二级齿轮减速器轴的设计检验.docx

五．轴的设计5.1 轴的材料选择及最小直径估算 根据工作条件，小齿轮的直径较小( d1 =77.4 mm )，采用齿轮轴结构， 选用 45 钢，正火按扭转强度法进行最小直径估算，即d = A 3'-初算轴径，若最小 min 0 评 n直径轴段开有键槽，还要考虑键槽对轴的强度影响A 值由表 26 — 3 确定： A =120 001、高速轴最小直径的确定由d = A JP =120,7128 = 25.77mm，因高速轴最小直径处安装联轴 mm 込 n1 720器，设有一个键槽则 d = d' (1 + 7%)= 25.77x(1+ 7%)= 27.57mm，1min 1min由于减速器输入轴通过联轴器与电动机轴相联结，则外伸段轴径与电动机 轴径不得相差太大，否则难以选择合适的联轴器，取 d = 0.8d ， d 为1min m m电 动 机 轴 直 径 ， 由 前 以 选 电 动 机 查 表 ： d =38mm ，md = 0.8x38 = 30.4mm，综合考虑各因素，取d = 35mm1min 1min2、中间轴最小直径的确定d' = A 3：= 120x g："678 = 41.5mm，因中间轴最小直径处安装滚动轴2mm 0 n . 163.6T 2承，取为标准值 d = 45mm。

2min3、低速轴最小直径的确定d'3min=A0= 52.7mm因低速轴最小直径处安装联轴器，设有一键槽，则 d = d' (1 + 7%) = (1 + 7%)x52.7 = 56.4mm，参见3min 3min联轴器的选择，查表，就近取联轴器孔径的标准值 d = 60mm 3min5.2 轴的结构设计1、高速轴的结构设计图2（1）、各轴段的直径的确定d :最小直径，安装联轴器d二d 二35mm11 11 1mind :密封处轴段，根据联轴器轴向定位要求，以及密封圈的标准查表12（采用毡圈密圭寸），d二45mm12d :滚动轴承处轴段，d二55mm，滚动轴承选取7211C13 13d : d =齿顶圆直径，取d二82.4mm14 14 14d :滚动轴承处轴段d二d二45mm15 15 12（ 2）、各轴段长度的确定I :由联轴器长度查表得，取l二45mmII 11l :由箱体结构、轴承端盖、装配关系确定l二80mm12 12l :由滚动轴承确定l二39mm13 13l :由装配关系及箱体结构等确定l = 209mm14 14l :由滚动轴承、挡油盘及装配关系确定l二39mm15 152、中间轴的结构设计-A r-.iLE图3（1）、各轴段的直径的确定d :最小直径，滚动轴承处轴段，d二d 二45mm，滚动轴承选7209C21 21 2mind :低速级小齿轮轴段d二108mm22 22d :轴环，根据齿轮的轴向定位要求d二80mm23 23d :高速级大齿轮轴段d二65mm24 24d :滚动轴承处轴段d二d二45mm25 25 21（2）、各轴段长度的确定l :由滚动轴承、装配关系确定l二37mm21 21l :由低速级小齿轮的毂孔宽度b二115mm确定l二115mm22 3 22l :轴环宽度l二9mm23 23l :由高速级大齿轮的毂孔宽度b二77mm确定l二70mm24 2 24l :由滚动轴承、挡油盘及装配关系等确定l二45mm25 253、低速轴的结构设计图4（1）、各轴段的直径的确定d :滚动轴承处轴段d = 85mm，滚动轴承选取7217C31 31d :低速级大齿轮轴段d二90mm32 32d :轴环，根据齿轮的轴向定位要求d二105mm33 33d :过渡轴段，考虑挡油盘的轴向定位d二95mm34 34d :滚动轴承处轴段d = 85mm35 35d ：密封处轴段，根据联轴器的轴向定位要求，以及密封圈的标准（采 36用毡圈密封）d二70mm36d :最小直径，安装联轴器的外伸轴段d =d二60mm37 37 3min（2）、各轴段长度的确定l :由滚动轴承、挡油盘及装配关系确定l二46mm31 31l :由低速级大齿轮的毂孔宽b二105mm确定l二100mm32 4 32l :轴环宽度l二15mm33 33l :由装配关系、箱体结构确定l二75mm34 34l :由滚动轴承、挡油盘及装配关系确定l二46mm35 35l :由箱体结构、轴承端盖、装配关系确定l二75mm36 36l :由联轴器的毂孔宽L二105mm确定l二102mm37 1 375.3 校核高速轴1、轴上力的作用点位置和支点跨距的确定 齿轮对轴的力作用点按简化原则应在齿轮宽度的中点，轴上安装的7211C 轴承，从表 6-6 可知它的负荷作用中心到轴承外端面的距离为a = 20・9mm = 21mm，支点跨距 l = AB = （l +1 +1 ） — 2a = 245mm，高速级13 14 15小齿轮作用点到右支点B的距离为l = CB = l —〈 — l + a = 185.5mm，2 2 15距 A 为 l =l—l =245—185.5=59.5mm2、计算轴上的作用力如图 4—1，求 F ,Ft1 r1Ft12T=一1 二 2443N d1F = F - tan a = 2443tan 20。

889N r1 t13、计算支反力并绘制转矩、弯矩图 （1）、垂直面A| 11 C 12RAy=F l2r1 lRav 105 5=889 x = 673.1 N245R = F -R = 889-673.1 = 215.9NBy r1 AyM= M = 0；ByAyM = R -1 = 40049.45N - mmR = F l2 = 2443 x 空5 = 1849.7 N ；Ax t1 l 245R = F -R = 2443-1849.7 = 593.3N ；Bx t1 AxM = M =0；Ax BxM = R - / = 110057.15N - mmCx Ax 1(3)、求支反力，作轴的合成弯矩图、转矩图R 2 + R2 二 <1849.72 + 673.12 二 1968.36N A Ax AyR =」R2 + R2 = y'593.32 + 2159 二 631.36NB Bx ByM 二 M 二 0ABM = JM2 + M2 ^110057.152 + 40049.452 二 117000N -mmC Cx Cy进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面(即危 险截面C)的强度，因为是单向回转轴，所以扭转应力视为脉动循环 应力，折算系数a = 0.6。

'：M 2 + (aT )2 「1170002 +(0.6 x 94545 匕◎二 1 1 二 二 7.81MPaca W 0.1x553已选定轴的材料为45钢正火处理，由表26-4查得[q ] = 55MPa ,-1因此a < [a ],严重富裕ca —15.4 校核中间轴1、轴上力的作用点位置和支点跨距的确定轴上安装 7209C 轴承，它的负荷作用中心到轴承外端面距离为a = 18.2mm 〜19mm，跨距l 二 l +1 +1 +1 +1 — 2a = 276mm，高速级大21 22 23 24 251 70齿轮的力作用点C到左支点A的距离1 =去+1 — a = — + 45 —19 = 61mm ,1 2 25 2低 速 级 小 齿 轮 的 力 作 用 点 D 到 右 支 点 B 的 距 离1 = +1 — a =丄+ 37 —19 = 75.5mm两齿轮力作用点之间的距离3 2 21 21 = 1 — 1 — 1 = 139.5mm 2 1 3轴的受力简图为：t 2 t1F = F = 889 N r 2 r12T齿轮 3： F = 3 = 23705N ；t 3 d3F = F - tan a = 23705tan 20。

8628N r3 t 33、计算支反力（1）、垂直面支反力AC1B!11io它D 〔3 儿图 13由工 M = 0，得 F - l + R - l — F l +) l 0=Ay r 2 1 By -3 12F -Q +1 )-F -l 8628x(61 +139.5)-889x61R = —r3 1 2 r2 1 = = 6071NBy l 276由工 M = 0，得 R - l + F ( l +)l = F - lBy A y 2r 2 3 r3 3—F -(l +1 )+ F -1 —889 x(139.5 + 75.5)+ 8628 x 75.5R = 2 3 r3 3 = = 1667.7NAy l 276由轴上合力工F = 0,校核：yR + R + F — F = 6071 +1667.7 + 889 — 8628 = —0.3 沁 0，计算无误By Ay r 2 r3(2)、水平面支反力* 血亠11 cRrtx由工M = 0，得 —F -1Ax t 2 1R3B12D 13图 14+R -l —F( l +) l 0=B x - 3t 1 2F -(l +l )+F -lR =—t3 1 2 t2_1Bx l=17760N23705 x(61 +139.5 )+ 2443 x 61276由工 M = 0，得 R - l — F ( l +)l = F - lBx A x 2t 2 3 t 3 3F -(l +l )+F -l 889x(139.5+75.5)+23705x75.5R =一2 2 3 t3 3 = = 7177 NAx l 276由轴上合力工F = 0,校核：xR + R + F —F = 0，计算无误Bx Ax t 2 t 3(3) 、总支反力为R =JR2 + R 2 = 71772 +1667.72 = 7368NA Ax AyR = ：：R 2 + R 2 =^177602 + 60712 = 18769NB Bx By4)、绘制转矩、弯矩图a、垂直面内弯矩图C 处弯矩M = - R -1 = -1667.7 x 61 = -101729.7N - mmCy Ay 1D 处弯矩M = - R -1 = -6071 x 75.5 = -458360.5N - mmDy By 3C 处弯矩M =-R -1 =-7177 x 61 = -437797N - mmCx Ax 1D 处弯矩M。