【文章內(nèi)容簡介】 ??0304652 ?????? R=5mm 1B =41mm 2B =36mm 課程設(shè)計 齊齊哈爾大學(xué) 18 五、 軸的設(shè)計計算 輸入軸（ I 軸 )的設(shè)計 求輸入軸上的功率 IP 、轉(zhuǎn)速 ?n 和轉(zhuǎn)矩 ⅠT IP = kw ?n =960r/min ⅠT = 求作用在齒輪上的力 已知高速級小圓錐齒輪的平均分度圓直徑為 m 1 1 Rd d 1 m m?? ? ?（ ） 則1 2 4 9 2 4 02 1 3 1 9 .0 57 4 .6 6t mTFNd ?? ? ? 1rtF F ta n 2 0 4 3 7 .4 8 Nc o s?? ? ? 1tF F t a n20 si n 197 .74 N? ?? ? ? 圓周力 Ft、徑向力 Fr及軸向力 Fa的方向如圖二所示 圖四、輸入軸載荷圖 Ft=1315.35N Fr=43748N Fa=197.74N 課程設(shè)計 齊齊哈爾大學(xué) 19 初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機(jī)械設(shè)計 （第八版）》表 153，取 0 112A? ，得 Im i n 0I33 P 4 . 9 5d A 1 1 2 1 9 . 3 5n 9 6 0? ? ?mm 輸入軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑 12d ，為了使所選的軸直徑 12d 與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 1AcaT KT?，查《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表 141，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取 ? ，則 1ca AT KT? == 查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》表 144，選 Lx3 型彈性柱銷聯(lián)軸器其工稱轉(zhuǎn)矩為 ，而電動機(jī)軸的直徑為38mm 所以聯(lián)軸器的孔徑不能太小。取 12d =30mm，半聯(lián)軸器長度 L=82mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為 60mm。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （ 1）擬定軸上零件的裝配方案（見圖五） 圖五、輸入軸軸上零件的裝配 12d =30mm mm37d23?課程設(shè)計 齊齊哈爾大學(xué) 20 （ 2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1） 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位， 12 段軸右端需制出一軸肩，故取 23 段的直徑 mm37d23 ? 。左端用軸端擋圈定位， 12段長度應(yīng)適當(dāng)小于 L所以取 12L =58mm 2） 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)mm37d23 ? ，由《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》表 131 中初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承30308，其尺寸為 ??? T D d 40mm ? 90mm ? 所以 mm40d 43 ? 而34L = 這對軸承均采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》表 131查得 30308 型軸承的定位軸肩高度 mm49d ?a ，因此取 mm49d45? 3）取安裝齒輪處的軸段 67 的直徑 mm35d67? ；為使套筒可靠地壓緊軸承， 56 段應(yīng)略短于軸承寬度，故取 56L =24mm，mm40d56? 4）軸承端蓋的總寬度為 20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離 30l mm? ，取 23L =50mm。 5） 錐齒輪輪轂寬度為 50mm，為使套筒端面可靠地壓緊齒輪取 mm61L67? 由于 2baLL? ，故取 mm98L45? （ 3）軸上的周向定位 :圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按 mm35d67? 由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表 61 12L =58mm mm40d 43 ?34L =25.25mm mm49d45? mm35d67?56L =24mm mm40d56?23L =50mm mm61L67?mm98L45? 課程設(shè)計 齊齊哈爾大學(xué) 21 查得平鍵截面 mmmmhb 810 ??? ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 45mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂 與軸的配合為67nH；同樣，半聯(lián)軸器處平鍵截面為mmmmmmlhb 50810 ????? 與軸的配合為 67kH ；滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為 k5。 （ 4） 確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 245??，軸肩處的倒角可按 適當(dāng)選取。 求軸上的載荷（ 30308 型的 a=。所以倆軸承間支點距離為 右軸承與齒輪間的距離為 。）（見圖四） 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F NFNH ? NFNV ? NFNH 19672 ? NFNV ? 彎矩 M 7 1 3 5 7 .7HM N mm? mmNMv . ? mmNMv . ? 總彎矩 227 1 3 5 7 .7 7 1 4 3 5 . 1 0 0 9 7 0 .16=M N m m?? ? 扭矩 T mT N?? 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)圖四可知右端軸承支點截面為危險截面，由上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取 ?? ，軸的計算應(yīng)力為 222231 0 0 9 7 0 . 1 ( 4 9 2 4 0 0 . 6 )() 0 . 1 4 0Ica MTW ?? ????? ?= 課程設(shè)計 齊齊哈爾大學(xué) 22 前已選定軸的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表 151查得 ? ? ? ?1160 , caM P a? ? ?????，故安全。 輸出軸（ III 軸）的設(shè)計 求輸出軸上的功率 IIIP 、轉(zhuǎn)速 Ⅲn 和轉(zhuǎn)矩 IIIT IIIP = kw Ⅲn =100r/min IIIT = 求作用在齒輪上的力 已知大斜齒輪的分度圓直徑為 2 248d mZ mm?? 而 2 4 2 6 8 9 02 3 4 4 2 . 6 6248TF t Nd ?? ? ? rtF F ta n20 129 4 Nc os ?? ? ? tF F ta n 8 8 1 .3 6 N? ??? 圓周力 tF 、徑向力 rF 及軸向力 aF 的方向如圖六所示 初步確定軸的最小直徑 III 3 3m i n 0 IIIP 4 . 4 7d A 1 1 2 3 9 . 7n 1 0 0 mm? ? ? 輸出軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑 12d ，為了使所選的軸直徑 12d 與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 TKT Aca? ，查《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表 141，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取 ? ，則 m= Z2=124 ? =142139。3639。39。? Ft=3442.66N Fr=1293.44N Fa=881.36N min mm? 課程設(shè)計 齊齊哈爾大學(xué) 23 MaTMHMVMVMMT 圖六、輸出軸的載荷圖 TKT Aca? =? = 查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》表 144選 Lx3 型彈性柱銷聯(lián)軸器其工稱轉(zhuǎn)矩為 半聯(lián)軸器的孔徑 1 40d mm? ，所以取 ??21d 40mm，半聯(lián)軸器長度 L=112mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為 84mm。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （ 1) 擬定軸上零件的裝配方案（見圖七） 圖七、輸出軸軸上零件的裝配 （ 2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位， 1段軸左端需制出一軸肩，故取 23段的 直徑 23 47d mm? ? ， 1 段右端用軸端擋圈定位，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長 度 1 84L mm? ，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故 12 段的長度應(yīng)比 1L 略短些，現(xiàn)取 1282l mm? ? 。 ??21d 40mm 課程設(shè)計 齊齊哈爾大學(xué) 24 2） 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)23 47d mm? ? ，由《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》表 131中初步選取 0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承30310，其尺寸為 50 11 0 29 .25d D T mm mm mm? ? ? ? ?，3 4 7 8 50d d mm????， 因而可以取 mm? ? 。右端軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由《機(jī)械設(shè)計課程》表 131查得 30310 型軸承的定位軸肩高度 mm60d ?a ，因此取??54d 60mm。 3） 齒輪左端和左軸承之間采用套筒定位，已知齒輪輪轂的寬度為 62mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 ??76l 58mm 齒輪的輪轂直徑取為 55mm 所以 ??76d 55mm。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度 ? ，故取 4h mm? ，則軸環(huán)處的直徑為 56 63d mm? ? 。軸環(huán)寬度 ? ，取 568l mm? ? 。 軸承端蓋的總寬度為 20mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑油的要求，求得 端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距 離 30l mm? 故 2350l mm? ? 4） 齒輪距箱體內(nèi)比的距離為 a=16mm，大錐齒輪于大斜齒輪的距離為 c=20mm，在確定滾動軸承的位置時應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離 s=8mm?？汕蟮???87l ??54l 86mm （ 3）軸上的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位均 采用平鍵連接，按 67d? 課程設(shè)計 齊齊哈爾大學(xué) 25 由《機(jī)械設(shè) 計（第 八版）》表 61 查 得平鍵 截面1 6 1 0b h mm mm? ? ?，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 50mm，同時為保證齒 輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為67nH；同樣半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵 1 2 8 7 0mm mm mm??，半聯(lián)軸器與軸的配合為67kH，滾動 軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為 m5。 （ 4） 確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 245??，軸肩處的倒角可按 適當(dāng)選取。 求軸上的載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算簡圖