轴的设计计算

第7章 轴的设计计算1、 初步确定轴的尺寸1、 高速轴的设计及计算已知：高速轴功率，转速。选取轴的材料为40Cr、调质处理、由机械设计教材表15-3，取，得考虑轴上开有一个键槽对轴强度的削弱，轴径增大，并圆整后，轴承选用角接触球轴承7205C，B=15mm，综合减速器其他零件的布置和减速器箱体的轮廓，高速轴初步设计如下：2、 中间轴的设计及计算已知：中间轴功率，转速。选取轴的材料为40Cr、调质处理、由机械设计教材表15-3，取，得考虑轴上开有两个键槽对轴强度的削弱，轴径增大，并圆整后，轴承选用角接触球轴承7205C，B=15mm，综合减速器其他零件的布置和减速器箱体的轮廓，中间轴初步设计如下：安装大齿轮处的键型号为：键1036GB1096-79安装小齿轮处的键型号为：键1070GB1096-793、 低速轴的设计及计算已知：低速轴功率，转速。选取轴的材料为40Cr、调质处理、由机械设计教材表15-3，取，得考虑轴上开有两个键槽对轴强度的削弱，轴径增大，并圆整后，轴承选用角接触球轴承7209C，B=19mm，综合减速器其他零件的布置和减速器箱体的轮廓，低速轴初步设计如下：安装大齿轮的键型号为:键1865GB1096-97安装联轴器处的键为:键16125GB1096-972、 轴的校核以中间轴的校核为代表，已知中间轴的功率为，转速为，转矩Nm。1、 中间轴的受力分析如下：大齿轮的分度圆直径为，螺旋角，受力分析如图所示，则：=小齿轮的分度圆直径为，螺旋角，受力分析如图所示，则：=轴端受力：由上数据得轴的载荷分析图如下：载荷水平面H垂直面V支反力F；弯矩MNmmNmm总弯矩NmmNm转矩Tmm2、 按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。根据扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力由选定的材料45Cr，调质处理，由机械设计教材表15-1查得。因此，故安全。3、精确校核轴的疲劳强度（1）、判断危险截面由轴的载荷分析图知：弯矩最大为处为危险截面，因而只需要校核该截面即可。（2） 、危险截面抗弯截面系数：抗扭截面系数：截面上的弯曲应力：截面上的扭矩切应力：轴的材料为45Cr，调质处理。由机械设计教材表15-1查得，。由机械设计教材图3-1可得轴的材料的敏性系数为：， 故有效应力集中系数按式为：由机械设计教材图3-2得尺寸系数，由机械设计教材图3-3得扭转尺寸系数。轴按磨削加工，由机械设计教材图3-4得表面质量系数为：轴未经表面强化处理，即，则得综合系数为：由机械设计教材及得材料的特性系数为：于是，计算安全系数值，得：故可知其安全。第八章 轴承的计算及校核已知：所有轴承的寿命为8年，并以中间轴的轴承为代表进行校核，初选轴承型号为：角接触球轴承7205C，B=15mm，基本额定动载荷C=30.5kN，基本额定静载荷。轴上两齿轮受力如下图，轴转速，运转平稳。1、求两轴承受到的径向载荷2、求两轴承受到的轴向载荷对于7000C型轴承，按机械设计教材表13-7，轴承派生轴向力，其中e为机械设计教材表13-5中的判断系数，其值由的大小来确定，但现轴承轴向力未知，故先取e=0.25，因此可估算：轴所受轴向力：因此靠近大齿轮的轴承被压紧。因为：所以：因为：所以：因此，由机械设计教材表13-5进行线性插值计算，得，因为：所以：因为：所以：3、 求轴承当量动载荷和因为，由机械设计教材表13-5进行线性插值计算径向载荷系数和轴向系数为：对轴承1：，对轴承2：，因轴承运转中有轻微冲击载荷，按机械设计教材表13-6，取。则4、 验算轴承寿命轴承预期寿命因为，所以按验算故所选轴承满足寿命要求第九章 键联接的选择及校核计算已知：大齿轮的材料为45钢，调质处理，轮毂宽度为40mm；小齿轮和轴的材料都为40Cr，调质处理，小齿轮轮毂宽度为75mm；齿轮的精度为7级；装齿轮处的轴径d=30mm；需要传递的转矩Nm；载荷平稳。初选键的型号为：安装大齿轮处的键型号为1036GB1096-79，安装小齿轮处的键型号为1070GB1096-79。1、校核大齿轮处键连接的强度从机械设计教材表6-1查得键的截面尺寸为：宽度b=8mm，高度h=7mm，由轮毂宽度并参考键的长度系列，取键长L=36mm（比轮毂宽度小些）。从机械设计教材表6-2查得许用应力，取，键的工作长度。得：故所选键符合要求。2、 校核小齿轮处键连接的强度从机械设计教材表6-1查