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1、转轴设计实例例11.6.1 试设计图11.5.7所示单级斜齿圆柱齿轮减速器的从动轴。已知传递的功率P=10kW，从动齿轮的转速，分度圆直径，齿轮上所受的力，齿轮轮毂的长度，齿轮单向转动，采用轻窄系列深沟球轴承。解:（1）选择轴的材料，确定许用应力选45钢，正火处理，查表11.1.1得到其硬度为170217HBS，抗拉强度，查表11.5.4得到许用弯曲应力为。（2）估算该轴最细段的直径查表11.5.1得到C=115，因此有图 11.5.7 减速器 由表11.6.2确定取 。（3）对轴进行结构设计考虑轴上零件的位置和固定方式，以及结构工艺性，按比例绘制出轴及轴系零件的结构草图（图11.5.8）。轴
2、的具体结构设计过程及结果如下：图11.5.8 轴的结构草图1) 确定轴上零件的位置和定位、固定方式由于是单级齿轮减速器，应把齿轮布置在箱体内壁的中间，轴承对称布置在齿轮的两边，轴的外伸端安装联轴器。 齿轮靠轴环和套筒实现轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定。两端轴承分别靠轴肩、套筒实现轴向定位和固定，靠过盈配合实现周向固定。轴通过两端轴承盖实现轴向定位。联轴器靠轴肩、平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向固定。2）确定各轴段的直径外伸端直径为45。为了使联轴器能轴向定位，在轴的外伸端应设计出一个轴肩。因轴承也要安装在这一轴段上，所以，通过右端轴承盖的这一轴段应取直径55mm 。考虑到便于
3、轴承装拆，与透盖毡圈接触的轴段（公差带取f7）比安装轴承的轴段直径（该处直径的公差带是按轴承的标准选取的，为k6）略小，取为52。按要求，查轴承的标准手册选用两个6211型的深沟球轴承，故安装左端轴承的轴段直径也是55。为了便于齿轮的装配，齿轮处的轴头直径为60。用于齿轮定位的轴环直径为70。查轴承标准得，左端轴承处的轴肩所在轴段的直径为64，轴肩圆角半径取1，齿轮与联轴器处的轴环、轴肩的圆角半径取1.5。3）确定轴的各段长度 齿轮轮毂的宽度为80，故取齿轮处轴头的长度为78。由轴承的标准手册查得6211型轴承的宽度为21，因此左端轴颈的长度为21。齿轮两端面、轴承端面应与箱体内壁保持一定的距
4、离，分别取为15，和5,右侧穿过透盖的轴段的长度取为68。联轴器处的轴头长度按联轴器的标准长度取70。由图11.5.8可知，轴的支跨距为L=141。4）校核的强度（1）绘制轴的计算简图（图11.5.9a）（2）绘制水平面内弯矩图（图11.5.9b）两支承端的约束力为 截面C处的弯矩为 3）绘制垂直面内弯矩（图11.5.9c）两支承端的约束反力为截面C左侧的弯矩为 图11.5.9 轴的计算简图4）绘制合成弯矩图（11.5.9d）截面C左侧的合成弯矩为截面C右侧的合成弯矩为5）绘制扭矩图（图11.5.9e）齿轮与联轴器之间的扭矩为 6）绘制当量弯矩图（图11.5.9f）因为轴为单向转动，所以扭矩为脉动循环，折合系数为，危险截面C处的弯矩为7）计算危险截面C处满足强度要求的轴径由式11.5.3得由于C处有键槽，故将轴径加大5%，即38.321.05=40.24。而结构设计草图中，该处的轴径为60，故强度足够。8）绘制轴的工作图（11.6.16）图11.5.10 轴的工作图1
