轴系结构设计2014

轴系结构设计（习题课）本习题课包含三部分一、单级齿轮轴系的结构设计以单级圆柱齿轮减速器为例，手绘设计。二、轴的安全系数校核计算所设计减速器输出轴的安全系数。三、轴承的寿命校核

计算输出轴上支撑轴承的寿命。四、其它减速器轴系的结构设计要点试设计低速轴设计题目由前面设计可知：

（1）装配简图（2）轴：P2＝2.22KW，n2＝89.2rpm（T2＝237679Nmm）（3）齿轮：b2＝55mmd2＝225.58mmβ＝15°21′32″（4）链轮宽：b＝52mm（5）链轮压轴力：Q＝3699N一、轴的结构设计（一）选材料、轴承润滑密封方式1、材料:45调质查手册：σb＝650MPaσs＝360MPa

2、轴承润滑及密封：因为齿轮的圆周速度V＝V1＝V2＝1.01m/s<2m/s所以轴承采用→脂润滑→毡圈密封。123456

1、轴的结构外形如上图2、轴的长度尺寸：（与箱体尺寸，齿轮，链轮有关）齿轮宽度：b2＝54mm、齿轮侧边与内壁距离：a＝10～15mm（取12mm）箱体壁厚：δ≥8mm（取10mm）轴外伸长度：l≥10mm（取15mm）、加工留量：△＝3～5mm（取4mm）、扳手空间：M12，C1＝18mm、C2＝16mm轴承端盖厚度：S=1.2δ=12mm链轮宽度：b=52mm（二）轴的结构设计3、初算轴颈dmin4、轴尺寸（dili）（1）d1，l1初算d'min=35.56与链轮孔相配②l1＝b1-(1～3)mm=52-2

=50mm

①d1取d1=36mm123456链轮轴向定位：d2>密封环内径（0，2，5，8）r<c<a（定位轴肩）1.5<2<3d2＝42mm⑵d2，l2①d2②l2＝？（待定）123456装配方便：d3>d2直径差为1～3mm（非定位轴肩）轴承内径（0，5）①

d3d3＝45mm⑶d3，l3②l3＝？（待定）123456d3＝45mm查轴承型号6209：B＝19mm，D＝85mm，S＝10mm挡油环与轴承座孔配合宽度10～15mm，取为12mm挡油环与探出内壁1～2mm，取为2mm

LSΔC1C2

δ（L2和L3的确定）B12a123装配方便：d4>d3直径差为1～3mm（非定位轴肩）⑷d4，l4

②l4：l4=b2－（1～3）＝54－1＝53mmd4＝48mm

①d4123456

②l5：l5＝a－（1～4）＝12－4＝8mmr<c<a1.5<2<2.5d5＝d4+5＝53mm①d5：⑸d5，l5定位轴肩123456⑹d6，l6①d6：d6＝d3＝45mm

②l6：l6＝B+（10～15）+（1～4）＝19+12+4=35mm123456二、轴的安全系数校核（三）强度校核1、支点、受力点确定按比例作图、量出支点及力作用点距离：L1＝77.5mm、L2＝L3＝60.5mm2、求受力点力，支反力3、画弯矩扭矩图水平面弯矩图：垂直面弯矩图：合成弯矩图、扭矩图：4、危险剖面①应力大（弯矩M大、有扭矩T、轴径d小）②应力集中（过盈配合、键槽、过渡圆角）选在接近截面A（A附近）5、校核安全系数最后取过盈配合的应力集中系数带入安全系数计算公式：三、轴承的寿命校核（由上面轴的设计知）已知：⑴n2＝89.2rpm⑵RHA＝－5926N，RHB＝1432NRVA＝RVB＝1054NFA＝579N

（3）dA＝dB=45mm（4）载荷平稳试校核轴承（一）轴承性能

由轴设计中选择轴承为6209轴承，其d＝45mmC＝31500NC0＝20500Nε＝3查手册：（二）当量动负荷P1、轴承的径向反力R2、当量动负荷P1）A轴承当量动负荷：只受径向RA力的作用。2）B轴承当量动负荷受轴向FA力和径向RB力的联合作用。（三）轴承的寿命3）取A、B两轴承较大载荷计算若选30209轴承（圆锥滚子轴承）C＝67800NY=1.5e=0.4ε＝10/3（一）查手册：（二）当量动负荷的计算1、内部轴向力（S＝R/2Y）2、轴承轴向力3、当量动载荷计算1）轴承A2）轴承B3）选最大载荷（三）轴承的寿命四、其它减速器轴系的结构设计（一）二级圆柱齿轮减速器此类减速器轴设计时要考虑：1、轴向尺寸要考虑两个齿轮的宽度和其间距。2、一般由输入轴开始设计，要考虑电机轴头直径与减速器输入轴头直径的尺寸相配问题。（二）蜗杆——圆柱齿轮减速器此类减速器轴设计时要考虑：1、一般由主视图的输入轴开始设计，待设计出第一根轴的支承座尺寸后再进行俯视图上其它两个周的设计。2、俯视图的第二根轴的设计时，箱体的内壁要考虑到内部支承座所占据的空间。（三）同轴二级圆柱齿轮减速器此类减速器轴设计时要考虑：1、一般由俯视图上开始设计。2、在确定箱体内壁距离时候，要留出充分的空间来容留下内部的两个轴承座。（四）圆锥——圆柱齿轮减速器此类减速器轴设计时要考虑：1、一般由俯视图来开始设计，定好第一