减速器轴的设计

1、轴的设计图1传动系统的总轮廓图一、轴的材料选择及最小直径估算根据工作条件，小齿轮的直径较小（dj=40mm），采用齿轮轴结构， 选用45钢，正火，硬度HB= 17 217。按扭转强度法进行最小直径估算，即dmin二Ao3；初算轴径，若最小 直径轴段开有键槽，还要考虑键槽对轴的强度影响。Ao值由表26 3确定：Ao =1121、高速轴最小直径的确定由d；min = A）J旦=112汇J2.475 =15.36mm，因高速轴最小直径处安装联轴n- 960器，设有一个键槽。则 d1min =d；min 1 7% =15.36 1 7% = 16.4hm， 由于减速器输入轴通过联轴器与电动机轴相联结，

2、则外伸段轴径与电动机轴径不得相差太大，否则难以选择合适的联轴器，取Hmin = 0.8dm, dm为电动机轴直径，由前以选电动机查表6-166 : dm = 38mm，dimin =0.8 38 = 30.4mm，综合考虑各因素，取 dn = 32mm。2、中间轴最小直径的确定轴承，取为标准值 d2min = 30mm。因中间轴最小直径处安装滚动3、低速轴最小直径的确定d 3min - A03；=112气鲁血伽，因低速轴最小直径处安装联轴器, 设有一键槽，则d3mi n = d3min 1 7% = 1 7%47.51 = 50.84mm，参见联轴器的选择，查表6-96，就近取联轴器孔径的标准

3、值d3min = 55mm。二、轴的结构设计1、高速轴的结构设计1aZ一 ,!1JLTZ13rH-L16 tL12丁 Hl .图2(1) 、各轴段的直径的确定d11 :最小直径，安装联轴器 d1d1min = 32mmd12 :密封处轴段，根据联轴器轴向定位要求，以及密封圈的标准查表6-85 (采用毡圈密封)，d12=35mmd13 :滚动轴承处轴段，d13=40m m,滚动轴承选取30208。d14 :过渡轴段，取 d14 =45mmd15 :滚动轴承处轴段 小仆二小伐=35mm(2) 、各轴段长度的确定111 :由联轴器长度查表 6-96得，L=60mm,取 S=42mm112 :由箱体结

4、构、轴承端盖、装配关系确定Ii2=55mm113 :由滚动轴承确定 l13 =19.25mm114 :由装配关系及箱体结构等确定I14 =89mmI15:由滚动轴承、挡油盘及装配关系确定Ii5=32.25mmIi6:由小齿轮宽度bi = 40mm确定，取怙=40mm2、中间轴的结构设计图3(1) 、各轴段的直径的确定d2i :最小直径，滚动轴承处轴段，小门二d2min = 30mm，滚动轴承选30206 d22 :低速级小齿轮轴段 d22 =32mmd23 :轴环，根据齿轮的轴向定位要求d23 = 38mmd24 :高速级大齿轮轴段 d24 =32mm d25 :滚动轴承处轴段 d25二d2i

5、 =30mm(2) 、各轴段长度的确定21 :由滚动轴承、装配关系确定I21 = 32.25mm22 :由低速级小齿轮的毂孔宽度b3 二:72mm 确定 I22 = 70mm23 :轴环宽度I23 =10mm24 :由高速级大齿轮的毂孔宽度b2 z=45mm 确定 I24 = 40mmI25 :由滚动轴承、挡油盘及装配关系等确定仏二32.25mm3、低速轴的结构设计图4(1)、各轴段的直径的确定d3i :滚动轴承处轴段 d3i =50mm，滚动轴承选取30210d32 :低速级大齿轮轴段 d32 = 52mmd33 :轴环，根据齿轮的轴向定位要求d33 = 62mmd34 :过渡轴段，考虑挡油

6、盘的轴向定位d34=57mmd35 :滚动轴承处轴段 d35二50mmd36:密封处轴段，根据联轴器的轴向定位要求，以及密封圈的标准(采用毡圈密圭寸)d36 = 40mmd37 :最小直径，安装联轴器的外伸轴段d37=d3min = 38mm(2)、各轴段长度的确定131 :由滚动轴承、挡油盘及装配关系确定131= 40.75mm132 :由低速级大齿轮的毂孔宽b4 =75mm确定 G =70mm133 :轴环宽度I33 =10mm134 :由装配关系、箱体结构确定 134 = 62mm135 :由滚动轴承、挡油盘及装配关系确定l35=21.75mm136 :由箱体结构、轴承端盖、装配关系确定

7、l36=52mml37:由联轴器的毂孔宽L1 =60mm确定l37 = 58mm轴的校核-、校核高速轴1、轴上力的作用点位置和支点跨距的确定齿轮对轴的力作用点按简化原则应在齿轮宽度的中点，轴上安装的 30208轴承，从表 6-67可知它的负荷作用中心到轴承外端面的距离为a = 16.9mm 17mm，支点跨距丨二 AB 二(l13 h4 h5 h6) - 2a = 147mm，高速级小齿轮作用点到右支点 B 的距离为l2 二CB =1 -也-l15 a =111.75mm ，距A为2h =| 一|2 =147 -111.75 =35.25mm图52、计算轴上的作用力如图4 1,求片，片：Ft1

8、 =红=1231N ；d1Fr1 = Ft1 tan： =1231tan 20 =448N3、计算支反力并绘制转矩、弯矩图（1）、垂直面局A it八 Ll C图6l111 75Rav =Fr1 =448340.6 Ny l147Rsy 二 Fr1 -RAy =448-340.6 = 107.4 NM Ay = M By =0 ；M Cy 二 RAy h =12006.15N mm(2)、水平面、1图8liii 75RAX 二 Ft1 - =1231935.8N ;AXl147RBX 二 Ft1 -RAx =1231 -935.8 =295.2N ;M Ax = M Bx = 0 ；M Cx =

9、 RAx h = 32987 N mmMx(3) 、求支反力，作轴的合成弯矩图、转矩图Rr!RAy二 935.82340.62=995.86NRBrBxRByY295.22107.42=314.1N-0Me = Jm Cx +MCy = J329872 +12006.152 =35104N mmT =24620N mmT图111轴的转矩图(4) 、按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面(即危 险截面C)的强度，因为是单向回转轴，所以扭转应力视为脉动循环 应力，折算系数=0.6。caJ351042 +(0.6 疋 24620 $0.1 汽403= 5.95M

10、Pa已选定轴的材料为45钢正火处理，由表26-4查得A d I - 55MPa，因此;Q :：1】，严重富裕二、校核中间轴1、轴上力的作用点位置和支点跨距的确定轴上安装30206轴承，它的负荷作用中心到轴承外端面距离为 a = 13.8mm ： 14mm,跨距丨=l21 l22 l23 l24 l25 -2a 二 156.5mm，高速级 大齿轮的力作用点 C 到左支点 A 的距离 h二也 125-a二40 32.25 -14 = 38.25mm，低速级小齿轮的力作用点 D到2 2右支点B的距离13 上 g-ar70 32.25 -14 =53.25mm。两齿轮力作用2 2点之间的距离|2 =丨

11、-13 = 65mm。齿轮 2: Ft2 二 Ft1 =1231N ;Fr2 = Fr1 = 448 N齿轮 3： Ft3=H=3680.3N ；Fr3 = Ft3 tan: =3680.3tan 20 = 1339.5N3、计算支反力(1)、垂直面支反力R-3c,PB1IB图13由二 M Ay = 0，得Fr2 hRBy I - F 1l J。二c斤3讪+l2 )斤2 hRBy1339.538.25 65 -448 38.25156.5二 774.2 N由 MBy ，得RAy IFrJ 二 F J一氐l2l3 Fr3 bl-44865 53.251339.5 53.25156.5= 117.

12、27N由轴上合力7 Fy =0,校核：RBy RAy Fr2 -Fr3 =774.2 117.27 448 -1339.5 : 0，计算无误(2)、水平面支反力由二 M Ax = 0 ,得-Ft2l1R x I - F 1l2l 0 二Rbx=93680.338.25 651231 38.25156.5二 2728.9N由二 M Bx 0，得RA x 1 - E2131- F31Ft2 I2 I3Ft3 I3123165 53.253680.3 53.25=I156.5= 2182.4N由轴上合力a Fx -0,校核:Rbx Rax - Ft2 -Ft3 =0，计算无误(3) 、总支反力为Ra

13、 = RAx RAy 二.2182.42 117.272 = 2185.5NRb = . rBx R；y =、2728.92 774.22 =2836.6N(4) 、绘制转矩、弯矩图a、垂直面内弯矩图C处弯矩MCy = -RAy h = -117.27 38.25 二-4485.6 N mmD处弯矩MDy 一 -RBy l3 - -774.2 53.25 - -41226.15N mmAC图15DBt311E111C12DL3.R图14b、水平面内弯矩图C处弯矩M ex = -Rax h = -2185.5 38.25 = -83595.4 N mmD处弯矩MDx - -RBx l3 =272

14、8.9 53.25 - -145314N mm-Mxc、合成弯矩图M e = JmCx +MCy =83715.6N mmM D - M Dx M Dy =151049 N mm151049图17d、转矩图T =T2 = 132490 N mmT132490nA匚D图18（5）、弯扭合成校核（即截进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和转矩的截面 面D）的强度。去折算系数为:=0.6Cca血+（町1 丫= 52.09MPa，因此已选定轴的材料为 45钢正火处理，由表 26-4查得A J-55MPa三、校核低速轴1轴上力的作用点位置和支点跨距的确定齿轮对轴的力作用点按简化原则应在齿轮宽度的中点，

15、轴上安装的30210轴承，从表126可知它的负荷作用中心到轴承外端面的距离为a =20mm，支点跨距丨二 AB=(I31 l32 l33 l34 l35)-2a = 164.5mm，低速级大齿轮作用点到右支点 B的距离为丨2二CB =也 l31 -a = 55.75mm，距2A 为 h =l -l2 = 108.75mm图192、计算轴上的作用力如图 4 15,求 Ft4,Fr4 :Ft4 二 Ft3 =3680.3N ；Fr4 二 Fr3 二 1339.5N3、计算支反力并绘制转矩、弯矩图(1)、垂直面1r牛111c1图20= 1339.555.75164.5= 454NRBy = Fm - RAy = 1339.5 -454 = 885.5NM Ay = M By =0 ；Mcy 二 RAy h =454 108.75 =49372.5N mmMy1Fc1Rak氐图22l255.75RAx 讥3680.31247.3N ;l164.5RBx = Ft4 - RAx = 3680.3 -1247.3 = 2433 N ;M ax = M bx = 0 ；M Cx - Rax li -135643.9 N mm图23(3) 、求支反力，作轴的合成弯矩图、转矩图Ra -