外伸軸段的直徑和長(zhǎng)度如下：直徑為標(biāo)準(zhǔn)值d①=45mm取軸段長(zhǎng)L①=82mm聯(lián)軸器型號(hào)為：第4頁(yè)/共24頁(yè)4、選擇滾動(dòng)軸承由題意定為7類軸承(角接觸球軸承)，型號(hào)未完全確定，7200C現(xiàn)根據(jù)結(jié)構(gòu)要求需確定出軸承內(nèi)徑已知條件：最小軸徑為d①=45mm××××定位軸肩非定位軸肩軸肩高：h=(0.07~0.1)d,一般取2.5~5mm軸肩高：1~2mm，也可以更小軸承內(nèi)徑一般比最細(xì)處直徑大6~10mm左右，并取標(biāo)準(zhǔn)值！定位聯(lián)軸器直徑為：d②

=d①+2×(2.5~5)mm=53mm軸承內(nèi)徑為：d③

=d②

+2×(1~2)mm=55mm故可選軸承型號(hào)為：7211C第5頁(yè)/共24頁(yè)軸承內(nèi)徑確定可參考下圖的軸向定位情況：第6頁(yè)/共24頁(yè)已選軸承型號(hào)為：7211C并查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》中“滾動(dòng)軸承”標(biāo)準(zhǔn)，確定如下尺寸：—軸承外徑D—軸承寬度B—軸承內(nèi)圈安裝尺寸da—軸承外圈安裝尺寸DaBDdaDa查手冊(cè)得:D×B =100×21da=64Da=91過(guò)大，拆卸困難；

過(guò)小，定位不好第7頁(yè)/共24頁(yè)5、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需事先簡(jiǎn)單了解一下減速器結(jié)構(gòu)第8頁(yè)/共24頁(yè)下圖為一實(shí)拍減速器的軸系結(jié)構(gòu)（僅供參考）：第9頁(yè)/共24頁(yè)5015550155滾動(dòng)軸承采用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑不同的裝配方法軸系結(jié)構(gòu)不同！在軸上零件相互距離及箱體尺寸未事先規(guī)定的情況下，可按右圖所示的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定！若有規(guī)定，則按規(guī)定值設(shè)計(jì)！潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑時(shí)，軸承端面至內(nèi)壁間的軸向距離有所不同，軸系結(jié)構(gòu)也不同！箱體內(nèi)壁箱體凸緣外側(cè)上述軸向經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可在一定范圍內(nèi)上下變動(dòng)！第10頁(yè)/共24頁(yè)◆假設(shè)齒輪和聯(lián)軸器分別從軸的兩端裝入：1015f55f58f91f45f53f68f64第11頁(yè)/共24頁(yè)◆假設(shè)齒輪和聯(lián)軸器同時(shí)從軸的一端（右端）裝入：1015可看到不同的裝配方案，軸的結(jié)構(gòu)完全不同！第12頁(yè)/共24頁(yè)1015批量生產(chǎn)時(shí)，第二種方案裝拆更為簡(jiǎn)單。但上述草圖仍有不少結(jié)構(gòu)有錯(cuò)誤，具體如下：第13頁(yè)/共24頁(yè)此處是否需要軸端擋圈？此處不需要，但如果此處安裝的是帶輪、鏈輪或齒輪等，則需要軸端擋圈，起軸向固定作用！各軸段的長(zhǎng)度尺寸如何確定？15此軸向距離應(yīng)保證軸承蓋上的螺栓能取下來(lái)第14頁(yè)/共24頁(yè)軸系裝配圖的完成示例：第15頁(yè)/共24頁(yè)f55k6f58H7/r6f55k6f53f45k6f55F9/k68280160140在裝配圖上凡是有配合的地方需要標(biāo)注：第16頁(yè)/共24頁(yè)◆除軸、箱體外所有零件應(yīng)剖開（畫剖面線）畫軸系裝配圖時(shí)要注意如下細(xì)節(jié)：◆齒輪、軸承的畫法◆有配合的地方標(biāo)注徑向尺寸及配合◆零件的結(jié)構(gòu)工藝性等第17頁(yè)/共24頁(yè)假若軸端安裝的是大帶輪，參考軸系結(jié)構(gòu)圖如下：第18頁(yè)/共24頁(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)注意幾點(diǎn)：1)軸沒有統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式2)不同的裝配方案，軸系結(jié)構(gòu)不同3)軸段上各段直徑的確定：先定出最細(xì)處直徑，再考慮軸上零件是需要軸向定位還是非軸向定位，一步步由最細(xì)處直徑累加軸肩高度得出來(lái)。盡量取標(biāo)準(zhǔn)直徑和優(yōu)先數(shù)系但滾動(dòng)軸承定位軸肩的高度需要查軸承手冊(cè)確定4)軸的各段長(zhǎng)度由各零件與軸配合部分的軸向尺寸或者考慮裝拆零件時(shí)需預(yù)留出的距離而定第19頁(yè)/共24頁(yè)5、按彎扭合成法校核軸的強(qiáng)度1)計(jì)算齒輪受力軸傳遞的扭矩:齒輪的圓周力:齒輪的徑向力：齒輪的軸向力:第20頁(yè)/共24頁(yè)2）畫受力簡(jiǎn)圖并計(jì)算支反力水平面內(nèi)支反力垂直面內(nèi)支反力畫出垂直面、水平面及合成彎矩圖計(jì)算并畫當(dāng)量彎矩圖扭矩按脈動(dòng)循環(huán)變化計(jì)算,取a=0.6,則畫出當(dāng)量彎矩圖a-ab-b第21頁(yè)/共24頁(yè)3）校核計(jì)算a-a截面處當(dāng)量彎矩為：b-b截面處當(dāng)量彎矩為強(qiáng)度校核:考慮鍵槽的影響，查表6-2計(jì)算顯然故安全第22頁(yè)/共24頁(yè)6、校核滾動(dòng)軸承的壽命。（略）7、校核兩個(gè)鍵的強(qiáng)度。（略）第23頁(yè)/共24頁(yè)思考題：6.1-6.7作業(yè)題：6.96、只需用“彎扭合成法”校核軸的強(qiáng)度;鍵、滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算不做要求。5、鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，尺寸請(qǐng)大家查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》；要求：7、用A4或A3的紙畫圖，軸強(qiáng)度校核內(nèi)容寫在作業(yè)本上。1、最細(xì)軸徑處為安裝小錐齒輪處直徑，錐齒輪右側(cè)需軸向固定；