111机械设计课程设计轴的设计过程.doc

机械设计课程设计轴的设计学院：机电学院姓名：学号：指导老师：轴的设计计算（一）高速轴的设计计算1.确定轴的最小直径先按教材式（15-2）初步估算轴的最小直径。选轴的材料为40Cr调质处理。根据教材表15-3，取，于是得，由于开了一个键槽，所以轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径。为了使轴的直径和联轴器的孔径相适应，故需同时选联轴器的型号。联轴器的计算转矩，查教材表14-1取，又代入数据得查机械设计课程设计表9-21（GB/T4323-1984），选用TL4型弹性柱销联轴器。联轴器的孔径d=22mm,所以2.轴的机构设计（1）根据轴向定位的要求确定轴上各段直径和长度1）为了满足联轴器的轴向定位要求，在12段的右边加了一个轴套，所以2）初步选取轴承，因同时受到径向力和轴向力，故选用圆锥滚子轴承，根据轴的结构和最小轴的直径大小 查机械设计课程设计表9-16（GB/T297-1994）选用30205型轴承所以，根据轴承的右端采用轴肩定位，从表中可知，45断的直径为齿轮的齿顶圆直径，所以，。半联轴器与轴配合的毂孔长度，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，所以长度应取短些，先取。轴承的端盖的总宽为25mm,取端盖的外端面与半联轴器的距离为25mm，所以12段上的轴套长，所以在确定轴承的位置时应距离箱体内壁S=8mm，取齿轮距离箱体内壁a=12mm。所以，mm取24mm，可由中间轴算出来，轴肩的高度，轴环的宽度，所以取56段1的长度为，所以，取26mm。（二）中间轴的设计计算1.确定轴的最小直径先按教材式（15-2）初步估算轴的最小直径。选轴的材料为40Cr调质处理。根据教材表15-3，取，于是得，由于开了一个键槽，所以2.轴的机构设计（1）各段的直径：因为轴的最小轴与轴承相配合，所以应该先确定轴承的型号从而确定轴的最小值，因同时受到径向力和轴向力，故选用圆锥滚子轴承。查机械设计课程设计表9-16（GB/T297-1994），根据上面计算的，选择轴承的型号为30206，其尺寸为所以，轴肩高度所以23段的直径，34段的直接即为齿轮的齿顶圆直径，45段的轴肩高，所以。（2）确定各段的长度先确定23段的长度：轴环的宽度，取b为10mm即。确定12段的长度：因为安装轴承应距离箱体内壁为8mm，齿轮距离箱体内壁的距离为16mm，所以，取。确定34的长度：34的长度等于齿轮的宽度，所以。确定45段的长度：轴环的宽度，取b为10mm即。确定56段的长度：56的长度原本应该等于齿轮的宽度B，但为了定位作用该段的轴应小于齿宽B，确定67段的长度：取(三)输出轴的设计计算1.确定轴的最小直径先按教材式（15-2）初步估算轴的最小直径。选轴的材料为45钢，调质处理。根据教材表15-3，取105，于是得，由于开了两个键槽，所以轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径。为了使轴的直径和联轴器的孔径相适应，故需同时选联轴器的型号。联轴器的计算转矩，查教材表14-1取，又代入数据得查机械设计课程设计表9-21（GB/T4323-1984），选用HL4型弹性柱销联轴器。联轴器的孔径d=45mm,所以2.轴的机构设计（1）根据轴向定位的要求确定轴上各段直径和长度1）为了满足联轴器的轴向定位要求，在67段的左边加了一个轴套，所以2）初步选取轴承，因同时受到径向力和轴向力，故选用圆锥滚子轴承，根据轴的结构和最小轴的直径大小 查机械设计课程设计表9-16（GB/T297-1994）选用30210型轴承所以，根据轴承的右端采用轴肩定位，从表中可知，轴肩的高度 取4mm，所以，。 半联轴器与轴配合的毂孔长度，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，所以长度应取短些，先取。轴承的端盖的总宽为20mm,取端盖的外端面与半联轴器的距离为30mm，所以12段上的轴套长，所以在确定轴承的位置时应距离箱体内壁S=8mm，取齿轮距离箱体内壁a=16mm。23段的长度原本等于齿轮的宽，但为了齿轮能够轴向定位应短一些，所以，所以取轴环的宽取b=11mm即可由中间轴确定取八 轴的校核（一）输入轴的校核1画轴的空间受力图将齿轮所受载荷简化为集中力，并通过轮毂中截面作用于轴上。轴的支点反力也简化为集中力通过载荷中心作用于轴上；2作垂直平面受力图和水平平面受力图求出作用于轴上的载荷。并确定可能的危险截面。将计算出的危险截面处的的值列入下表：载荷水平面H 垂直面V支反力F玩矩M总弯矩扭矩3按弯矩合成应力校核轴的强度已知材料为40Cr钢调质，由教材表151查得，由已知条件，对轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度进行校核。根据教材式15-5以上表中的数据，并取轴的计算应力结论：按弯矩合成应力校核轴的强度，轴的强度足够。（二） 中间轴的校核1画轴的空间受力图将齿轮所受载荷简化为集中力，并通过轮毂中截面作用于轴上。轴的支点反力也简化为集中力通过载荷中心作用于轴上；2作垂直平面受力图和水平平面受力图求出作用于轴上的载荷。并确定可能的危险截面。将计算出的危险截面处的的值列入下表：载荷水平面H 垂直面V支反力F玩矩M总弯矩扭矩3按弯矩合成应力校核轴的强度已知材料为40Cr钢调质，由教材表151查得，由已知条件，对轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度进行校核。根据教材式15-5以上表中的数据，并取结论：按弯矩合成应力校核轴的强度，轴的强度足够（三）输出轴的校核1画轴的空间受力图将齿轮所受载荷简化为集中力，并通过轮毂中截面作用于轴上。轴的支点反力也简化为集中力通过载荷中心作用于轴上；2作垂直平面受力图和水平平面受力图求出作用于轴上的载荷。并确定可能的危险截面。将计算出的危险截面处的的值列入下表：载荷水平面H 垂直面V支反力F玩矩M总弯矩扭矩3按弯矩合成应力校核轴的强度已知材料为45钢调质，由教材表151查得，由已知条件，对轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度进行校核。根据教材式15-5以上表中的数据，并取结论：按弯矩合成应力校核轴的强度，轴的强度足够九 轴承的校核轴承的预期计算寿命1 输入轴上轴承的校核 （1）求两个轴承受到的径向载荷由轴的校核过程可知所以 （2）计算轴承的轴向力查机械设计课程设计表9-16（GB/T297-1994）得30205型号轴承所以（3）求轴承的动载荷查教材表13-5得对轴承1 对轴承2 查教材表13-6取冲击载荷因数（四）计算轴的寿命所以 所以轴承满足寿命要求。2 中间轴的校核（1）求两个轴承受到的径向载荷由轴的校核过程可知所以（2）计算轴承的轴向力查机械设计课程设计表9-16（GB/T297-1994）得30206型号轴承所以（3）求轴承的动载荷查教材表13-5得对轴承1 对轴承2 查教材表13-6取冲击载荷因数（四）计算轴的寿命所以所以轴承满足寿命要求。（三） 输出轴上轴承的校核（1）求两个轴承受到的径向载荷由轴的校核过程可知所以（2）计算轴承的轴向力查机械设计课程设计表9-16（GB/T297-1994）得30210型号轴承所以（3）求轴承的动载荷查教材表13-5得对轴承1 对轴承2 查教材表13-6 取冲击载荷因数所以（四）计算轴的寿命所以轴承满足寿命要求。十 键的选择和校核1 输入轴上联轴器处的键（1）确定键的类型和尺寸由于是静连接，选用A型普通平键。由机械设计课程设计表9-14（GB/T1095-1979），查得当轴径时键取为。参照半联轴器与轴配合的毂长和普通平键的长度系列，取键长。（2）强度验算由教材式（6-1）式中 由教材表15-1查取许用挤压应力为，满足强度要求。2 中间轴上键（1）确定键的类型和尺寸由于是静连接，选用A型普通平键。由机械设计课程设计表9-14（GB/T1095-1979），查得当轴径时键取为。参照齿轮与轴的配合长度为和普通平键的长度系列，取键长。（2）强度验算由教材式（6-1）式中 由教材表15-1查取许用挤压应力为，满足强度要求。3 输出轴上的键1）齿轮与轴联结处（1）确定键的类型和尺寸由于是静连接，选用A型普通平键。由机械设计课程设计表9-14（GB/T1095-1979），查得当轴径时键取为。参照齿轮与轴的配合长度为和普通平键的长度系列，取键长。（2）强度验算由教材式（6-1）式中 ，满足强度要求。2） 联轴器处（1）确定键的类型和尺寸由于是静连接，选用A型普通平键。由机械设计课程设计表9-14（GB/T1095-1979），查得当轴径时键取为。参照齿轮与轴的配合长度为和普通平键的长度系列，取键长。（2）强度验算由教材式（6-1）式中 ，满足强度要求。十一 减速器箱体的设计由机械设计课程设计表4-17箱座壁厚： 箱盖壁厚：箱座凸缘厚度： 箱盖凸缘厚度：箱