轴的结构设计范例

四、低速轴系的结构设计1、根据轴的工作条件，选择材料及热处理方法，确定许用应力，由（二）（三）已算得从动齿轮转速n2=71.7r/min。齿轮分度圆直径d2=360mm。选用45号钢调质。查表111得抗拉强度，查表119得许用弯曲应力。2、按扭转强度估算最小直径由（二）知，P2=3.87kw，T2516.1N.m查表115取A=110，按式（113）计算得：考虑轴和联轴器用一个键联接，故将轴放大5并取标准值，即取d=45mm。3、轴的结构设计（1）将轴设计成阶梯轴，按T=516.1N.m，从查用TL8型弹性联轴器，孔径为45mm，长L=112mm，与轴头配合长度为84mm。取轴头直径为45mm，故靠近轴头的轴身直径为52mm，轴颈直径取55mm。轴两端选用6011型轴承，轴承宽度B=18mm，外径D=90mm。轴承由套筒和轴肩实现轴向定位，圆角r=1mm。取齿轮轴头直径为60mm，定位环高度h=5mm，其余圆角r=1.5mm，挡油盘外径取D=89mm。（2）在（三）已经求得轮毂长为90mm，因此轴头长度为88mm，轴颈长度与轴承宽度相等为18mm，齿轮两端与箱体内壁间距离各取15mm，由于转速较低，故轴承用润滑脂，所以轴承端面与箱体内壁距离取10mm。这样可定出跨距为158mm。伸出箱体的轴段长度取44mm。为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上，应将头长度取短一些，故取轴头长度为75mm。 3、由于是单级齿轮减速器，因此齿轮布置在中央，轴承对称布置，齿轮与轴环、套筒实现轴向定位，以平键联接及选用过渡配合H7/n6实现周向固定。齿轮轴头有装配锥度，两端轴承分别以轴肩和套筒实现轴向定位，采用过盈配合k6实现周向固定。整个轴系以两端轴承盖实现轴向定位，联轴器以轴肩、平键和选用过渡配合H7/k6实现轴向定位和周向固定。4、草图如下： 5、轴的强度校核：计算项目计算内容计算结果1、周向力2、周向力3、径向力4、H面支座反力5、V面支座反力6、H面弯矩7、V面弯矩8、合成弯矩9、当量弯矩10、强度校核已知T2=516.1N.mRHA=RHB=Ft/2=2867.22/2=1433.61NRVA=RVB=Fr/2=1043.58/2=521.79NMHC=RHAL/2=1433.610.58/2=113.26NmMVC=RVBL/2=521.790.58/2=41.22Nm在AB处为0，C处最大取0.59由式11.43把齿轮轴头d=60代入得：所以，轴径取60mm，强度足够RHA= RHB 1433.61NRVA=RVB521.79NMHC=113.26N.mMVC= 41.22N.m强度足够轴的受力图及弯矩图如下 五、高速轴的设计由前面已求得：n1=286.57r/min d1=90mm，轮毂长95mm，P1=4.03KW1、 选 用45钢，调质。按扭转强度估算最小直径，查表11-5取A=110按式（11-3）计算得：因轴头直径最小且有键、与带轮联接，故将轴放大0.5d，即d=27.88mm，按11-3取整d=28mm。2、 以低速轴和大小齿轮的分度圆直径，齿宽为基准，求出高速轴的尺寸已知d1=90，取齿轮两端轴身直径为70mm，轴颈直径为50mm，套筒直径为59mm，伸出箱体轴的直径为47mm，轴头直径 为40mm，大于dmin=28mm，所以合适已知轮毂长95mm，取齿轮两端轴身各长5mm，依题意由10.1选用6010型深沟球轴承d=50mm,D=80mm,B=16mm，所以轴颈长度与轴承宽度相等为16，齿轮端面距箱体内壁12.5mm，轴承端面距箱体内壁12mm，这样可定出跨距为160mm，伸出箱体的轴身长44mm，轴头的配合长度由P128 查得 L=2d0=240=80mm，则选用A