【文章內容簡介】 ? ， 4 62B mm? 五 軸的設計計算 一、高速軸的設計 求作用在齒輪上的力 高速級齒輪的分度圓直徑為 1 mm? 112 2 2 3 . 2 4 1 0 0 0 11204 1 . 5te TFNd ??? ? ? 16 ta n ta n 2 0 1 1 2 0 4 1 6c o s c o s 1 4 . 9 7 3nr e teF F N??? ? ? ? ? ta n 41 6 ta n 14 .9 73 11 1ae teF F N?? ? ? ?。 2 各軸段的直徑的確定 11d：因為有一個鍵槽，所以最小直徑為 18mm 12d：密封處軸段，根據(jù)聯(lián)軸器軸向定位要求，以及密封圈的標準查表（采用圈式密封），12d=11d+6mm=24mm。 13d：軸肩處為過度部位，區(qū)分加工表面，軸段與軸承配合，軸承僅承受徑向力，查表 136 可得應該選擇軸承型號 6006，其主要參數(shù) d D B? ? ? 30 55 13m m m m m m??，所以13d=30mm，1B=13mm。 15d:15d=齒頂圓直徑，取15d=1d+2mm=44mm。 14d:14d=40mm 16d:16d=28mm 17d：滾動軸承處軸段，17d=12d=24mm 3 各軸段長度的確定 11l：由 V 帶的型號查表可得，取11l=（ 2+1） ?13=39mm，故取 40mm。 12l：由箱體結構 軸承端蓋和裝配關系確定 地腳螺栓fd=+12=20mm 軸承旁邊連接螺 栓1d=fd=15mm 取1d=16mm 由表可得 1c =22mm 2c =20mm 箱體軸承孔長 12 ( 5 8 ) 1 5 2 2 2 0 8 6 5L m mcc?? ? ? ? ? ? ? ? ? 軸承端蓋厚 t=10mm 17 裝拆螺釘余量取 39。L =20mm 則12l=L+t+ 39。L c1B=65+10+20513=80mm 13l：由滾動軸承確定13l=30mm 14l：由裝配關系及箱體結構等確定14l=86mm 15l：由滾動軸承 擋油盤及裝配關系確定15l=44mm 16l:16l=18mm 17l:17l=36mm 4 大帶輪與軸的周向定位采用普通平鍵 C 型連接，其尺寸為10 8 40b h L mm mm mm? ? ? ? ?,大帶輪與軸的 配合為 76Hr ，流動軸承與軸的周向定位是過渡配合保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為 m6. 求兩軸承所受的徑向載荷 1rF 和 2rF 帶傳動有壓軸力 PF (過軸線，水平方向 )， 1614PFN? 。 將軸系部件受到的空間力系分解到鉛垂面和水平面上兩個平面力系 圖一 圖二 18 圖三 [注 ]圖二中 aeF 通過另加彎矩而平移到作用軸線上 圖三中 teF 通過另加轉矩而平移到指向軸線 ? ? 12 1 5 1 5 0 1 5 1 02r V a e r edF F F? ? ? ? ? ? ? 2 2163rVFN? 12r V re r VF F F? ? ?1824N 同理 2 853rHFN? 12 853 254 5r H te r HF F F N? ? ? ? ? 2 2 2 21 1 1 1 8 2 4 2 5 4 5 3 1 3 1r r V r HF F F N? ? ? ? ? 2 2 2 22 2 2 2 1 6 3 8 5 3 2 0 1 4r r V r HF F F N? ? ? ? ? 6 、求兩 軸承的計算軸向力 1aF 和 2aF 對于 70000AC 型軸承，軸承的派生軸向力 ?? 19 8 8 313 1 212 8drF F N? ? ? ? ? 8 8 201 4 136 2drF F N? ? ? ? ? 21846 136 221 d dF F N F? ? ? ? ? 故2112 2 1 5 .2 , 1 3 6 9 .5 2a a dF N F F N? ? ? 求軸承的當量動載荷 1P 和 2P 對于軸承 1 112 2 1 5 .2 0 .7 0 0 .6 83131arFF ? ? ? 對于軸承 2 221 3 6 9 .5 2 0 .6 82021arFF ?? 查表可得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)分別為： 對于軸承 1 1 ? ， 1 ? 對于軸承 2 2 1X? ， 2 0Y? ? ? ? ?1 1 1 1 1 1 0 .4 1 3 1 3 1 0 .8 7 2 2 1 5 .2 3 2 1 0 .9 3 4P r aP f X F Y F N? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2 2 2 2 2 1 1 2 0 1 4 0 2 0 1 4P r aP f X F Y F N? ? ? ? ? ? 求該軸承應具有的額定載荷值 因為 12PP? 則有 3 311 666 0 39。 6 0 5 7 6 2 8 3 0 0 53 2 1 0 . 9 3 4 2 4 9 9 3 . 11 0 1 0h rnLC P N C? ? ? ? ?? ? ? ? ? 故 7307AC 符合要求。 彎矩圖的計算 水平面： 1 853NHFN?,2 2545NHF ?N,則其各段的彎矩為： BC 段： 20 由彎矩平衡得 M1 0NHFx? 853 ( 0 151 )M x x? ? ? ? CD 段： 由彎矩平衡得 1 ( 15 1 ) 0 25 45 51 30 98 ( 15 1 20 1. 5 )NHM F x x M x x? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 853 151 128 803 .HM N m m N m m? ? ? ? 鉛垂面：1221 63 , 18 24 , 16 14 ,NV NV PF N F N F N? ? ?則其各段彎矩為： AB 段： 則 0 161 4PM F x M? ? ? ? (0 )x?? BC 段： 21 則1 ( 10 4. 5 ) 0 54 9 22 60 34P NVM F x F x M x? ? ? ? ? ? ? ?( )x?? CD 段 ： 則1 ( 1 0 4 .5 ) ( 2 5 5 .5 ) 0p NV r aM F x F x F x M? ? ? ? ? ? ? 1824 567555Mx? ? ? ( 306)x?? 現(xiàn)將計算出的截面 C 處的 HM 、 VM 及 M 的值列于下表 表 3 載荷 水平面 H 垂直面 V 支持力F 1 2545rHFN? 2 853rHFN? 1 1824rVFN? 2 2163rVFN? 彎矩M 128803HM N mm?? 1 85765VM N mm?? 2 101523VM N mm?? 總彎矩 2 2 2 211 1 2 8 8 0 3 8 5 7 6 5 1 5 4 7 4 5HVM M M N m m? ? ? ? ? ? 22 2 2 2 222 1 2 8 8 0 3 1 0 1 5 2 3 1 6 4 0 0 3HVM M M N m m? ? ? ? ? ? 扭矩 T 1 87542T N mm?? 按彎扭合成應力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面 (即危險截面 B )的強度。根據(jù)計算式及上表的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力，取 ?? ，軸的計算應力 ? ? ? ?2222131 6 8 6 6 3 0 . 6 8 7 5 4 2 3 5 . 70 . 1 3 5Bc a aMT MPW ?? ? ? ?? ? ?? 前已選定軸的 材料為 45 鋼，調質處理，查表可得 ? ?1 60 aMP?? ? ，因此 ? ?1ca???? ，故安全。 1鍵的選擇和校核 高速軸上與大帶輪相配合的軸上選擇鍵連接，由于大帶輪在軸端部，故選用單圓頭平鍵 根據(jù) 20d mm? ，從表中查得鍵的截面尺寸為：寬度： 6,b mm? 高度： 6h mm? ,由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長為： 45L mm? 鍵、軸承和輪轂材料都為鋼查表可得 ? ? 120 ~ 150PaMP? ? 取其平均植， ? ? 135PaMP? ? 鍵的工作長度 4 5 3 4 22bl L m m? ? ? ? ? 鍵和輪轂鍵槽的接觸高度 6 3k h mm? ? ? ? 則 ? ?32 2 2 3 . 2 4 1 0 1 1 . 4 73 4 5 3 0P a PT MPk ld????? ? ? ???，故合適。 所以選用：鍵 C 6 6 4 5mm mm mm?? GB/T 10952021 1確定軸上圓角和倒角尺寸 23 取軸端倒角為 ，各軸肩處圓角半徑為 2。 二、中間軸的設計 求作用在齒輪上的力 因為高速軸的小齒輪與中速軸的大齒輪相嚙合，故兩齒輪所受的teF 、 reF 、 aeF 都是作用力與反作用力的關系，則大齒輪上所受的力為 1 1120teFN? 1 416reFN? 1 111aeFN? 中速軸小齒輪上的三個力分別為 2 2439teFN? 2 905reFN? 2 232aeFN? 2. 各軸段的直徑的確定 21d：最小軸段因為要與軸承配合，查表 136 可得，選擇軸承型號還是為 6006， d D B? ? ? 30 55 13m m m m m m??，所以22d=30mm，`2B =13mm。 22d：此段為齒輪的安裝段，軸肩為過度部位，區(qū)分加工表面，所以22d=21d+4mm=34mm。 23d：此段采用軸環(huán)定位，根據(jù)齒輪的軸向定位要求軸環(huán)的高度應該滿足 ( )hd? ，故取 h=3mm,所以23d=22d+6mm=40mm。 24d：高速大齒輪軸段24d=22d=34mm。 25d ：滾動軸承處軸段 25d = 21d =30mm。 3 各軸段長度的確定 21l ： 由 滾 動 軸 承 裝 配 關 系 確 定 24 21l=2B+c+k+=13+5+9+3+=,取21l=34mm。 22l：由低速級小齒輪，配合軸段長應該比齒輪寬短，所以22l=65mm 23l:軸環(huán)寬度 ,為了有足夠的強度來承受軸向力，通常取? 23l =18mm 24l:由高速級大齒輪的轂孔寬度，所以