轴设计.doc

五、轴的设计低速轴的设计计算1. 求输出轴上的功率P3、转速n3和转矩T3由前面已经求出 2. 求作用在齿轮上的力因已知低速级大齿轮的分度圆直径为 而 圆周力Ft径向力Fr及法向载荷n的方向如图 所示。3.初步确定轴的最小直径先近式（15-2）初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表15-3，取A0=115,于是得 输出轴的最小直径显然是安装在联轴器处的直径，为了使所选的轴直径d-与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩Tca=KAT3查表14-1，考虑到转矩变化小故取KA=1.3,则： Tca=KAT3=1.3269260Nmm =350038Nmm按照计算转矩Tca应小于联轴器公称转矩，查表14-3，选用WH15滑块式联轴器，其公称转矩为280000 Nmm . 半联轴器的孔径d1=35mm,故取d-=35mm,半联轴器长度L=82mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度L1=60mm.Ft=4956NFr=837.31Ndmin=34.5mmTca=350038Nmmd-=35mm计算与说明主要结果4. 轴的结构设计：（1）拟定轴上零件的装配方案， （2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1）为了满足半联轴器的轴向定位要求-轴段需制出一轴，故取-段的直径d- =40mm;左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径D=45mm.半轴器与轴配合的毂孔长度L1=60mm,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，故-段的长度应比L1略短一些，现取l-=58mm.2)初步选择滚动轴承。因轴承仅受有径向力的作用，故选用深沟滚子球轴承。参照工作要求并根据d-=45mm,由轴承产品目录中初步选取0尺寸系列、标准精度级的深沟滚子球轴承6009,其尺寸为dDT=457516,故d-= d-=45mm;而L-=16mm.右端滚动轴承采用轴进行轴向定位。由手册上查得轴承的定位轴肩高度h=5mm,因此，取d-=55mm.3)取安装齿轮处的轴段-的直径d-=55mm;齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为69mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取 l-=66mm。齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度h0.07d，故h=4.62mm,取5，则轴环处的直径d-=60mm.轴环宽度b1.4h,取l-=8mm.4)轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定)。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离l=30mm, 故取l-=50mm。5）取齿轮距箱体内壁之距离a=16mm,锥齿轮与圆柱齿轮之间的距离c=20mm.考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段一段距离s，取s=8mm,已知滚动轴承宽度T=16mm,大锥齿轮轮毂L=50mm,则l-=T+s+a+(69-66)=(16+8+16+3)mm=43mml-=L+c+a+s-l-=（50+20+16+8-8）mm=86mm至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。（3）轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器的周向定位采用平键连接。按d-m由表查得bh=20mm12mm,键槽用键槽铣刀加工，长为63mm,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为;同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为16mm10mm70mm,半联轴器与轴的配合为.滚动轴承与轴的周向定位是由于过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6.d-=-d-dl-=15mmdl-=66mmd-l-=8mm=43l-=86mm计算与说明主要结果（4）确定轴上圆角和倒角尺寸参考表15-2，取轴端倒角为245,各轴肩处的国，圆角半径见图.5.求轴上圆角的结构图（图15-26）做出轴的计算图（图15-24）。在确定轴承的支点位置时，应从手册中查取a值（参看图15-23）。对于6008型深沟球轴承，由手册查得a=8mm。因此作为简支梁的轴的支承距根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图（见附图）。 从轴的结构图以及弯矩和扭据图中可以看出截面C是轴的危险截面。现将计算出的截面C处的处值列与下表（参看图15-24）。载荷水 平 面H 垂直面V支 反 力F 弯 矩M总 弯 矩扭 矩T 6 .按弯矩合成应力校核的强度 进行校核时，通常只校核上承受最大弯矩和扭据的截面（即危险截面C的强度）。根据式（15-5）及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭据切应力为脉动循环变应力取=0.6 , 轴的计算应力前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由表15-1查得=60MPa。因此 所以只需要验证轴承2即可 计算与说明主要结果（3）计算当量动载荷只受径向力而不受轴向力，所以X=1,Y=0。查（1）第321页表136得， 轴承2的当量动载荷为 （4）计算轴承寿命查（1）第318页表133，可得预期计算寿命因为球轴承，所以。所以所以轴承6009合格X=1 Y=0计算与说明主要结果七、键的选择及计算1、 高速圆锥齿轮轴的键联接的选择及计算（1） 键联接的选择根据联接的结构特点、使用要求和工作条件，选用圆头（A型）普通平键，由轴的直径查（1）第106页表6-1选用健，其中，。（2） 键联接的强度校核由工作件查（1）第106页表6-2，静联接时许用挤压应力。对于键 故安全。2、 中间轴系键联接的选择及计算（1） 键联接的选择 选用圆头（A型）普通平键，由轴的直径轮廓长度，查（1）第106页表6-1选用健，其中。（2） 键联接的强度校核 静联接许用挤压应力值与高速圆锥齿轮轴的相同。 故安全。 计算与说明主要结果3、 低速斜齿圆柱齿轮轴的键联接的选择及计算（1） 键联接的选择 选用圆头（A型）普通平键，由轴的直径查（1）第106页表6-1，选用健，其中。（2） 键联接的强度校核 静联接许用挤压应力值与高速圆锥齿轮轴的相同。 故安全。八、密封及润滑一、 齿轮的润滑采用浸油润滑，大的直齿轮与大的圆锥齿轮有部分浸在油中，传动时能使其它齿轮得以润滑。二、 滚动轴承的润滑轴承的润滑是通过在箱座上开设油沟，在齿轮传动时飞溅的油通过油沟流向轴承，确保轴承得以润滑。三、 润滑油的选择考虑到