【文章內容簡介】 距 a 2/)( 21 zzma ?? 125 七、軸的設計 （一）輸入軸的設計計算： 齒輪軸的設計： 軸簡圖： ① 選 擇軸材料： 由已知條件知減速器傳遞的功率屬于中小功率，對材料無特殊要求，故選用 45 鋼并經調質處理。有《機械設計基礎》表 得： 抗拉強度極限 σB=650MPa ，屈服極限 13 軸的結構設計 σs=360MPa； ② 按扭轉強度估算軸的直徑： 軸的輸入功率為 PⅠ = KW； 轉速為 n1=320 r/min 根據(jù)課本 P271（ 142）式，并查表 141， c=107~118則 d≥ 33 )118~107( ??ⅠnPC =（ 107~118） mm =~ 考慮有鍵槽，將直徑增大 3%~5%，則 d=（ ~） (1+5%)mm=~ ∴ 選 d=30mm 1）軸上零件的定位，固定和裝配： 一級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，用平鍵作周向過渡配合固定。軸的軸向定位是用軸端蓋凸緣單向固定外圈來實現(xiàn)的。軸外伸段半聯(lián)軸器用軸肩和軸端擋圈作軸向定位的，用平鍵作周向過渡配合定位。 2）確定軸的各段直徑 ① 由上述可知軸段 1 直徑最小 d1=30mm。 軸的直徑 d 10～ 18 ＞ 18 ～ 30 ＞ 30 ～ 50 ＞ 50 ～ 80 ＞ 80 ～ 100 軸上圓角 /倒角 C1/R1 最小軸肩高度 Hmin 2 軸環(huán)寬度 b b≈ 軸上圓角半徑 R 2 ② 軸段 2 考慮到要對安裝在軸段 1 上的聯(lián)軸器進行定位，軸段 2 上應有軸肩，同時為能很順利地在軸段 2 上安裝軸承，軸段 2 必須滿足軸承內徑的標準，至少應滿足：d1+2=30+5=35mm； ③ 軸段 3 不考慮對安裝在軸 2 上的零進行定位，只 要 求有 一 定圓 角即 可 ，至 少 應滿 足 ： d=30mm d1=30mm d2=35mm 14 d3=d2+21mm=37mm。圓整后取 d3=40mm。 ④ 軸段 4 一般要比軸段 3 的直徑大 10mm，所以有 d4=d3+10mm=50mm ⑤ 、為了便于拆卸左軸承，根據(jù)書 2， 129 頁附表 可知， 所選 61909 型軸承的安裝直徑： 50≤ da≤ 63mm，所以取 d5=60mm ⑥ 、軸段 6 與軸段 2 安裝相同型號的軸承，所以該軸徑為： d6=d2=35mm 3）確定軸的各段長度 ① 已知轂寬為 65mm，為了保證齒輪固定可靠，軸段 4 的長度應略短于齒輪輪轂寬度 2mm，取軸段 3 的長度為 63mm。 ② 軸環(huán)的寬度約為該最小軸肩高度的 倍，即附表如上可得：所以軸環(huán)的寬度為 。 ③ 為保證齒輪端面與箱體內壁不相碰，齒輪端面與箱體內壁間應留有一定的間距，可取該間距為18mm。 ③ 為了保證軸承安裝在箱體軸承座孔中，并考慮軸承的潤滑，取軸承端面距箱體內壁的距離為2mm。又查書《機械設計基礎 課程設計指導書》的附表 知， 所選 滾動軸承的寬度為：B=14mm。所以軸承支點的距離為： L=（ 14/2+2+14+65/2） 2=111mm ⑤ 確定軸段 2 的長度時，要根據(jù)軸段安裝的零件尺寸來決定，所以有： a、上有一套筒，與齒輪端面與箱體內壁間應留有一定的間距相同，故取套筒的長度為 20mm。套筒左端緊靠與齒輪的內圈橫截面，套筒右端有2mm的倒角，且右端使其軸承定位。 b、減速器中兩個齒輪的中心距 a =125mm，并且設軸承座端面距外箱體的距離為 y，則：查書《機械設計基礎 課程設計指導書》 17 頁表 得， 地腳螺釘直徑為： df =+12=125+12= 圓整后得： df =20mm 箱蓋的壁厚為： δ1=+1mm =125+1=≥8mm 取 δ1=8mm 軸承端蓋螺釘直徑： d3=（ ） d f =（ ～ ） 20mm=（ 8～ 10）mm 取 d3=8mm 軸旁連接螺栓直徑為： d′1 = df =20=15mm 由于較大的偶數(shù)則 d′1=16mm，所以軸承的連接d3=40mm d4=50mm d5=60mm d6=35mm L=111mm 15 求齒輪上作用力的大小、方向： 螺栓直徑為 16mm寫為 M16； 查《機械設計基礎 課程設計指導書》手冊表 得 C1min=22， C2min=20； 所以軸承座端面距離內箱壁的距離為 y 為： y=δ1+C1min+ C2min + （ 5 ～ 10 ）=8+22+20+5=55mm c、外壁圓角半徑一般為 3～ 5mm，取圓角半徑為 4mm。 d、由 b、步可知 d3=8mm 查書《機械設計基礎 課程設計指導書》 23頁表 得，螺釘連接外裝式軸承的厚度為：e==8mm= e、軸段 2 伸出箱體外的長度一般為 15～ 20mm，為了方便計算取該軸段的伸出長度為 。綜合 上 述 ， 軸 段 2 的 長 度 為 ：2+18+55+4++=106mm ⑥ 軸段 1 的長度確定，根據(jù)聯(lián)軸器的長度來確定其長度，查書《機械 設計基礎 課程設計指導書》68 頁附表 得， L′=58mm。 ⑦ 在軸段 3 上分別加工出鍵槽，使兩鍵槽處于軸的同一圓柱母線上，鍵槽的長度比相應的輪廓寬度約小 5～ 10mm，鍵槽的規(guī)格查書《機械設計基礎 課程設計指導書》 108 頁附表 得，軸段 1 的鍵槽深度為 ，寬度為 8mm；軸段 3 的鍵槽深度為 5mm，寬度為 12mm。 ① 小齒輪分度圓直徑： d1=50mm； ② 作用在齒輪上的轉矩為： T1 =105 Nmm ③ 求圓周力 Ft： Ft=2T1/d1=2105 /50= ④ 求徑向力 Fr： Fr=Fttanα=tan200= ⑤ 強度校核（圖如下）： A 繪制軸受力簡圖（如圖 a）： L1=58mm L2=106mm L3=20mm L4=63mm L5=10mm L6=18mm Ft= Fr= 16 a B 繪制彎矩圖： （ b） 水平支點反力為： HBHA FF ? = 2tF = 2 = 垂直支點反力 : 2rVBVA FFF ??= = a、水平面彎矩圖（ 如圖 c） Ⅰ Ⅱ 截面處的彎矩為： MH1= 2/LFHA? = 111/2= Ⅱ Ⅱ 截面處的彎矩為： MH2= 29?HAF =29= HBHA FF ? = VBVA FF ? = MH1 = Nmm MH2= Nmm 17 （ c） b、垂直平面彎矩圖（如圖 d）： Ⅰ Ⅰ 截面處的彎矩為： MV1= 2LFVA? =111/2=mm Ⅱ Ⅱ 截面處的彎矩為： MV2= 29?VBF =29 Nmm=mm （ d） C、 繪制合彎矩圖（如圖 e） 由 M= 22 VH MM ? 得到： Ⅰ Ⅰ 截面的合成彎矩為： M1= 212 1 VH MM ? =mm Ⅱ Ⅱ 截面的合成彎矩為： MV1= Nmm MV2= Nmm M1= Nmm M2= Nmm 18 M2= 222 2 VH MM ? =mm (e) D、繪制扭矩圖（如圖 f） 轉矩： T= nP?? =108870Nmm (f) E、求當量彎矩： 因減速器單向運轉，故可以認為轉矩為脈動循環(huán)變化，取修正系數(shù)