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(完整word)轴的设计例题

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(完整word)轴的设计例题

图12。13单级平行轴斜齿轮减速器

例12—1试设计图12.13所示单级平行轴斜齿轮减速器的低速轴Ⅱ,已知该轴传递的功率，转速；大齿轮分度圆直径，齿宽，螺旋角，左旋；链轮轮毂宽度，链轮对轴的压力,水平方向；减速器长期工作，载荷平稳。

解1.估算轴的基本直径

选用45钢，正火处理，估计直径，由表12。1查得，查表12。2，取C=118，由式（12。2）得

所求d应为受扭转轴段的直径，即装链轮处的轴径.因该处有一键槽，故轴径应增大3%,即，取标准直径得d=36mm。

2。轴的结构设计（见图12。14a

（1)初定各轴段直径

位置

轴直径

（mm）

说明

链轮处

36

按传递转矩估算得基本直径

油封处

42

为满足链轮的轴向固定要求而设一轴肩，由图12.9，轴肩高度h=（0.07～0。1)d=

［（0.07~0。1)×36]mm=（2。52～3.6）mm,取h=3mm

轴承处

45

因轴承要承受径向力及轴向力,故选用角接触球轴承,为便于轴承从右端装拆，轴承内径应稍大于油封处轴径，并符合滚动轴承标准内径，故取轴径为45mm，初定轴承型号为7209C，两端相同

齿轮处

48

考虑齿轮从右端装入，故齿轮孔径应稍大于轴承处直径，并为标准直径

轴环处

56

齿轮左端用轴环定位，按齿轮处轴径d=48mm,由图12.9,轴环高度h=(0。07~0。1）d=

[（0.07～0.1)×48]mm=(3。36~4。8)mm，取h=4mm

左端轴承轴肩处

52

为了便于轴承装拆，轴肩高度不能过高，按7209C型轴承安装尺寸,取轴肩高度为3。5mm

（2)确定各轴段长度（由右至左）

位置

轴段长度

(mm)

说明

链轮处

58

已知链轮轮毂宽度为60mm，为保证轴段挡圈能压紧链轮，此轴段长度应略小于链轮轮毂宽度，故取58mm

油封处

45

此段长度包括两部分：为便于轴承盖的装拆及对轴承加润滑脂,本例取轴承盖外端面与链轮左端面的间距为25mm；由减速器及轴承盖的结构设计,取轴承右端面与轴承盖外端面的间距（即轴承盖的总宽度）为20mm，故该轴段长度为45mm

齿轮处

78

已知齿轮轮毂宽度为80mm，为保证套筒能压紧齿轮,此轴段长度应略小于齿轮轮毂宽度，故取78mm

右端轴承处（含套筒)

46

此段长度包括四部分：轴承内圈宽度19mm(查轴承手册）；考虑到箱体的铸造误差，装配时留有余地,轴承左端面与箱体内壁的间距本例取5mm;箱体内壁与齿轮右端面的间距本例取20mm，齿轮对称布置,齿轮左右两侧上述两值取同值；齿轮轮毂宽度与齿轮处轴段长度之差为2mm.故该轴段长度为(19+5+20+2)mm=46mm

轴环处

10

由图12.9，轴环宽度b=1.4h=(1。4×4)mm=5。6mm，取b=10mm

左端轴承轴肩处

15

轴承右端面至齿轮左端面的距离与轴环宽度之差，即［（20+5）—10］mm=15mm

左端轴承处

19

等于7209C型轴承内圈宽度19mm

全轴长

271

（58+45+78+46+10+15+19）mm=271mm

(3）传动零件的周向固定齿轮及链轮处均采用A型普通平键，齿轮处为键14×70GB/T1096；链轮处为键10×50GB/T1096

(4）其它尺寸为加工方便，并参照7209C型轴承的安装尺寸，轴上过渡圆角半径全部取r=1mm，轴段倒角为2×450。

3。轴的受力分析

（1）求轴传递的转矩

（2）求轴上作用力

齿轮上的圆周力

齿轮上的径向力

齿轮上的轴向力

图12.14例12—1图

（3）确定轴的跨距

由轴承手册查得7209C型轴承的a值为18。2mm，故左、右轴承的支反力作用点至齿轮力作用点的间距皆为

链轮力作用点与右端轴承支反力作用点的间距为

4.按当量弯矩校核轴的强度

（1)作轴的空间受力简图（见图12.14b)

（2）作水平面受力图及弯矩MH（见图12。14c）

（3）作垂直面受力图及弯矩MV图(见图12.14d)

（4）作合成弯矩M图（见图12.14e）

（5）作转矩T图（见图12。14f）

（6)按当量弯矩校核轴的强度由图12.14a、e、f可见，截面B的弯矩、转矩皆为最大，且相对尺寸较小，故应于校核。

截面B的当量弯矩为

由表12.3查得，对于45钢，，故按式（12.5)得

故轴的强度足够。

5.按许用安全系数校核轴的疲劳强度

(1)判断危险截面由图12.14可见，截面eq\o\ac(○，5）、eq\o\ac(○，6）上弯矩、转矩较大,且都存在配合及过渡圆角两种应力