《轴的设计及计算》由会员分享，可在线阅读，更多相关《轴的设计及计算（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、轴的设计及计算（总12页）-本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可-内页可以根据需求调整合适字体及大小-7轴的设计及计算轴的布局设计绘制轴的布局简图如下图所示12*H+616*10*80图轴的布局简图考虑到低速轴的受力大于高速轴，应先对低速轴进行结构设计和强度校核，其 他的轴则只需要进行结构设计，没必要进行强度校核。瞩窗瞩钐瘗睐枥庑赖n低速轴的设计轴的受力分析由上述中低速级齿轮设计可求得大斜齿轮的啮合力：大斜齿轮的分度圆直径：d = 2mn =46x4= 189.94牝190mm2 cos p cos14o2141大斜齿轮的圆周力：F = 乳 =2x50L19x103 = 5275.68N1
2、2d 2190大斜齿轮的径向力:大斜齿轮的轴向力：F = F n = 5275.68 x即 20=1978.97Nr212 cos Pcos14O2141F 2 = F 2 tan p = 5275.68 x tan14。2141 = 1315.37N轴的材料的选择由于低速轴转速不高，但受力较大，故选取轴的材料为45优质碳素结构 钢，调质处理。轴的最小直径根据教材【1】中15-2式可初步估算轴的最小直径，。3 pIII式中：A 一最小直径系数，根据教材【1】中表15-3按45钢查得A=112一低速轴的功率（KW），由表可知：匕二皿一低速轴的转速（r/min），由表可知：九二min因此:dmin
3、4 P1.83=A3 Lu2 3 击T III=41.93mm输出轴的最小直径应该安装联轴器处，为了使轴直径d! - II与联轴器的孔径 相适应，故需同时选取联轴器的型号。根据教材【1】中14-1式查得，叫淘期Tca=KT式中：J 一联轴器的计算转矩（N -mm ）七一工作情况系数，根据教材【1】中表14-1按转矩变化小查得，七=1.5“J一低速轴的转矩（N-mm ），由表可知：J =501.19x 103N-mm因此：T = KT = 1.5 x 501.19 x103 = 751785N - mm按照计算转矩气应小于联轴器公称转矩的条件，查标准GB/T 5014-2003或 根据教材【2】
4、中表14-4查得，选用LX2型弹性柱销联轴器，其具体结构及基 本参数如图以及表所示，残*航新篦图LX2型弹性柱销联轴器结构形式图表型弹性柱销联轴器基本参数及主要尺寸型号公称转矩 (N - m)许用转速 (r/min)轴孔直径轴孔长度D质量转动惯量许用补偿量Y型J, J1, Z 型径 向轴向角向LL1LL x 312504750475030,32,35,3882608216081 1.4h = 1.4 x 4 = 5.6mm取lv vi= 6mm。轮毂的宽度B = 75mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此 轴段应略短于轮毂宽度，故取l浮| =73mm。 取轴承端盖的总宽度为b=26mm。 根据
5、轴承端盖的装拆及便于对轴端盖承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离l = 20mm (参考图)，故取1 i-iii = 46mm。茕桢广蛔选块网跌。 根据轴的总体布置简图可知，斜齿轮左端面距箱体左内壁之间距离 a1=11mm，另一轴两齿轮距离取c=20，又II轴的大斜齿轮的齿宽为50mm，(参考图)。考虑到箱体的铸造误差以及轴承的整体布置，在确定滚动轴承位 置时，应距箱体内壁一段距离， 取 s = 8mm。 已知滚动轴承宽度T = 29.25mm 则鹅娅尽揖鹌题茏海。l = T + s + a + (B -l ) = 30 + 8 +11 + (75-73) = 51mmI
6、II-IV12 IV-VV vi = L + c + a1 + s-lv 疽右封油环=50 + 20 +11 + 8-6-10 = 73mm 至此，经过步骤已初步确定了轴的各段直径和长度，如上图所 示，并归纳为下表所示，表低速轴的参数值轴的参数参数符 号轴的截面日(mm)1IIIIIIVVVVIIVIII轴段长度l8246517367340轴段直径d42485053615850轴肩高度h3144轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用圆头普通平键连接。根据教材【1】中表6-1按d= 53mm查得齿轮轮毂与轴连接的平键截面IV-VbXh = 16mmX 10mm，键槽用键槽铣刀加工，
7、长为L = 80mm，同时为了保证齿 轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为生；同样，按 n6d-n查得联轴器与轴连接的平键截面bx h = 12mmx8mm键槽用键槽铣刀加工，长为L = 45mm，半联轴器与轴配合为 H ；滚动轴承与轴的周向定位是由过度 k 6配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为k6。时妈羟为瞻债蛏练演确定轴上圆角和倒角尺寸根据教材【1】中表15-2查得，取轴端倒角为2x45。，各轴肩处的圆角半 径见图。求轴上的载荷首先根据轴的结构图（图）做出轴的设计简图（图）。在确定轴承的支点 位置时，应从圆锥滚子轴承值入手。对于30310型圆锥滚子轴承，由上表中 可知
8、a = 23mm。 因此，作为简支梁的轴的支承跨距L2 + L= 63.5mm + 133.5mm = 197mm根据轴的设计简图做出轴的弯矩图和扭矩图 如下图所示。做百圣g淑龈讶骅籴图低速轴的受力分析从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面C是轴的危险截面。现 将计算出的截面C处的Mh、Mv以及M的值列于下表。表低速轴上的载荷分布载荷水平面H垂直面V支反力FF = 3573.85N, F= 1701.83NF = 1975.39N, F= 3.58N弯矩MNH1NH2Mh = 226939.47N - mmNV1NV2M = 125437.265V - mm, M =-477.93N -
9、mm总弯矩M = Jm 2 + M 2 = J226939.4752 +125473.2652 = 259316.54N - mm 1HV1M =Jm2 + M2 226939.4752 + 477.932 = 226939.98N-mm扭矩T?11VT = 501189.60V - mm按弯扭校核轴的疲劳强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。根据文献【1】中15-5式查得，渗呛俨匀谔鳖调扇（M 12 + （%| ）2caW式中：a ca C截面的计算应力（MPa）a一折合系数，该低速轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，故 根据教材【1】中P373应
10、取折合系数a =0.6W 一抗弯截面系数（mm3），根据教材【1】中表15-4按圆形截面查得W = dv v = 0.1d3 = 0.1x533 = 14887.7032iv-v.v；M2 + (aT )226939.4752 +(0.6x501190)ca W 5487.2= . a前已选定轴的材料为45钢，调质处理，根据文献15-1查得a = 60MPa。因此a a ，故安全。1ca1精确校核轴的疲劳强度判断危险截面截面A,ll,lll, B只受扭矩作用，虽然键槽、轴肩及过度配合所引起的 应力集中均将削弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕 确定的，所以截面A,ll,lll, B均无需校核。铙朱卧泻啮圣骋贶项麻从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看
