軸的設(shè)計計算

軸的設(shè)計計算（一）、I軸的設(shè)計軸上的功率P，轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T，由修正的動力參數(shù)可得1 1 1P=7.128KW1I=970r/minT=7.018x104N?mm1求作用在齒輪上的力已知齒輪1的直徑￡=51.389mm-2T2x7.018x104F=T= =2731td51.3891=F心=2731xtan20=1022tcosP cos13214"F=FtanP=2731xtan13°21'4"=648N初步確定軸的最小直徑先按式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取A=112，于是得d=AE=112x3；'7128=21.8mmmin*氣3970軸的最小直徑顯然是安在聯(lián)軸器處的直徑dI_II。為了使所選的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計算扭矩氣，查表14-1，考慮到扭矩變化很小，故Ka=1.3，貝gT=七?T=1.3x7.018x104=91234N?mm按照七應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊選用LT5型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為125000N?mm。半聯(lián)軸器的孔徑d1=25mm，故取《口=25mm，半聯(lián)軸器長度L=62mm，半聯(lián)軸器與軸配合的孔長度L]=44mm。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定軸上零件的裝配方案如圖。（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。1） 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-11軸段右端需制一個軸肩，故取d[[m=32mm,左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=35mm。半聯(lián)軸器與軸配合的孔長度L1-44mm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上，故取〈口=42mm。2） 初步選擇滾動軸承。因軸承同時承受徑向力和軸向力的作用，故試選圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)d][[[=32mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取單列圓錐滾子軸承30207，其尺寸為dxDxT=35mmx72mmx18.25mm，故d戚=氣如=35mm，而婦]如=18.25mm。右軸承左邊采用軸肩進行軸向定位。由手冊查得30207型軸承的定位周建高度h=3.5mm，因此取dy]^]]=42mm。3） 取d]VV=40mm；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪的寬度為55mm，為了是套筒端面可靠的壓緊齒輪，由于軸段應(yīng)略小于齒輪寬度，故取l]y_y=51mm。齒輪右端采用軸肩定位，軸肩高度h>0.07d，故取h=4mm，則軸環(huán)處的直徑dvv]=48mm。軸環(huán)寬度b>1.4h，取lyv]=10mm。4） 軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離I=30mm。故取匕[[[=50mm。5） 取齒輪距箱體內(nèi)壁之間距離1=16mm，取c=20mm，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁s，取s=8mm。已知滾動軸承寬度T=36mm，貝〈5=T+s+c+a+B4=36x8x20x16x85=165mml =a+s—10=14mm（3） 軸上零件的周向定位齒輪與半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按d由表6-1查得平鍵bxhxl=12mmx8mmx40mm，選齒輪與軸的配合為―^；同樣半聯(lián)軸器處平鍵為n6bxhxl=8mmx7mmx32mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為m。6（4） 確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2，取軸端倒角2x45。，軸肩圓角如圖。求軸上的載荷先查取軸承30207的a=15.3mm。簡支梁的支撐跨距氣=86.3mm，L2=173.2mm，L3=54.45mm。M—,Mv,M,T的值如下載荷水平面H垂直面V支反力FF—1=653n，F(xiàn)—2=2078NFnv1=318n,Fg=704N彎矩MM=113136N?mmM=55005N?mm ,M^2=38400N?mm總彎矩M=y/1131362+550052=125799N?mm1M2=J1131362+384002=119475N?mm扭矩TT=7.018x104N?mm16.抗彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度根據(jù)式15-5及上表中數(shù)據(jù)以及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時取a=0.3，軸的計算應(yīng)力^*M：+(件)2=@257992+(0.3x70180)2二商尸caW 0.1X403前面選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得[。1]=60MP^，因此bca<[b1],故軸是安全的。（二）、II軸的設(shè)計軸上的功率P，轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T，由修正的動力參數(shù)可得1 1 1P=6.78KW2n2—203.78r/minT=3.177x105N?mm求作用在齒輪上的力已知齒輪2的直徑d2=244.612mm，齒輪3的直徑d3—86.5092T 2x3.177x105t= —2731Nd244.612-F咚-2598xtan20-1022Nt2cosP cos13214”—F4tanP=2598xtan13°21'4”—648N2T 2x3.177x105=t= —6984Nd86.5093咚—6984xtan20-2618N13cosP cos134911"—F3tanP=6984xtan13°49'11”=1718n初步確定軸的最小直徑先按式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取&—112，于是得mmd =A」％=112x3：6.78—36.0mmmin。3七3203.78軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定軸上零件的裝配方案如圖。（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。1） 初步選擇滾動軸承。因軸承同時承受徑向力和軸向力的作用，故試選圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)』訕=36.0mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取單列圓錐滾子軸承 30208，其尺寸為dxDxT=40mmx80mmx19.75mm，故d=d=40mm。2）取d =45mm；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪3的寬度為90mm，ii-iii為了是套筒端面可靠的壓緊齒輪，由于軸段應(yīng)略小于齒輪寬度，故取〈I項］=86mm。齒輪3右端采用軸肩定位，軸肩高度h>O.07d，故取h=5mm，則軸環(huán)處的直徑dVVI=55mm。軸環(huán)寬度b>1.4h，故〈iiiv>7mm。又由圖綜合考慮可得l=c—2.5=20—2.5=17.5mm方能滿足整體要求。iii-iV3）取d =45mm；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪2的寬度為50mm，IV—V為了是套筒端面可靠的壓緊齒輪，由于軸段應(yīng)略小于齒輪寬度，故取1叫-v=46mm。齒輪2左端采用軸肩定位，右端與軸套定位。4） 軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離1=30mm。故取〈［m"50mm。5） 取齒輪距箱體內(nèi)壁之間距離1=16mm，取c=20mm，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁s,取s=8mm。已知滾動軸承寬度T=19.75mm,則l=T+s+a+4=19.75+8+16+4=47.75mml =T+a+s+2.5+4=50.25mm（3） 軸上零件的周向定位齒輪與軸的周向定位均采用平鍵連接。按d由表6-1查得齒輪3處的平鍵bxhxl=14mmx19mmx70mm，齒輪2處的平鍵bxhxl=14mmx9mmx36mm選齒輪與軸的配合為H；滾動軸承與軸的配合為m。n 66（4） 確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2，取軸端倒角2x45。，軸肩圓角如圖。求軸上的載荷先查取軸承30208的a=16.9mm。簡支梁的支撐跨距%=61.85mm，L2=87.5mm，L3=54.35mm。Mh，Mv，M,T的值如下載荷水平面H垂直面V支反力FF^1=5592N，F(xiàn)^2=4123NFnv1=2072N,Fnv2=1568N彎矩MMb=345865N?mmMC=224085N?mmMvb]=128153N?mmMb2=53842N?mmM=6067N?mmM=85321N?mm總彎矩Mb]=J3458652+1281532=368844N?mmM22=^3458652+538422=350031N?mmMci=J2240852+60672=224167N?mmMc2=J2240852+853212=239779N?mm扭矩TT=3.177x105N?mm6.抗彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度根據(jù)式15-5及上表中數(shù)據(jù)以及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時取a=0.3，軸的計算應(yīng)力TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"bZ_加88442+(0.3x317700)2二釘皿

caW 0.1X453 *因此b<”］，ca —1前面選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1因此b<”］，ca —1—1 a故軸是安全的。（三）、III軸的設(shè)計軸上的功率P，轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T，由修正的動力參數(shù)可得11 1P=6.45KW3七=60.11r/minT=1.025x106N?mm1求作用在齒輪上的力已知齒輪1的直徑《=293.512mm廠 2T 2x1.025x106F4=甘=―23512=69844=F竺%=6984xtan20=2618t4cosP cos134911"F4=F4tanP=6984xtan13°4911"=1718 n初步確定軸的最小直徑先按式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取&=112，于是得d=A3T=112x3 =53.2mmmin^nV60.11軸的最小直徑顯然是安在聯(lián)軸器處的直徑《項。為了使所選的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計算扭矩氣，查表14-1，考慮到扭矩變化很小，故Ka=1.3，則T=Ka?T=1.3x1.025x106=1.333x106N?mm按照七應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊選用LX4型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為2.5xl06N?mm。半聯(lián)軸器的孔徑d1=55mm,故取d[[廣55mm,半聯(lián)軸器長度L1=112mm,半聯(lián)軸器與軸配合的孔長度L=84mm。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定軸上零件的裝配方案如圖。（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。1） 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-11軸段右端需制一個軸肩，故取d[[m=62mm，左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=65mm。半聯(lián)軸器與軸配合的孔長度L=84mm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上，故取〈u=82mm。2） 初步選擇滾動軸承。因軸承同時承受徑向力和軸向力的作用，故試選圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)d[[[[[=62mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取單列圓錐滾子軸承30213，其尺寸為dxDxT=65mmx120mmx24.75mm，故d戚=d皿皿〔=65mm，而匕皿=24.75mm。右軸承左邊采用軸肩進行軸向定位。由手冊查得30207型軸承的定位周建高度h=4.5mm，因此取dy[Vu=74mm。3） 取dv^=70mm；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪的寬度為85mm，為了是套筒端面可靠的壓緊齒輪，由于軸段應(yīng)略小于齒輪寬度，故取lw_v=81mm。齒輪

=82mm。右端采用軸肩定位，軸肩高度h=82mm。右端采用軸肩定位，軸肩高度h>Q.Qld，故取h=6mm,則軸環(huán)處的直徑d軸環(huán)寬度b>1.4h，取/V-VI=12mm。4） 軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離I=30mm。故取〈[m"50mm。5） 取齒輪距箱體內(nèi)壁之間距離1=16mm，取c=20mm，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁s，取s=8mm。已知滾動軸承寬度T=24.75mm，則l=T+s+。+2.5+4=24.75+8+16+6.5=55.25mm婦vi[=c+B2+a+2.5-'刃+s=20+50+16+2.5-12+8=84.5mm（3） 軸上零件的周向定位齒輪與半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按d由