轴设计例题选编课件

轴设计例题轴设计例题题目与要求

设计一带式运输机使用的单级斜齿圆柱齿轮减速器的输出轴。减速器传动简图见右图，输入轴通过V带传动与电动机相联接，输出轴通过联轴器与工作机相联接。运输机单向连续运转。已知输出轴传递的功率P2=13kW，转速n=200r/min，大齿轮的齿宽B=80mm，齿数z2＝78，模数m＝5mm，压力角α＝20o，螺旋角β=9o22’，载荷较平稳。题目与要求设计一带式运输机使用的单级斜齿圆柱齿轮1.求输出轴上的转矩2.求作用在齿轮上的力输出轴上大齿轮的分度圆直径为圆周力径向力轴向力设计过程与步骤1.求输出轴上的转矩2.求作用在齿轮上的力输出轴上大齿轮3.选材，确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调质处理。按式8-2初估轴的最小直径，查表8.6，取A＝115因轴段①用于安装联轴器，故需同时选取联轴器型号联轴器计算转矩查GB/T5014－1985，选HL4型弹性柱销联轴器查手册P192:表14-6KA—查P173表11.23.选材，确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调质处理4.轴的结构设计1）拟定轴上零件装配方案4.轴的结构设计2）根据轴向定位要求确定各轴段直径和长度轴段①：d1=50mm,为保证轴段挡圈压紧半联轴器，l1=82mm2）根据轴向定位要求确定各轴段直径和长度轴段①：d1=50m2）根据轴向定位要求确定各轴段直径和长度轴段②：按密封件标准，查手册P211表15-15，选毡圈60JB/ZQ4606-1986,取d2=60mm，取端盖宽度20mm，端盖外端面与半联轴器右端面30mm,取l2=50mm。2）根据轴向定位要求确定各轴段直径和长度轴段②：按密封件标准2）根据轴向定位要求确定各轴段直径和长度轴段③：选圆锥滚子轴承，d3=65mm,初选30213，尺寸d×D×T为65×120×25，轴承润滑方式选择：d×n=65×200=1.3×104mm.r/min<1×105mm.r/min,

选择脂润滑。取齿轮距箱体内壁距离Δ＝16mm，考虑轴承脂润滑，取轴承距箱体内壁距离S＝8mm，则l3=T+S+Δ+4=25+8+16+4=53mm查手册P162T2）根据轴向定位要求确定各轴段直径和长度轴段③：选圆锥滚子轴2）根据轴向定位要求确定各轴段直径和长度轴段④：取d4=68mm,l4=B-4=80-4=76mm2）根据轴向定位要求确定各轴段直径和长度轴段④：取d4=682）根据轴向定位要求确定各轴段直径和长度轴段⑤：d5=77mm（轴肩高度h=4.5mm）,l5=16+8=24mm2）根据轴向定位要求确定各轴段直径和长度轴段⑤：d5=77m2）根据轴向定位要求确定各轴段直径和长度轴段⑥：d6=d3=65mm,l6=T=25mmT2）根据轴向定位要求确定各轴段直径和长度轴段⑥：d6=d3=3）轴上零件周向定位齿轮、半联轴器与轴周向定位：A型平键联接齿轮处：半联轴器：滚动轴承：H7/m64）确定轴上圆角和倒角尺寸轴端倒角2×45°，各轴肩处圆角半径R1.6、R2（见图8-9）3）轴上零件周向定位齿轮、半联轴器与轴周向定位：A型平键联5.轴的强度校核1）求轴上载荷a)根据轴的结构图作出轴的计算简图，查30213轴承，a=23mm故轴的支承跨距L2＝BC=66mm,L3=CD=66mm5.轴的强度校核1）求轴上载荷a)根据轴的结构图作出轴的5.轴的强度校核b）作轴的弯矩图MH,MV

轴的水平面弯矩图MH5.轴的强度校核b）作轴的弯矩图MH,MV轴的5.轴的强度校核b）作轴的弯矩图MH,MV

轴的垂直面弯矩图MV5.轴的强度校核b）作轴的弯矩图MH,MV轴的垂直b）作轴的弯矩图MH,MV

轴的合成弯矩图M1,M2b）作轴的弯矩图MH,MV轴的合成弯矩图M1,Mc）作轴的扭矩图Tc）作轴的扭矩图Td）作轴的当量弯矩图Mcad）作轴的当量弯矩图Mcae）求危险截面C处当量弯矩M载荷水平面垂直面支反力弯矩M总弯矩扭矩T当量弯矩M危险截面的确定方法——轴径细、弯矩大、有应力集中处e）求危险截面C处当量弯矩M载荷水平面垂直面支反力危险截面的2）校核轴的强度表8.2，查45钢调质，及表8.7查相应材料许用应力满足轴的强度要求。未考虑键槽的影响（见表8.8）2）校核轴的强度表8.2，查45钢调质，及表8.7查相应材料6.精确校核轴的疲劳强度1）判断危险截面危险截面：Ⅳ（左侧，d＝65mm)Ⅳ（右侧，d＝68mm)6.精确校核轴的疲劳强度1）判断危险截面危险截面：Ⅳ（左侧，6精确校核轴的疲劳强度2）计算危险截面应力

截面左侧弯矩M：截面上扭矩T：抗弯截面系数：抗扭截面系数：截面上弯曲应力：截面上扭剪应力：6精确校核轴的疲劳强度2）计算危险截面应力截面左侧弯矩3）确定影响系数弯曲应力幅：弯曲平均应力：扭切应力：

轴：45钢，调质处理，表8.2，

轴肩圆角处有效应力集中系数

由r/d=1.6/65=0.025,D/d=68/65=1.05,由表8.9插值后可得：配合处综合影响系数Kσ、Kτ，根据d，σb，配合H7/n6由表8.11插值计算得Kσ＝3.48Kτ＝0.4＋0.6Kσ＝2.4883）确定影响系数弯曲应力幅：弯曲平均应力：扭切应力：轴：4

尺寸系数

由图8-12

表面质量系数

由表面加工：精车，及图8-2得：

键槽处有效应力集中系数kσ、kτ，根据σb由表8.10插值计算得kσ＝1.812kτ＝1.608轴肩处综合影响系数：轴肩处综合影响系数：尺寸系数由图8-12表面质量系数由材料特性系数：综合影响系数，取配合处：安全系数：7绘制轴工作图材料特性系数：综合影响系数，取配合处：安全系数：7绘制轴设计例题选编课件人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人