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1、四 轴的结构设计计算为使中间轴所受的轴向力小，则中间轴的两个齿轮的旋向和各轴的受力如图：高速轴中间轴 低速轴 （一）高速轴的结构设计 1已知该轴的功率，转速，转矩 =4.212KW， =960 r/min , =4.19Nmm 2. 求作用在齿轮上的力 已知该轴上小齿轮的分度圆直径为 3、初步确定轴的最小直径按机械设计中式（152）初步计算轴的最小直径，选取轴的材料为40cr调质处理。根据表15-3，取，于是得显然，轴的最小直径是安装连轴器处的直径。按安装两个键槽处增大直径7，得同时选择联轴器，连轴器的计算转矩为，查表14-1考虑转矩的变化，取=1.5，则：=1.5按计算的转矩应小于联轴器的公
2、称转矩的条件，查标准，选用ML3型梅花形弹性联轴器（ML3联轴器）。其从动端公称转矩为90N.m,直径22mm,则取，半联轴器的长度为38mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度L1取34mm。4、轴的结构 （1）拟订轴上各零件的装配方案 根据设计要求，选择如图的方案，因为轴经与小齿轮的分度圆直径相差不大，故轴与齿轮采用一体的加工方案。 （2）根据轴向定位的要求确定各段轴的直径和长度 1）。为满足半联轴器的定位要求，I-II段右端要制出一轴肩，取II-III段的直径为28mm，I-II段的长度为34mm 2）。初步选择轴承 因轴承同时受经向和轴向力，径向力不是很大，故选用单列的深沟球轴承，参照工作要求
3、，根据，由轴承目录中初步选择中窄（3）系列，标准精度级的深沟球轴承，型号为6306，尺寸，故,其余尺寸参见图。 （3）键的选择 根据机械设计课程设计表14-1查得I-II处的键的代号为 键628GB1096-79（6628）。 （二）中间轴的设计 1已知该轴的功率，转速，转矩 =3.963KW， =184.615r/min , =2.05003Nmm ，2. 求作用在齿轮上的力 已知该轴上大齿轮的分度圆直径为 该轴上小齿轮的分度圆直径为3、初步确定轴的最小直径选取轴的材料为40cr调质处理。根据表15-3，取，于是得 中间轴的最小直径是与轴承配合处的直径，根据轴承内径系列，选择轴承代号为730
4、7AC取d=35mm，尺寸外形为 35mm80mm21mm,其余尺寸见图。 4轴的结构设计 安装大齿轮处的键型号为 键1245GB1096-79 安装小齿轮处的键型号为 键1270GB1096-79 轴上零件装配方案和尺寸如图（三）低速轴的设计1已知该轴的功率，转速，转矩 =3.728KW， =46.15 r/min , =771449Nmm ，2. 求作用在齿轮上的力 已知该轴上齿轮的分度圆直径为 3、初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢调质处理。根据表15-3，取，于是得。安装两个键槽增大直径7，得取 此轴的最小直径是与联轴器配合处的直径，选取联轴器（同前面的方法一样）的型号为HL4的
5、弹性柱销联轴器（HL4联轴器48112GB5014-85），主动端d=48mm,长L=112mm，与联轴器配合处轴长L1=108mm。查机械设计课程设计表15-6，选择轴承代号为6311的深沟球轴承，尺寸外形为 4轴的结构设计 安装大齿轮的键型号为 键1863GB1096-97 安装联轴器处的键为 键14100GB1096-97 轴上零件装配方案和尺寸如图五.轴、轴承、键的校核 （一）各轴上的载荷 1.高速轴的校核 1），高速轴的弯扭组合强度的校核分析高速轴所受的力及弯扭矩受力如图: MV MH M T 水平面上受力分析 L= 206mm将危险截面的水平弯矩、垂直弯矩、总弯矩及扭矩列表：载荷水
6、平面H垂直面V支反力F=511.72N=1259.95N弯矩M总弯矩扭矩T2）.弯扭合成校核轴的强度 根据轴的弯扭合成条件，取,轴的计算应力为轴的材料为40cr，调质处理。由表15-1查得。因此，故安全。 3）精确校核轴的疲劳强度 确定危险截面由图可知截面弯矩较大，仅次于，且截面受扭，截面不受扭，故确定截面为危险截面。 截面左侧轴的材料为40Cr调质由机械设计（下同）表15-1查得：有轴肩形成的理论应力集中系数按附表3-2查得：又由附图3-1查得：由附图3-2，3-3得：轴按磨削加工，由附图3-4查得：轴未经表面处理，即：因此该截面的强度是足够的。 截面右侧轴的材料为40Cr调质由机械设计（下
7、同）表15-1查得：有轴肩形成的理论应力集中系数按附表3-2查得：又由附图3-1查得：由附图3-2，3-3得：轴按磨削加工，由附图3-4查得：轴未经表面处理，即：因此该截面的强度是足够的。 2.中间轴的校核1），中间轴的弯扭组合强度的校核分析高速轴所受的力及弯扭矩受力如图: MH MV M T L=180.5载荷水平面H垂直面V支反力F=4240.89N=3115.54N弯矩M总弯矩扭矩T将危险截面的水平弯矩、垂直弯矩、总弯矩及扭矩列表：2）.弯扭合成校核轴的强度 根据轴的弯扭合成条件，取,轴的计算应力为轴的材料为40cr，调质处理。由表15-1查得。因此，故安全。 3）精确校核轴的疲劳强度
8、确定危险截面由图可知截面弯矩较大，且截面受扭，截面不受扭，故确定截面为危险截面。 截面左侧轴的材料为40Cr调质由机械设计（下同）表15-1查得：初选H7/k6配合，由附表3-8得：轴按磨削加工，由附图3-4查得：轴未经表面处理，即：因此该截面的强度是足够的。 截面右侧轴的材料为40Cr调质由机械设计（下同）表15-1查得：有轴肩形成的理论应力集中系数按附表3-2查得：又由附图3-1查得：由附图3-2，3-3得：轴按磨削加工，由附图3-4查得：轴未经表面处理，即：因此该截面的强度是足够的。2.低速轴的校核1），低速轴的弯扭组合强度的校核分析高速轴所受的力及弯扭矩受力如图: MH MV M T
9、L=220mm载荷水平面H垂直面V支反力F=3555.63N=1839.12N弯矩M总弯矩扭矩T将危险截面的水平弯矩、垂直弯矩、总弯矩及扭矩列表：2）.弯扭合成校核轴的强度 根据轴的弯扭合成条件，取,轴的计算应力为轴的材料为40cr，调质处理。由表15-1查得。因此，故安全。 3）精确校核轴的疲劳强度 确定危险截面由图可知截面弯矩较大，且截面受扭，截面不受扭，故确定截面为危险截面。 截面左侧轴的材料为40Cr调质由机械设计（下同）表15-1查得：初选H7/k6配合，由附表3-8得：轴按磨削加工，由附图3-4查得：轴未经表面处理，即：因此该截面的强度是足够的。 截面右侧轴的材料为40Cr调质由机
10、械设计（下同）表15-1查得：有轴肩形成的理论应力集中系数按附表3-2查得：又由附图3-1查得：由附图3-2，3-3得：轴按磨削加工，由附图3-4查得：轴未经表面处理，即：因此该截面的强度是足够的。 （二）、滚动轴承 所有轴承预期寿命为三年。1.高速轴的轴承 轴承1 ：6306 轴承2 ：6306根据轴承型号6306取轴承基本额定动载荷为： ；静载荷为：1.求两轴承的计算轴向力和对于6306型的轴承，判断系数其值由的大小来确定,现在取,故取e=0.19,因此可取Y=2.3;因此轴承1载荷较大,验算轴承一的寿命。.3求轴承当量动载荷和因为查表得因轴承运转中有轻微冲击,按表13-6 4.验算轴承寿
11、命 =故轴承使用寿命足够、合格。a.中间轴上的滚动轴承验算寿命计算轴承1 ：7307AC 轴承2 ：7307AC根据轴承型号7206C取轴承基本额定动载荷为：；基本额定静载荷为：1.求两轴承的计算轴向力和对于7206C型的轴承，按表13-7.轴承的派生轴向力，e为表中的判断系数,其值由的大小来确定,现在e未知,故先取e=0.4,因此可估算;=0.4因此轴承1被压,轴承2被放松.3求轴承当量动载荷和因为查表得因轴承运转中有轻微冲击,按表13-6 4.验算轴承寿命因为， =寿命合格. 3.低速轴上轴承的校核 轴承1：6311 轴承2：6311根据轴承型号6311取轴承基本额定动载荷为：C=55.2KN；基本额定静载荷为：1.求两轴承的计
