【文章內(nèi)容簡介】 70 中心距 a 160 160 圖 71 低速級大齒輪結(jié)構(gòu)圖 16 第八章 軸的設(shè)計 高速軸設(shè)計計算 、功率和轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 n=720r/min；功率 P=；軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩 T=?mm 由表選用 20Cr 滲碳回火，許用彎曲應(yīng)力為 [σ ]=70MPa 由于高速軸受到的彎矩較大而受到的扭矩較小，故取 A0=112。 由于最小軸段截面上要開 1 個鍵槽，故將軸徑增大 5% 查表可知標(biāo)準(zhǔn)軸孔直徑為 25mm 故取 dmin=25 17 圖 81 高速軸示意圖 (1)高速軸和大帶輪配合，查表選取標(biāo)準(zhǔn)軸徑 d12=25mm， l12 長度略小于大帶輪輪轂長度 L，取 l12=48mm。選用普通平鍵， A 型鍵， b h = 8 7mm(GB/T 10962021)，鍵長 L=36mm。 (2)初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù) d23 = 30 mm，由軸承產(chǎn)品目錄中選擇深溝球軸承 6207，其尺寸為 dD B = 35 72 17mm，故 d34 = d78 = 35 mm。 由手冊上查得 6207 型軸承的定位軸肩高度 h = mm，因此，取 d45 = d67 = 42 mm。 (3)由于齒輪的直徑較小，為了保證齒輪輪體的強度，應(yīng)將齒輪和軸做成一體而成為齒輪軸。所以 l56 = 50 mm， d56 = 58 mm。 (4)軸承端蓋厚度 e=12，墊片厚度Δ t=2，根據(jù)軸承端蓋便于裝拆，保證軸承端蓋的外端面與帶輪端面有一定距離 K=24，螺釘 C1=20mm， C2=18mm，箱座壁厚δ =8mm，則 (5)取小齒輪距箱體內(nèi)壁之距離Δ 1 =10 mm，高速級大齒輪和低速級小齒輪距離Δ3=15mm?？紤]箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離Δ，取Δ = 10 mm，低速級小齒輪寬度 b3=75mm，則 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。 軸段 1 2 3 4 5 6 7 直徑 25 30 35 42 58 42 35 18 長度 48 62 29 50 8 29 高速級小齒輪所受的圓周力（ d1 為高速級小齒輪的分度圓直徑） 高速級小齒輪所受的徑向力 第一段軸中點到軸承壓力中心距離 l1=，軸承壓力中心到齒輪支點距離l2=141mm，齒輪中點到軸承壓力中心距離 l3= 軸所受的載荷是從軸上零件傳來的，計算時通常將軸上的分布載荷簡化為集中力，其作 用點取為載荷分布段的中點。作用在軸上的扭矩，一般從傳動件輪轂寬度的中點算起。通常把軸當(dāng)做置于鉸鏈支座上的梁，支反力的作用點與軸承的類型和布置方式有關(guān) 帶傳動壓軸力（屬于徑向力） Q= 高速軸上外傳動件壓軸力（屬于徑向力） Q= 軸承 A 處水平支承力： 軸承 B 處水平支承力： 軸承 A 處垂直支承力： 軸承 B 處垂直支承力： 軸承 A 的總支承反力為： 19 軸承 B 的總支 承反力為： 截面 A 在水平面上彎矩： 截面 B 在水平面上彎矩： 截面 C 在水平面上的彎矩： 截面 D 在水平面上的彎矩： ： 截面 A 在垂直面上彎矩： 截面 B 在垂直面上彎矩： 截面 C 在垂直面上的彎矩： 截面 D 在垂直面上彎矩： ，有： 截面 A 處合成彎矩： 20 截面 B 處合成彎矩： 截面 C 處合成彎矩： 截面 D 處合成 彎矩： 轉(zhuǎn)矩和扭矩圖 截面 A 處當(dāng)量彎矩： 截面 B 處當(dāng)量彎矩： 截面 C 處當(dāng)量彎矩： 截面 D 處當(dāng)量彎矩： 彎矩圖如圖所示： 圖 82 高速軸受力及彎矩圖 21 22 因 B 彎矩大，且作用有轉(zhuǎn)矩，故 B 為危險剖面 其抗彎截面系數(shù)為 抗扭截面系數(shù)為 最大彎曲應(yīng)力為 剪切應(yīng)力為 按彎扭合成強度進行校核計算，對于單向傳動的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)處理，故取 折合系數(shù)α =，則當(dāng)量應(yīng)力為 查表得 20Cr 滲碳回火處理，抗拉強度極限σ B=650MPa，則軸的許用彎曲應(yīng)力 [σ1b]=70MPa，σ ca[σ 1b]，所以強度滿足要求。 中間軸設(shè)計計算 、功率和轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 n=；功率 P=；軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩 T=?mm 由表選用 45 鋼調(diào)質(zhì)，許用彎曲應(yīng)力為 [σ ]=60MPa 由于中間軸受到的彎矩較大而受到的扭矩較小，故取 A0=115。 23 由于最小直徑軸段處均為滾動軸承，故選標(biāo)準(zhǔn)直徑 dmin=40mm 圖 83 中間軸示意圖 (1)初步選擇滾動軸承。中間軸最小直徑是安裝滾動軸承的直徑 d12 和 d56，因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù) dmin = mm，由軸承產(chǎn)品目錄中選取深溝球軸承 6208，其尺寸為 d D B = 40 80 18mm，故 d12 = d56 = 40 mm。 (2)取安裝大齒輪處的軸段的直徑 d45 = 45 mm；齒輪的右端與右軸承之間采用擋油環(huán)定位。已知高速大齒輪齒輪輪轂的寬度 b2 = 45 mm，為了可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 l45 = 43 mm。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度 h = (2~3)R，由軸徑 d45 = 45 mm 查表，取 h = 5 mm，則軸環(huán)處的直徑 d34 = 55 mm。軸環(huán)寬度 b≥ ，取 l34 = 15 mm。 (3)左端滾動軸承采用擋油環(huán)進行軸向定位。 (4)考慮材料和加工的經(jīng)濟性 ，應(yīng)將低速小齒輪和軸分開設(shè)計與制造。已知低速小齒輪的輪轂寬度為 b3= 75 mm，為了使擋油環(huán)端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 l23 = 73 mm， d23=45mm。已知高速級大齒輪輪轂寬度為 b2 =45mm，為了使擋油環(huán)端面可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短與輪轂寬度，故取 l45=43mm， d45=45mm。 24 (5)取低速級小齒輪距箱體內(nèi)壁之距離Δ 1 =10 mm，高速級大齒輪距箱體內(nèi)壁之距離Δ 2 = mm，高速級大齒輪和低速級小齒輪距離Δ 3=15mm?？紤]箱體的鑄造誤差，在確 定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離Δ，取Δ = 10 mm，則 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。 軸段 1 2 3 4 5 直徑 40 45 55 45 40 長度 40 73 15 43 高速級大齒輪所受的圓周力（ d2 為高速級大齒輪的分度圓直徑） 高速級大齒輪所受的徑向力 低速級小齒輪所受的圓周力（ d3 為低速級小齒輪的分度圓直徑） 低速級小齒輪所受的徑向力 軸承壓力中心到低速級小齒 輪中點距離 l1=，低速級小齒輪中點到高速級大齒輪中點距離 l2=75mm，高速級大齒輪中點到軸承壓力中心距離 l3=55mm 軸承 A 在水平面內(nèi)支反力 軸承 B 在水平面內(nèi)支反力 25 軸承 A 在垂直面內(nèi)支反力 軸承 B 在垂直面內(nèi)支反力 軸承 A 的總支承反力為： 軸承 B 的總支承反力為： 截面 A 和截面 B 在水平面內(nèi)彎矩 截面 C 右側(cè)在水平面內(nèi)彎矩 截面 C 左側(cè)在水平面內(nèi)彎矩 截面 D 右 側(cè)在水平面內(nèi)彎矩 截面 D 左側(cè)在水平面內(nèi)彎矩 26 截面 A 在垂直面內(nèi)彎矩 截面 C 在垂直面內(nèi)彎矩 截面 D 在垂直面內(nèi)彎矩 截面 A 和截面 B 處合成彎矩 截面 C 右側(cè)合成彎矩 截面 C 左側(cè)合成彎矩 截面 D 右側(cè)合成彎矩 截面 D 左側(cè)合成彎矩