【某机械式变速器轴的设计与校核计算1800字】

某机械式变速器轴的设计与校核计算目录TOC\o"1-3"\h\u20372某机械式变速器轴的设计与校核计算 1294881.1轴的设计与计算 1309971.1.1轴的设计 166341.1.2初选轴的直径 1209441.2轴的刚度计算 213111.3轴的强度计算 570691.3.1输入轴校核 5170411.3.2输出轴强度校核 6233881.4轴承选择及寿命计算 8167011.4.1输入轴轴承的选择与寿命计算 8131221.4.2输出轴轴承的选择与寿命计算 91.1轴的设计与计算1.1.1轴的设计在变速器中轴需要承载来自齿轮的受力，有转矩及弯矩，这对轴的性能提出了较高的要求，包括强度和刚度方面的要求，整个轴的参数确定先是需要结合现阶段的情况来对其进行初选并结合选定数值进行校核，验证其是否满足要求，主要考虑的是轴的结构形状、轴的直径、轴的长度、轴的强度和刚度。1.1.2初选轴的直径在前面计算时已获悉中心距A，对于d/L选定如下：输入轴（5-1）： d/L=0.16~0.18 (5-1)输出轴（5-2）：d/L=0.18~0.21(5-2) 轴同中心距的关系如式（5-3）： （5-3）代入（5-3）：d1max=(0.4~0.5)×78=31.2~39.0mm，取39mm。代入（5-1）、（5-2）得：输入轴：L=d/0.16~0.18=216.67~243.75mm，取243mm输出轴：L=d/0.18~0.21=181.71~216.67mm，取216mm初步确定输入轴花键部分直径如下式（5-4）： （5-4）式中；———系数（经验），=4.0～4.6；———最大转矩（发动机）。代入（5-1）得：=21.4629.28最小直径如式（5-5）： （5-5）式中：［τ］———许用剪应力（轴）；P———最大功率（发动机）；n———转速（发动机）。代入（5-2）得：mm故，初选轴最小直径是25mm。1.2轴的刚度计算受理如图5-1所示。图5-1变速器轴的挠度及转角经下列公式计算： （5-6） （5-7） （5-8） （5-9） （5-10） （5-11）式中：F1———径向力（中间平面）；E———弹性模量（材质自身），E=2.1×105MPa；F2———圆周力（中间平面）；d———直径（轴），对于花键处进行平均计算；I———惯性矩，本设计实心轴取I=πd4/64；a、b———力矩；L———距离（支座间）。全挠度mm。［fe］=0.05～0.10mm，［fs］=0.10～0.15mm。转角不超过0.002rad。在一挡时由公式（5-6）、（5-7）、（5-8）得：NNNN输入轴的挠度和转角的计算：已获悉a=25mm；b=218mm；L=243mm；d=25mm，代入（5-9）、（5-10）、（5-11）得：mmmmmmrad输出轴的挠度和转角的计算：已获悉a=20mm；b=196mm；L=216mm；d=39mm，代入（5-9）、（5-10）、（5-11）得：mmmmrad一挡时轴承受的载荷最大故对轴在一挡时的刚度进行计算即满足使用条件，经计算可知个挡满足轴的刚度要求。1.3轴的强度计算1.3.1输入轴校核从之前计算获悉a=25mm；b=218mm；L=243mm；d=25mm，Ft1=10780.49N，Fr1=4202.93N。水平面支反力、由（5-12）、（5-13）所示： += （5-12） ×a=×b （5-13）由式（5-12）、（5-13）可得=9671.39N，=1109.10N。对应力矩由（5-14）示： （5-14）由（5-14）得：MS1=9671.39×25=241784.75（a）输入轴水平方向受力图（b）输入轴垂直方向受力图图5-2输入轴受力图垂直面强度校核由公式（5-15）所示： （5-15）代入（5-15）得：AZ=对应的力矩由（5-16）示： （5-16）由（5-16）得：MC1=253770.53=94263.25N·mm算垂直平面弯矩：轴上的总力矩如下式（5-17）所示： （5-17）由式（5-12）得：==340861.3N·mm==222.3＜[]弯矩图如图5-3所示。=94263.25N·mm=241784.75N·mm5-3输入轴弯矩图1.3.2输出轴强度校核从之前计算获悉a=20mm；b=196mm；L=216mm；d=39mm，Ft2=10514.29N，Fr2=4099.15N。水平面支反力由公式（5-18）、（5-19）所示： += （5-18） ×a=×b （5-19）由式（5-18）、（5-19）可得=9540.74N，=973.55N。对应力矩由（5-20）示： （5-20）由（5-20）得：MS2=9540.74×20=190814.8垂直面强度校核由公式（5-21）所示： （5-21）代入（5-21）得：CZ=对应的力矩由（5-22）示： （5-22）由（5-22）得：MC2=203719.6=74392N·mm由式（5-17）得：==557071.98N·mm==91.71＜[]（a）输出轴水平方向受力图（b）输出轴垂直方向受力图图5-4输出轴受力图弯矩图由5-5所示。=74392N·mm=190814.8N·mm图5-5输出轴弯矩图经上面计算可以知道，轴强度能满足要求。1.4轴承选择及寿命计算预期寿命如（5-23）知： （5-23）由（5-23）得:h1.4.1输入轴轴承的选择与寿命计算轴承寿命的要求是轿车30万公里故初选输入轴型号为30305，查《机械设计手册》得这一型号Cor=48000N，Cr=46800N。1、变速器一挡工作时：N，N径向载荷：=3770.53N；N由机械设计手册知Y=2。轴向力公式如（5-24）、（5-25）所示： N （5-24） N （5-25）N由公式（5-24）、（5-25）得：NN计算轴承当量动载荷根据机械设计手册可知，代入得：，由机械设计手册得X=1，Y=0。，由机械设计手册得X=0.4，Y=2。当量动载荷如公式（5-26）所示： （5-26）由量动载荷如公式得（5-26）：NN为支反力公式如（5-27）所示。 （5-27）代入公式（5-27）得：hh。故轴承寿命满足要求。1.4.2输出轴轴承的选择与寿命计算初选输出轴型号为30304，查《机械设计手册》得这一型号参数200N，000N。1、变速器一挡工作时：N，N轴承的径向载荷：=3719.6N；N由机械设计手册知Y=2。轴向力公式如（5-28）、（5-29）所示： N （5-28） N （5-29）N由公式（5-28）、（5-29）得：NN计算轴承当量