第三章 轴的结构设计和计算_精品.doc

第三章 轴的结构设计和计算 轴是组成机器的主要零件之一，一切作回转运动的传动零件（如齿轮），都必须安装在轴上才能进行运动及动力传动。因此，轴的主要功能是支承回转零件及传递运动和动力。 3.1轴的选择与结构设计 高速轴 1.初步确定轴的最小直径 选取轴的材料为45号钢调质处理，查表（12—2），取A=117 输入轴受扭段的最小直径是安装联轴器处的轴径。为了使所选的轴径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器 减速器高速轴外伸端轴颈，用电动机直径D估算 d=(0.8～1.2)D=0.838=30.4mm 因为该轴段截面上有一个键槽，d增大5% 故 d=30.4(1+5%)=31.92mm 联轴器的计算转矩T=,查表11—1，取=1.5，则 T==1=1.533345=50017.5N.mm 根据工作要求，选用弹性柱销联轴器，型号为HL3，联轴器的许用转矩[T]=630Nm，半联轴器的外孔径d=30mm,故取与输入轴相连处d1-2=30mm,半联轴器长度L=82mm（J型孔），与轴段长度L=60mm. 2.拟定轴上零件的装配方案 按轴向定位要求确定轴的各段直径和长度 考虑联轴器的定位要求，1—2轴段需定位轴肩h=0.07 d=2.1mm，取轴肩高度h=2.5mm，则d=35mm；为装配轴承方便，L=81mm。 联轴器左端用轴端挡圈定位，半联轴器与轴配合长度L=60mm，为了保证轴挡圈压紧半联轴器，故1-2轴段的长度应比L略短一些，故L1-2=58mm 轴段2-3的直径需对1-2轴段有定位轴肩，故d2-3=35mm。轴承端盖的总宽度为43mm,根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑油的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离L=78mm,故取L=78mm。 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力作用，故选择深沟球轴承，取安装轴承段直径d=d=35mm,选取6207型深沟球轴承，其尺寸为，，轴段L=L=17mm. 对4-5段，由于低速级小齿轮宽度B=81mm，而装配时高速级大齿轮和箱体内壁有一段距离，由中间轴可知 L=101mm, 由轴肩定位可得d=42mm。 取安装齿轮处的轴段5-6的直径，由于df1=46.22,则取d5-6=42mm，由于高速轴为齿轮轴，所以齿轮的右端无须轴肩定位，L5-6=57mm，在确定轴段直径时，还应考虑左端轴承的轴肩定位高度是否合适，从手册中查得，6207型的轴肩定位高度轴肩定位高度h=3.5mm，da=42mm，所以d5-6=42mm满足轴承定位要求。 取齿轮距箱体内壁的距离Δ=10mm,考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置应距箱体内壁一段距离s，现取s=5mm,则 L=Δ+s=10+5=15mm，右端轴承的轴肩定位从手册中查得6207型的因此d6-7=42mm。 中间轴 1.初步确定轴的最小直径 选取轴的材料为45号钢调质处理，查表（12—2），取A=112 2.拟定轴上零件的装配方案 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力作用，故选择深沟球轴承，取安装轴承段直径d1-2=d7-8=40mm,选取6207型深沟球轴承，其尺寸为，，轴段L1-2=L7-8=18mm. 由于轴承的定位轴间查手册可知为47mm，现取d2-3=47mm，低速级小齿轮距箱体内壁的距离Δ=10mm,由于已选择油润滑，所以滚动轴承位置应距箱体内壁距离s，现取s=5mm,则 L2-3=Δ+s=10+5=15mm 取安装齿轮处的轴段3-4的长度L3-4=81mm，由于该段为齿轮轴，所以齿轮的右端无须轴肩定位，在确定轴段直径时，还应考虑左端轴承的轴肩定位高度是否合适，从手册中查得，6208型的轴肩定位高度，da=47mm，所以 d3-4=47mm满足轴承定位要求，由于低速级小齿轮齿宽为81mm，所以L3-4=81mm。 中间轴的两齿轮间轴段4-5的直径d4-5=47mm，L4-5=9mm。 取安装齿轮处的轴段5-6的直径d5-6=42mm，由于高速级大齿轮的轮毂宽为50mm，且由于高速级大齿轮右端与右轴承之间采用套筒定位，为了使套筒端面可靠的压紧齿轮，故取L5-6=50mm。 高速级大齿轮距箱体内壁的距离Δ=10mm,由于已选择油润滑，所以滚动轴承位置应距箱体内壁距离s，取s=5mm，由于高速级大齿轮右端与右轴承之间采用套筒定位，已知齿轮的轮毂宽为54mm，为了使套筒端面可靠的压紧齿轮，故取L6-7=15mm，d6-7=40mm。 低速轴 1.初步确定轴的最小直径 选取轴的材料为45号钢调质处理，查表（12—2），取A=106