【文章內(nèi)容簡介】 中功率小，轉(zhuǎn)速不高，故選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表可知：硬度HB=217~255 ,抗拉強(qiáng)度蟽b=650MPa ，疲勞極限蟽1=300MPa ,屈服極限蟽s=360MPa 。(2）確定軸最小端直徑P1= , ,n1=1410rmin ,查表取C=118 .按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸最小端直徑： .由于該軸有鍵槽，故軸的最小直徑應(yīng)加大5%~7% ，即 ,又因?yàn)辇X輪輸入軸與電動(dòng)機(jī)軸相連，為使所選的軸的直徑d1與聯(lián)軸器的孔相適應(yīng)，需同時(shí)選擇聯(lián)軸器型號，此處選擇套筒聯(lián)軸器，=12mm .（3）齒輪輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)①軸上零件的定位、固定和裝配。在本次設(shè)計(jì)中齒輪輸入軸的最小直徑端與電機(jī)相連，即需要與輸入軸鍵套配合，緊接著安裝軸承，軸承左面用軸肩定位，右面用輸入軸法蘭軸承套定位。緊挨著軸肩設(shè)計(jì)齒輪軸部分，最后根據(jù)箱體的大小設(shè)計(jì)左邊的軸承軸肩長度。左軸承從左面裝入，右軸承和輸入軸鍵套依次從右面裝入。齒輪輸入軸的基本結(jié)構(gòu)如圖21：圖21②確定軸各段直徑和長度。右起第一段直徑即與電機(jī)相連端直徑d1=12mm ,其長度應(yīng)結(jié)合電機(jī)輸出軸的長短和輸入軸鍵套設(shè)計(jì)，取L1=25mm .右起第二段上安裝有軸承，軸徑與軸承內(nèi)圈配合，右起第一段的軸肩圓角R1= ,取軸肩高度h=2R1= ,則 ,初選軸承6003，內(nèi)圈直徑為17mm，寬度10mm。故右起第二段軸徑d2=17mm ,L2應(yīng)比軸承的寬度大，取L2=20mm ,右起第三段緊挨軸承，軸徑應(yīng)與軸承的安裝相關(guān)聯(lián)，故第三段軸徑d3=da= ,取L3=18mm .第四段即齒輪軸，齒寬b1=35mm,分度圓直徑d1=:,其中ha*=,其中ha*=1,c*=,第四段總長度L4=，故d5=da=,第五段上為安裝任何零件，根據(jù)箱體大小暫定第五段長度L5=140mm。第六段安裝軸承，故d6=17mm,第六段長度應(yīng)比軸承的寬度大，取L6=20mm.由上述軸各段長度可算得軸支撐跨距L=208mm.(4)按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度分度圓直徑d1=30mm,轉(zhuǎn)矩T1=,則作用在齒輪上的圓周力,徑向力,兩軸承相對于齒輪不是對稱布置，LA=165mm,LB=，故軸向力Fa=0 .則軸承支反力如下：水平面支反力分別為：RA=LALFt=?,垂直面支反力分別為：, 右起第四段即齒輪軸部分C處彎矩如下：水平面彎矩：C處左側(cè)水平面的彎矩：,C處右側(cè)水平面彎矩：垂直面彎矩如下：C處左側(cè)垂直面彎矩：,C處右側(cè)垂直面彎矩：危險(xiǎn)截面C左側(cè)合成彎矩： 。轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取偽=，截面C處的當(dāng)量彎矩為： .校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度： .強(qiáng)度足夠。 、計(jì)算及校核（1）選材：由于傳遞功率小，轉(zhuǎn)速不高，故選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表可知：硬度HB=217~255 ,抗拉強(qiáng)度蟽b=650MPa ，疲勞極限蟽1=300MPa ,屈服極限蟽s=360MPa 。（2）確定軸最小端直徑P2= , ，n2=360rmin ,查表取C=118按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸最小端直徑： ，由于該軸有鍵槽，故該軸直徑應(yīng)加大5%~7% ，則 ，故取d1=17mm 。（3）齒輪輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)①軸上零件的定位、固定和裝配。在本次設(shè)計(jì)中齒輪輸出軸的最小直徑一端安裝軸承，與軸承內(nèi)圈配合，軸承的左端以軸肩定位。緊接著安裝螺母式套筒，用于大齒輪的定位，緊挨螺母式套筒安裝大齒輪。在大齒輪的左面設(shè)計(jì)軸肩結(jié)構(gòu)，軸肩結(jié)構(gòu)后根據(jù)蝸桿的各個(gè)尺寸要求設(shè)計(jì)蝸桿軸部分，蝸桿軸設(shè)計(jì)完成后設(shè)計(jì)齒輪輸出軸與絲桿的連接部分，法蘭軸承套與箱體連接塊連接，使得箱體與法蘭軸承套的相對位置固定，再設(shè)計(jì)一個(gè)輸出軸防護(hù)套與法蘭軸承套連接，使齒輪輸出軸與絲桿相連。軸做成階梯型，左軸承和輸出軸鍵套從左面裝入，大齒輪、螺母式套筒、右軸承一次從右面裝入。齒輪輸出軸的基本結(jié)構(gòu)如圖22：圖22②確定軸各段直徑和長度。右起第一段上安裝有軸承，軸與軸承內(nèi)圈配合，初選軸承6003，內(nèi)圈直徑為17mm，寬度10mm。第一段的長度應(yīng)比軸承的寬度大，故取d1=17mm ,L1=15mm 。第二段軸與軸承的安裝有關(guān)，即d2=da= ,根據(jù)箱體的大小以及齒輪嚙合情況取L2=45mm 。第三段安裝套筒，若第三段制成光滑軸，則套筒會(huì)移動(dòng)進(jìn)而導(dǎo)致齒輪的定位松動(dòng)，則第三段應(yīng)制作螺紋，制作M24的螺紋，安裝兩個(gè)螺母取L3=31mm 。第四段取d4=30mm ，L4=b22=302=28mm .取L5=5mm ,d5=42mm ,L6=3mm ，d6=30mm .d7=25mm ,L7=39mm ,第八段即蝸桿軸部分，蝸桿寬度為48mm，左右兩端各取3mm的倒角，則L8=53mm .根據(jù)渦輪的尺寸和渦輪蝸桿嚙合情況取d9=25mm ,L9=54mm .第十段與軸承的安裝相關(guān)聯(lián)，取d10=da= ,L10=5mm .第十一段安裝軸承則d11=17mm ,L11=15mm . 右起第十二段直徑即與絲桿軸相連端直徑d12=15mm ,其長度應(yīng)結(jié)合絲桿軸的長短和輸出軸鍵套設(shè)計(jì)，取L12=30mm .由上述計(jì)算可算得軸總長度為324mm，軸支撐跨距為L=274mm 。（4）按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度分度圓直徑d2=,轉(zhuǎn)矩T2=,則作用在齒輪上的圓周力,徑向力Fr=Fttan偽==,兩軸承相對于齒輪不是對稱布置，LA=180mm,LB=，故軸向力Fa=0 .軸承相對于渦輪不是對稱布置，LA,=91mm,LB,=183mm .則軸承支反力如下：水平面支反力分別為：, .垂直面支反力分別為：, .估計(jì)齒輪輸出軸有兩個(gè)較危險(xiǎn)截面，即截面D和截面E. 右起第四段即安裝大齒輪軸部分D處彎矩：水平面彎矩如下：D處左側(cè)水平面的彎矩：,D處右側(cè)水平面彎矩：垂直面彎矩如下：D處左側(cè)垂直面彎矩：,D處右側(cè)垂直面彎矩：危險(xiǎn)截面D左側(cè)合成彎矩： 。轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取偽=，截面D處的當(dāng)量彎矩為： .校核危險(xiǎn)截面D的強(qiáng)度： .強(qiáng)度足夠。右起第八段即蝸桿軸部分E處彎矩如下：水平面彎矩分別為：E處左側(cè)水平面的彎矩：,E處右側(cè)水平面彎矩：垂直面彎矩分別為：E處左側(cè)垂直面彎矩：,E處右側(cè)垂直面彎矩：危險(xiǎn)截面E右側(cè)合成彎矩：ME=MAH2+MAV2=+?. 。轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取偽=，截面E處的當(dāng)量彎矩為 .校核危險(xiǎn)截面E的強(qiáng)度： .強(qiáng)度足夠。、計(jì)算及校核（1）選材：由于傳遞功率小，轉(zhuǎn)速不高，故選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表可知：硬度HB=217~255 ,抗拉強(qiáng)度蟽b=650MPa ，疲勞極限蟽1=300MPa ,屈服極限蟽s=360MPa 。（2）確定軸最小端直徑P3= , ，n2=60rmin ,查表取C=118按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸最小端直徑： ，由于該軸有鍵槽，故該軸直徑應(yīng)加大5%~7% ，則dmin=(7%+1)鈮? ，故取dmin=27mm 。第一段安裝軸承，初選軸承6006，則第一段直徑d1=30mm,第一段應(yīng)長度比軸承的寬度大，故取L1=20mm .（3）齒輪輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)①軸上零件的定位、固定和裝配。在本次設(shè)計(jì)中渦輪輸出軸右起第一段安裝軸承，與軸承內(nèi)圈配合，軸承的左端以軸肩定位。緊挨軸肩的是安裝渦輪時(shí)需要設(shè)計(jì)的軸肩，緊接著是安裝渦輪的軸段，與渦輪緊挨著的是套筒，用于渦輪的定位。隨后又設(shè)計(jì)安裝軸承部分，軸承安裝部分設(shè)計(jì)完成后設(shè)計(jì)渦輪輸出軸與外部連接部分。減速器外部渦輪輸出軸與銅螺母連接，應(yīng)設(shè)計(jì)一段螺紋。渦輪輸出軸的基本結(jié)構(gòu)如圖23：圖23②確定軸各段直徑和長度。右起第一段上安裝有軸承，軸與軸承內(nèi)圈配合，初選軸承6006，內(nèi)圈直徑為30mm，寬度13mm。第一段的長度應(yīng)比軸承的寬度大，故取d1=30mm ,L1=20mm 。右起第二段與軸承的安裝關(guān)聯(lián)故d2=da=36mm ,L2=44mm .第三段用于渦輪的定位，軸徑由渦輪的大小確定，取d3=48mm ,L3=5mm .第四段安裝渦輪，d4=40mm ,L4=47mm .第五段安裝套筒，若設(shè)計(jì)成光滑軸形式則套筒會(huì)滑動(dòng)，進(jìn)而影響渦輪的定位，故將第五段設(shè)計(jì)成螺紋形式，套筒采用螺母式套筒，取第五段螺紋公稱直徑d5=M36mm ,長度L5=26mm 。第六段為加工螺紋設(shè)計(jì)的退刀槽，取d6=28mm ,L6=5mm .第七段與軸承的安裝關(guān)聯(lián)故d7=da=36mm ,L2=40mm .第八段安裝軸承，軸與軸承內(nèi)圈配合，內(nèi)圈直徑為30mm，寬度13mm。第一段的長度應(yīng)比軸承的寬度大，而且應(yīng)該根據(jù)箱體的大小以及與渦輪輸出軸與外部的連接相關(guān)，故取d8=30mm ,L8=60mm 。第九段為與外部銅螺母相連部分，d9=M14mm ,L9=100mm 。第十段取d10=10mm ,L10=16mm .由上述計(jì)算可算得軸總長度為300mm，軸支撐跨距為L=180mm 。（4）按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度分度圓直徑d2=,轉(zhuǎn)矩T3=,則作用在齒輪上的圓周力,徑向力,兩軸承相對于齒輪不是對稱布置，LA=100mm,LB=，故軸向力Fa=0 .則軸承支反力如下：水平面支反力分別為：, .垂直面支反力：RA,=LALFr=?, .右起第四段即安裝大齒輪軸部分F處彎矩：水平面彎矩分別為：F處左側(cè)水平面的彎矩：,F處右側(cè)水平面彎矩：垂直面彎矩分別為：F處左側(cè)垂直面彎矩：,F處右側(cè)垂直面彎矩：危險(xiǎn)截面F左側(cè)合成彎矩： 。轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取偽=，截面F處的當(dāng)量彎矩為： .校核危險(xiǎn)截面F的強(qiáng)度： .強(qiáng)度足夠。滾動(dòng)軸承的失效形式主要有疲勞剝落、過量的永久變形和磨損等。軸承在正常的條件下使用，內(nèi)圈、外圈和滾動(dòng)體上的接觸應(yīng)力都是變化的，工作一定時(shí)間后，接觸表面就可能發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕，以造成疲勞剝落。故疲勞剝落是軸承的正常失效形式，它決定了軸承的工作壽命，故軸承的壽命一般是指疲勞壽命。此外軸承還有膠合、燒傷、套圈