轴的设计计算.docx

轴的设计计算计算及说明结果1轴的材料和热处理的选择由《机械设计》教材P362表15-1得选45号钢，调质处理，HB217〜25545号钢，调质c =640MPa g =355MPa Q =275MPa处理b s -12轴几何尺寸的设计计算g =640MPab(1)按照扭转强度初步设计轴的最小直径根据《机械设计》教材P370表15-3，取Ao=112，于是得g =355MPas对于主动轴：g =275MPa-13 1 p 3 |' 8 75主动轴 d - A0 ［十=112 計 =33.63mm1min 0 计 n \ 323.33考虑键槽 d =33.63X1.05=35.31mm1 min输入轴的最小直径显然是安装在大带轮的孔里输入轴的最小所以 d1=38mm直径 d1=38mm对于从动轮：3 !p 3 18 49从动轴 d - A0 ― =112 讣 v =52.89mm2min 0 li'n \ 80.63、2考虑键槽 d =52.89 X 1.05=55.53mm2 min输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径 d (如图所1示)为了时所选的轴直径d与联轴器的孔径相适应，故需同时 1输出轴的最小 直径显然是安选取联轴器的型号。

装联轴器处轴的直径d联轴器的计算转矩T - K T，查《机械设计》教材P351表14-1ca A 21考虑到转矩变化很小，故取KA - 1.3，则AK - 1.3AT - K T =1.3 x 1005.57=1307.24N.mca A 2减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑拆装方便及经济 问题，选用弹性柱销联轴器按照计算转矩T应小于联轴器公称转矩即T <\t ］的条件ca ca查《机械设计课程设计手册》P99表8-7选用LX4型弹性柱销联 轴器，采用Y型轴孔，A型键轴孔直径选d=60mm，轴孔长度L=142mmLT10型弹性套柱销联轴器有关参数如下表T 二=1307.24caN.m选用LX4型弹 性柱销联轴器gg半联轴器长度B = 142 mm， 0半联轴器与轴 配合的毂孔长度 B = 107 mm1主动轴和从动 轴均设计为阶 梯轴型号公称 转矩T/（N •m）许用 转速n/(r •min -1轴孔 直径 d/mm轴孔 长度L/mm外径D/mm材料轴孑 类型LX42500387060142195HT200Y 型半联轴器的孔径d = 60mm，故取d 1 =60mm，半联轴器长度B二142mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度B = 107mm0 1（2）轴的结构设计根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原 贝V，主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。

对于主动轴1）拟定轴上零件的装配方案现选用如图所示的装配方案2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度主动轴如左图的装配如上图从左到右依次为d d d d12 3 4与大带轮配合的轴d = 38mm1d = d + 2 x 0.08d2 1=38 + 6.08 = 44.08mm取 d = 45mm2d > d = 45mm3 2且此处为基孔制配合（其中孔d = 38mm1为轴承内孔）取 d = 50mm3> d = 50mm3取 d = 55mm4=45mm=d + 2 x 0.08d = 55 + 8.8 = 63.8mm4 4d = 64 mm5=50mmd = d + 2 x 0.08d = 50 + 8 = 58mm6 3 3d = d = 50mm7 3=55mm1 = 83mmi12 二 25 X 2 二 50mm由于使用的轴承为深沟球轴承6010 （GB/T276-1993）查《机械设计手 册》P64表6-1得b=16mm=64mm=58mms滚动轴承内侧与箱体的距离，s=5〜10mm,取s=9mmA齿轮端面距箱体内壁的距离，A=10〜20mm,取A =20mml = b + s + A = 16 + 9 + 20 = 45mm3l = B — 2 = 100 — 2 = 98mm4 1l > 1.4h 二 1.4（0.08d ）= 1.4 x 0.08 x 64 二 7.17mm5 5取 l = 8mm5l = A + s — l = 9 +15 — 8 = 16mm6 5l = b = 16mm73）轴上零件的周向定位齿轮，带轮和轴的周向定位均米用平键连接。

按d = 55mm由《机4械设计》教材P106表6-1查得平键截面b x h = 16mm x 10mm ,键槽用键槽铳刀加工，长为80mm,同时为了保证齿轮和轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轴毂与轴的配合为；同样大带 n6轮与轴的连接，选用平键为b x h x l = 10mm x 8mm x 70mm，大带轮轴毂与轴的配合为Tn6滚动轴承与轴的周向定位是通过过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m64）确定轴上圆角和倒角尺寸参考《机械设计》教材P365表15-2由各轴段的直径d可以确定轴端倒角，各轴肩处的圆角半径d = 50mm7l = 83mm11 = 50mm2l = 45mm3l = 98mm4l = 8mm5l = 16mm6l = b = 16mm7齿轮轴毂与轴 的配合为Hn6大带轮轴毂与 轴的配合为H—7n6■ST/ V、. 丿\,\5删■ //HI对于从动轴:1）拟定轴上零件的装配方案现选用如图所示的装配方案从动轴如左图 所示的装配方 案2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度d = 60mm1d = 60 mm1d = 70mm2孔）取d 3=75mmd = 75mm3d = d + 2 x 0.08d = 60 + 9.6 = 69.6mm 取整为 70 2 1 1d3 > d2二70mm且此处为基孔制配合（其中孔为轴承内d = 80mm4d > d = 75mm 取 d = 80mm4 3d = d + 2 x 0.08d5 4 4=80 + 12.48 = 92.48mm=92mmd = 92 mm5d = d + 2 x 0.08d6 3 3=75 +12 = 87mmd = 87 mm6d = d = 75mm7 3l = B 一 2 = 107 一 2 = 105mm1 11 = 25 x 2 = 50mm2由于使用的轴承为深沟球轴承6015 （GB/T276-1993）查《机械设计 手册》P64表6-1得b=20mm所以 l = b + s + A = 20 + 9 + 20 = 49mm3l = B 一 2 = 93 一 2 = 91mm4 2l > 1.4h 二 1.4（0.07d ）= 1.4 x 0.07 x 92 二 9.016m5 5取1510mmd = 75mm7l = 105mm11 = 50mm2l = 49mm3l = 91mm4l = 10mm5l =A + s 一 l = 9 + 15 一 10 = 14mml = 14mm66 5l = b = 20mm7l = 20mm73）轴上零件的周向定位齿轮，半联轴器和轴的周向定位均采用平键连接。

按d = 80mm4由《机械设计》教材P106表6-1查得平键截面b x h = 22mm x 14mm ,键槽用键槽铳刀加工，长为80mm,选择 齿轮轴毂与轴的配合为H7 ；同样半联轴器与轴的连接，选用平 k6键为b x h x l = 18mm x 11mm x 90mm，半联轴器与轴的配合为H7k6滚动轴承与轴的周向定位是通过过渡配合来保证的，此处选轴 的直径尺寸公差为m64）确定轴上圆角和倒角尺寸参考《机械设计》教材P365表15-2 d = 60mm d = 75mm取 1 7齿轮轴毂与轴 的配合为Hk6半联轴器与轴 的配合为Hk6轴端倒角为2 x 450，各轴肩处的圆角半径见轴的俯视图上标注-(3)按弯扭合成应力校核轴的强度1)主动轴的强度校核圆周力 F 1 = 2°°0 T =2000 x 255.86/93=5502.37Nt1 d1径向力 F = F “ tan a =5502.37 X tan20 ° =5502.37 Xr1 110.36=1980.85N由于为直齿圆柱齿轮，轴向力F =0a1带传动作用在轴上的压力T=255. 86A B根据图进行计算R aH = R 阳 =°.5 F 11 =0.5X5502.37=2751.185(N)由 R + R = F + QbV bV r 1M = 0 即 R x 162 + Q 104 .5 = 1980 .85 x 81 vb aV得 R = -648 .78 N R = 5170.79NaV bVF d转矩 T = -^ = 255.86( N - m)制作如下表格：载荷水平面垂直面支反力FR = 2751.185NAHRaV= 64&78 N (向下)R = 2751.185NBHRbv = 5170・79 N (向上)M弯矩M - 222.85N - mH1M' - 52.55N ・ mV1M '' - 265.55 N ・ mV 2当扭转切应力为脉动循环应力时，取a =0.6主动轴按弯扭合成应力 校核轴的强度 安全总弯矩M = Jm 2 + m 2 = J222.852 + 52。