第五章 轴的设计计算.doc

第五章 轴的设计计算 A 轴I的设计1、 选用轴的材料，确定许用应力选用45钢调质处理，由机械设计基础表15-1查得硬度为217-255HBS.抗拉强度，查机械设计基础表15-3用内插法，得其许用弯曲正应力 2、 轴长估算参照机械设计课程设计图5-1对轴长进行估算。由机械设计基础表13-11计算带轮轮宽：M=3e+2f=（315+210）mm=65mm由机械设计课程设计表6-1查得：由于0.025a+1=0.025155+1=4.8758,故下箱体壁厚取=8mm剖分面凸缘尺寸=20,=16F=+8mm=（8+20+16+8）mm=52mm取F=52mm，a=12mm, D=13mm, K=20mm, H=6mm, G=10mm,E=20mm，M=65mm, =70mm =(20+13+212+52+10+6+20+65+70)mm=280mm轴支撑跨距：=(20+213+212+70)mm=140mm带轮宽度中心到临近轴承宽度中心的距离：=（52-13-20/2+10+6+20+65/2）mm =97.5mm3、按弯扭合成强度计算(一）画轴的空间受力简图(a) (二）作水平面的弯矩 图（b） 求支座反力 静力平衡条件：力矩平衡条件：解得： 截面A处的弯矩为:截面C处左侧弯矩为： =截面C处右侧弯矩为： (三）作垂直面的弯矩图（c） 求支座反力 截面C处的弯矩为： （四）作合成弯矩图（d） 截面A处合成弯矩： =121.292 截面C左侧合成弯矩： = 截面C右侧合成弯矩： =（五）作转矩T图（e） （六）作当量弯矩Me 图（f） 因单向传动，可认为转矩为脉动循环变化，故校正系数 ，则危险面A处的当量弯矩为 =127.491 危险截面C处的当量弯矩为： =133.90 危险截面D处的当量弯矩为： （七）计算危险截面处的轴径 由机械设计基础式15-4截面D处直径截面A处直径 截面C处直径 因D、C处各有一个键槽，故应直径放大5%，即 为了便于轴承安装，轴颈处直径同步放大5%，即 4、 轴的结构设计（一) 确定轴上零件位置及固定方式 因为单级齿轮减速器，故齿轮位置在箱体内壁中央，轴承对称布置在齿轮两边，轴外伸端安装带轮。 对称靠轴环和封油环实现轴向定位和轴向固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠封油环实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定，轴两端通过轴承盖实现轴向定位。带轮靠轴肩，平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向定位。 (二） 确定轴各段直径 由计算所得危险截面处最小直径及定位与非定位轴肩等各轴段结构强度要求进行初步设计。（三） 绘制轴的结构草图如附图所示B 轴II的设计5.B.1 选用轴的材料，确定许用应力选用45钢调质处理，由机械设计基础表15-1查得硬度为217-255HBS.抗拉强度，查机械设计基础表15-3得其许用弯曲正应力 5.B.2 按弯矩合成强度计算(一）画轴的空间受力简图(a) 根据作用力与反作用力相等得： (二）作水平面的弯矩 图（b） 求支座反力 = 截面B处左侧弯矩为：截面B处右侧弯矩为：(三）作垂直面的弯矩图（c） 求支座反力 截面B处的弯矩为： （四）作合成弯矩图（d） 截面B左侧合成弯矩： = 截面B右侧合成弯矩： =（五）作转矩T图（e） T=（六）作当量弯矩Me 图（f） 因单向传动，可认为转矩为脉动循环变化，故校正系数 ，则 危险截面B处的当量弯矩为： Nm =181.646Nm 危险截面C、D处的当量弯矩为： （七）计算危险截面处的轴径 由机械设计基础式15-4截面B处直径 截面C、D处直径 因B、D处各有一个键槽，故应直径放大5%，即 3、 轴的结构设计（一）确定轴上零件位置及固定方式 因为单级齿轮减速器，故齿轮位置在箱体内壁中央，轴承对称布置在齿轮两边，轴外伸端安装带轮。 对称靠轴环和封油环实现轴向定位和轴向固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠封油环实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定，轴两端通过轴承盖实现轴向定位。带轮靠轴肩，