轴的设计计算62377.docx

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轴的设计计算62377

第7章轴的设计计算

1、初步确定轴的尺寸

1、高速轴的设计及计算

已知：

高速轴功率，转速。

选取轴的材料为40Cr、调质处理、由《机械设计》教材表15-3，取，得

考虑轴上开有一个键槽对轴强度的削弱，轴径增大，并圆整后，轴承选用角接触球轴承7205C，B=15mm，综合减速器其他零件的布置和减速器箱体的轮廓，高速轴初步设计如下：

中间轴的设计及计算

已知：

中间轴功率，转速。

选取轴的材料为40Cr、调质处理、由《机械设计》教材表15-3，取，得

考虑轴上开有两个键槽对轴强度的削弱，轴径增大，并圆整后，轴承选用角接触球轴承7205C，B=15mm，综合减速器其他零件的布置和减速器箱体的轮廓，中间轴初步设计如下：

安装大齿轮处的键型号为：

键1036GB1096-79

安装小齿轮处的键型号为：

键1070GB1096-79

低速轴的设计及计算

已知：

低速轴功率，转速。

选取轴的材料为40Cr、调质处理、由《机械设计》教材表15-3，取，得

考虑轴上开有两个键槽对轴强度的削弱，轴径增大，并圆整后，轴承选用角接触球轴承7209C，B=19mm，综合减速器其他零件的布置和减速器箱体的轮廓，低速轴初步设计如下：

安装大齿轮的键型号为:

键1865GB1096-97

安装联轴器处的键为:

键16125GB1096-97

轴的校核

以中间轴的校核为代表，已知中间轴的功率为，转速为，转矩N·m。

中间轴的受力分析如下：

大齿轮的分度圆直径为，螺旋角，受力分析如图所示，则：

·=

小齿轮的分度圆直径为，螺旋角，受力分析如图所示，则：

·=

轴端受力：

由上数据得轴的载荷分析图如下：

载荷

水平面H

垂直面V

支反力F

；

；

弯矩M

N·mm

N·mm

总弯矩

N·mmN·m

转矩T

·mm

按弯扭合成应力校核轴的强度

进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。

根据扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力

由选定的材料45Cr，调质处理，由《机械设计》教材表15-1查得。

因此，故安全。

3、精确校核轴的疲劳强度

（1）、判断危险截面

由轴的载荷分析图知：

弯矩最大为处为危险截面，因而只需要校核该截面即可。

、危险截面

抗弯截面系数：

抗扭截面系数：

截面上的弯曲应力：

截面上的扭矩切应力：

轴的材料为45Cr，调质处理。

由《机械设计》教材表15-1查得，，。

由《机械设计》教材图3-1可得轴的材料的敏性系数为：

，

故有效应力集中系数按式为：

由《机械设计》教材图3-2得尺寸系数，由《机械设计》教材图3-3得扭转尺寸系数。

轴按磨削加工，由《机械设计》教材图3-4得表面质量系数为：

轴未经表面强化处理，即，则得综合系数为：

由《机械设计》教材及得材料的特性系数为：

于是，计算安全系数值，得：

故可知其安全。

第八章轴承的计算及校核

已知：

所有轴承的寿命为8年，并以中间轴的轴承为代表进行校核，初选轴承型号为：

角接触球轴承7205C，B=15mm，基本额定动载荷C=，基本额定静载荷。

轴上两齿轮受力如下图，轴转速，运转平稳。

1、求两轴承受到的径向载荷

2、求两轴承受到的轴向载荷

对于7000C型轴承，按《机械设计》教材表13-7，轴承派生轴向力，其中e为《机械设计》教材表13-5中的判断系数，其值由的大小来确定，但现轴承轴向力未知，故先取e=，因此可估算：

轴所受轴向力：

因此靠近大齿轮的轴承被压紧。

因为：

所以：

因为：

所以：

因此，

由《机械设计》教材表13-5进行线性插值计算，得，，

因为：

所以：

因为：

所以：

求轴承当量动载荷和

因为，

由《机械设计》教材表13-5进行线性插值计算径向载荷系数和轴向系数为：

对轴承1：

，

对轴承2：

，

因轴承运转中有轻微冲击载荷，按《机械设计》教材表13-6，，取。

则

验算轴承寿命

轴承预期寿命

因为，所以按验算

故所选轴承满足寿命要求

第九章键联接的选择及校核计算

已知：

大齿轮的材料为45钢，调质处理，轮毂宽度为40mm；小齿轮和轴的材料都为40Cr，调质处理，小齿轮轮毂宽度为75mm；齿轮的精度为7级；装齿轮处的轴径d=30mm；需要传递的转矩N·m；载荷平稳。

初选键的型号为：

安装大齿轮处的键型号为1036GB1096-79，安装小齿轮处的键型号为1070GB1096-79。

1、校核大齿轮处键连接的强度

从《机械设计》教材表6-1查得键的截面尺寸为：

宽度b=8mm，高度h=7mm，由轮毂宽度并参考键的长度系列，取键长L=36mm（比轮毂宽度小些）。

从《机械设计》教材表6-2查得许用应力，取，键的工作长度。

得：

故所选键符合要求。

校核小齿轮处键连接的强度

从《机械设计》教材表6-1查得键的截面尺寸为：

宽度b=8mm，高度h=7mm，由轮毂宽度并参考键的长度系列，取键长L=63mm（比轮毂宽度小些）。

从《机械设计》教材表6-2查得许用应力，取，键的工作长度。

得：

故所选键符合要求。