高速轴的设计与计算

第二节高速轴的设计与计、轴承择与核和键选择与验算高速轴的设计与计算见表7-2表高速轴的设计与计算计算项目1.知条件

计算过程及说明中间轴传递的功率，转矩nr/min，齿轮分11度圆直径为d62.5mm齿轮宽度为75mm11

计算结果2.择轴因为传递的功率不大对重量及结果尺寸五特殊要求，的材料所以由8-26查得，该轴选用的材料为45钢，调质处理3.算轴由机械设计手册查得C=106~135，考虑到轴端不承受转的最小直矩，只承受少量的弯矩，所以取较小值C=125，则：径

d

min

3.1731125mmn480轴与带轮连接，有一个键槽，轴径增3%~5%，轴端最小处直径为d0.05)24.151d

min

4.的结轴的结构构想如图7-3所示构设计1）轴承部件的结构设计为了方便轴承部件的装卸速器的机体采用剖分式结构，该减速器发热小、轴不长，所以轴承采用两端固定方式。按轴上零件安装顺序，从轴的最小段开始设计。2）轴段①轴段①上安装带轮此段轴的设计要与带轮轮毂轴孔设计同步进行。根据第三步初步计算的结果，考虑到这段轴径太小，轴承的寿命可能满足不了减速器的预期寿命的要求初步确定轴段①的直径d30mm带轮轮毂的宽度1为~d2.0)30mm45~60mm1结合带轮的结构~56mm，取轮轮毂的宽度为带轮L

轴段①的长度略小于轮毂孔宽度L48mm带轮13）密封圈轴段②

在确定轴段②的轴径是时，应考虑带

11计算项目

计算过程及说明

计算结果4.轴的结轮的轴向固定及密封圈的尺寸。带轮有轴肩定位，轴肩高为构设计

(0.070.1)(0.070.1)30mm3mm轴段②的1轴(2.1~3)mm34.1其最终由密封圈21确定，该轴的圆周速度小于，可用毡圈油封，由机械设计手册选毡圈1997则24）轴承与段③及轴段⑦齿轮无轴向力则选用深沟球轴承。轴段③上安装轴承，直径应该与轴承内经系列相符，可暂取为6208由机械设计手册查得轴承的内经为D=80mm，宽度B=18mm，内圈定位轴肩为，外圈定位直径为72mm，在轴力的作点外圈大端面的距离，所以取轴段③的直径d40mm。轴承采用脂润3滑，需要用挡油环阻止箱体内润滑油溅入轴承座，为补偿箱体的铸造误差和安装挡油环，轴承靠近箱体内壁的端面距箱体内壁距离，挡油环的挡油凸缘凸出箱体1~2mm，挡油环的宽度初定为15mm，则133mm3通常一根轴上的两个轴承型号应相同，则40mm，18mm33mm5）齿轮与段⑤

该段上安装齿轮为方便齿轮安装，d应5大d，可初定42mm则由表8-31查得该处的截面35尺寸为b轮毂键槽深度为，则该处齿1轮上齿根圆与轮毂孔的距离为

f

56.25423.3)mm，所以此轴设计为齿轮轴，则轴段⑤的轴径可初定55mm，L。6）轴段④轴段⑥的设计

这段轴直径可略大于轴承定位

带轮2带轮233计算项目4.的结构设计

计算过程及说明轴肩的直径50mm齿轮右端面距离箱体内壁的46里则段⑥的长度为15mm17mm。轴段④的长度LB4x17515mm119mm7）轴段②长度该段的长度除了与轴上零件有关外还与轴承座宽度及轴零有为由表厚L13mm3mm9.5mm>8mm取29.5mm，a260mm<600mm取12轴承旁连接螺栓为，，c24mm，箱体轴1承座宽度L9.528~8)mm66.569.5mm，取；可取箱体凸缘连接螺栓为，地脚螺栓为，则有轴承端盖螺钉为0.4d30mm，由表得轴承端盖凸缘厚度取为B，取端盖与轴承座间的调整垫片厚度2mm端盖连接螺钉查表t采用螺钉GB/T5781M8，为方便不拆卸带轮的条件下，可以装卸轴承端盖连接螺钉，取带轮凸缘端面距轴承端盖表面距离K=28mm，带轮采用腹板式，螺钉的拆卸空间足够。

计算结果则L2t

B带轮带轮

2850502

轴上力作用点的距离轴承反力的作用点距轴承外圈大端面的距a17mm，则由图7-3可得轴的支点间距离为l1

L507817mm2l24

L7553317mm2

1计算项目4.的结构设计

计算过程及说明LlL60.5mm2

计算结果5.的选带轮与轴段①间采用A型普通平键连接表得键的型择

号8109619906.的受）画轴的受力简图轴的受力简图如图示力分析

2）计算轴支承反力在水平面上为R1HR1H

Q()l1r3l2902.42(12060.5)734.5860.560.5

NR1HR2

Q902.421008.611r式中负号表示与图中所画力的方向相反在垂直平面上为Fl60.5t3Nl172.560.52NNVt1轴承1总支承反力为R22NNHV轴承2总支承反力为R22H

21008.6122V

2N1802.75N3）画弯矩弯矩图如图、c、d所示在水平面上剖面右侧Ml61020.9NH3剖面左侧为M

`b剖面为M

120N108290.4N1在垂直平面为M

aV

l172.5N.63NV2合成弯矩剖面左侧

aH

61020.9

90398.63

aa计算项目6.的受力分析

计算过程及说明Ma右侧等a左M`Mab剖面为M2M108290.422NbMb4)画转矩图转矩图如图示T63070N

计算结果7.核轴剖面弯矩大，作用有弯矩，其轴径较大，而剖面的强度弯矩也较大，也作用弯矩，所以同时对两个剖面进行校核。其抗弯截面系数为W5

mm

3

16325.5mm

3Wb

3

3

mm36280mm

3抗扭截面系数为W

5

3

mm

3

32651.1mm

3W

3

312560mm

3弯曲应力为

a

MaW16325.5a

6.68

b

Mb17.24W6280b扭剪应力为

a

T630701MPaW

b

T6307015.02MPaW12560剖面的弯曲应力和扭箭应力都a剖面大剖面为危险截面。按弯扭合成强度进行校核计算，对于单向转动的转轴，转矩按脉动循环处理，取折合系，则

计算项目7.核轴当量应力为

计算过程及说明

计算结果的强度

b

)

5.02)

MPa18.3MPa由表查得45号钢调质处理抗拉强度极

650MPa，则由表查得轴的许用应

]60MPa

]强度满足要求。8.核键带轮处键连接的挤压应力为的强度

T41d301

键、轴和带轮的材料都为钢，表8-33查得[

]，强度满足要求P9.核轴）当量动载荷

由表查得6208承的承寿命

，C18000Nr轴承的受力图如图所示为轴承不受轴向力承的、2当量动载荷为P.89NP