高速轴设计版

1、高速轴设计word版高速轴设计word版 五.轴的设计1）设计轴（输 入轴、中间轴、输由轴的强度计算和结构设计）1输入轴（高速轴）KW r/min 2求作用在此轮上的力因为已知小齿轮的分度圆直径为 =1216.54N =N=455.53N =294.087N 3.按步 确定轴的最小直径。按式（15-2）初步确定轴的最小直径，选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表15-3,取=112,于是得 =mm=16.696mm 联轴器的计算转矩 T=K=1.3=41119N按照计算转矩小于联轴器公称 转矩的条件，查手册，选用 HL1型弹性柱销联轴器，其公称 转矩为160000N半联轴器的孔径 =20mm故

2、取联轴器处直 径为d=20mm ,半联轴器长度L=52mm ,半联轴器与轴配合 的毂孔长为=38mm 4.轴的结构设计。（1）拟定轴上的装配方案。（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，为了满足半联轴 器的轴向定位要求，A-B轴段需制由一轴肩，故取 BC段的 直径；左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径。半联轴器与轴配合的毂孔长度 =38mm,为了保证轴端挡圈 只压在半联轴器而不压在轴的端面上，故A-B的长度应该比 略短一些，现取=36mm 2） 初步选择滚动轴承因为轴承同时受径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥 滚子轴承。参照工作要求并根据B-C

3、22mm,由轴承产品目录中初步选取标准精度级别的单列圆锥滚子轴承30205.其尺寸为故。而。左端轴承采用轴肩进行轴向定位。查手册查得30206轴肩的高度。3)取安装齿轮处的轴段F-G段的直径35mm齿轮的右端与右轴承之间采用套筒定位。斜齿轮轮毂的宽度为 60mm ,为了使套筒端面可靠地压紧 齿轮，此轴段应该略小于轮毂的宽度，故取L=58mm,齿轮的左端利用轴肩定位，故轴肩高度大于0.07d,故取h=3,则.轴环宽度b大于等于1.4h,取4)轴承端盖的总宽度定为 15mm。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取 端盖轴承的外端与半连轴右端面的距离为20mm,故。5)取齿轮距箱体内壁的

4、距离a=10mm,考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应该距箱体内壁一段距离 s,取 s=4mm ,已知滚动轴承宽度 T=16.25mm 则， L=T+s+a+(60-58)=16.25+4+10+2=32.25mm 。经过第二条轴的计算可以得L=101.5mm。(2)轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按FG的直径查表查得平键截面 mm,键槽长度定为32mm , 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，长度选取28,半联轴器与。滚动轴承与轴的周向定位是有过度配合来保证的，此处选 取轴的直径尺

5、寸公差是 m6 o4.确定轴上圆角和倒角的尺寸。轴端的倒角为45°,各轴肩曲的圆角半径均 2 5求轴上的载 荷载荷水平面H垂直面V支反力F F=439.3N F=1078.1N F=210.6N F=357.6N 弯矩 M M=67103.1N M=32169.2N 总弯 矩 M=74415.6N 扭矩 40970N 6.按弯扭合成应力校核轴的 强度进行校核时，通常只校核轴上最大弯矩和扭矩的截面 的强度，扭转切应力为脉动循环变应力，取 a =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，故安全。(2)中间轴 KW r/min 2求

6、作用在此轮上的力(1)作用在中间轴大齿轮上的力与输入轴小齿轮上的力大小相等， 方向相反，是一对作用力与反作用力。则中间轴大齿轮上的各力分别为：=54mm =1517.4N =N=568.2N =366.8N 而大齿轮的分度圆直径为 =202mm (2)小齿轮上的力计算KW r/min =3944.5N =N=1481.3N =1002.5N 3,按步确定轴的最小直径。按式（15-2）初步确定轴的最小直径，选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表15-3,取=112,于是得 =mm=27.89mm 输曲轴的 最小直径显然是用来安装轴承。为了另轴和轴承的孔径相适应，同时选择轴承的型号。选却精度等级单

7、列的圆锥滚子轴承32006 o其尺寸为d（单位mm）。故 d=d=30mm。1,轴结构的设计（1）拟定轴上零件的转配方案。（2）根据轴定位的要求确定轴各段直径和长度。1）取安装齿轮处的轴段 B-C段的直径35mm齿轮的左端 与左轴承之间采用套筒定位。斜齿轮轮毂的宽度为 85mm ,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应该略小于轮毂的宽度，故取L=83mm,齿轮的左端利用轴肩定位，故轴肩高度大于0.07d,故取h=5,则d=50mm。d=d=40mm。2）取安装齿轮处的轴段 D-E段的直径35mm齿轮的右端 与右轴承之间采用套筒定位。斜齿轮轮毂的宽度为 55mm ,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，

8、此轴段应该略小于轮毂的宽度，故取L=53mm,齿轮的左端利用轴肩定位.3)取齿轮距箱体内壁的距离a=10mm,考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应该距箱体内壁一段距离 s,取s=4mm,已知滚动轴承宽度 T=16.25mm 贝U , L=T+s+a+ ( 85-83 ) =16.25+4+10+2=32.25mm 同 理,L=T+s+a+(55-53)+2.5=34.75mm 。取。(3)轴上零件的周向定位齿轮与轴的周向定位均采用平键连接。按BC的直径查表查得平键截面 mm,键槽长度定为50mm , 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， D-E段

9、选用平键为，长度选取28选择齿轮轮毂与轴的配合为。滚动轴承与轴的周向定位是有过度配合来保证的，此处选 取轴的直径尺寸公差是m6 o(4)确定轴上圆角和倒角的尺寸。轴端的倒角为45°,各轴肩曲的圆角半径均取2 (5)求轴上的载荷大齿轮校核载荷水平面H垂直面V支反力F F=439.3NF=1078.1NF=336.8NF=213.4N 弯矩 MM=67103.1N M=51446.2N 总弯矩 M=84554.9N 扭矩 147528N 6.按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上最大弯矩和扭矩的截面的强度，扭转切应力为脉 动循环变应力，取 a =0.6轴的计算应力。=前已选

10、定轴的 材料为45钢，调质处理，由表15-1查得=60MPa,因此， 故安全。小齿轮校核载荷水平面H垂直面V支反力F F=2573.1NF=1371.4NF=2747.5NF=1197N 弯矩 MM=192339.2N M=205375.6N 总弯矩 M=281377N 扭矩 147528N进行校核时，通常只校核轴上最大弯矩和扭矩的截 面的强度，扭转切应力为脉动循环变应力，取 a =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，故安全。(1) 输由轴1)输曲轴的功率，转速和转矩KW r/min2)作用在输曲轴大齿轮上的力与中间轴小

11、齿轮上的力大小 相等，方向相反，是一对作用力与反作用力。则输由轴大齿轮上的各力分别为=3944.5 N =N=1481.3N=1002.5N 1.初步确定轴的最小值按公式初步估计轴的最小直径。选取材料为45钢，调质处理。查表取得 =mm=38.23mm输曲轴的最小直径显然是用来 安装轴承。由于轴的载荷较大，选择较大的直径尺寸。为了另轴和轴承的孔径相适应，同时选择联轴器的型号。选却精度等级单列的圆锥滚子轴承30216 o其尺寸为。故。.2.轴结构的设计(1)拟定轴上零件的转配方案。(2)根据轴定位的要求确定轴各段直径和长度。1)取安装齿轮处的轴段 B-C段的直径70mm齿轮的左端 与左轴承之间采

12、用套筒定位。直齿轮轮毂的宽度为 80mm ,为了使套筒端面可靠地压紧 齿轮，此轴段应该略小于轮毂的宽度，故取L=78mm齿轮的左端利用轴肩定位，故轴肩高度大于0.07d,故取h=5,则。2)取齿轮距箱体内壁的距离a=4mm,考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应该距箱体内壁一段距离s,取s=4mm,已知滚动轴承宽度T=24.75mm贝U, L=T+s+a+(80-78) =24.75+4+4+2=34.75mm 3) 根据中间轴的长度可以 计算 L=73mm。4)选取，轴段F-G上装联轴器，联轴器型号 HL5,则可 取d=50mm,联轴器长度L=38mm ,则F-G的长度可以短些， L=36mm. 5)轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按BC的直径查表查得平键截面 mm,键槽长度定为45mm , 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；滚动轴承与轴的周向定位是有过度配合来 保证的，此处选取轴的直径尺寸公差是m6 o(3)确定轴上圆角和倒角的尺寸。轴端的倒角为45°,各轴肩曲的圆角半径均取2 3.轴的校核载荷 水平面 H垂直面 V支反力