軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算1教學(xué)教材

1、軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算115.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(2) (2) 減少應(yīng)力集中的減少應(yīng)力集中的措施措施 為了減少直徑突變處的應(yīng)力集中，提高軸的疲為了減少直徑突變處的應(yīng)力集中，提高軸的疲勞強(qiáng)度，應(yīng)適當(dāng)增大軸肩處的圓角半徑。為保證零勞強(qiáng)度，應(yīng)適當(dāng)增大軸肩處的圓角半徑。為保證零件在軸肩處定位可靠，當(dāng)加大圓角半徑受到限制時(shí)，件在軸肩處定位可靠，當(dāng)加大圓角半徑受到限制時(shí)，可用間隔環(huán)、凹切圓角、卸荷槽等結(jié)構(gòu)?？捎瞄g隔環(huán)、凹切圓角、卸荷槽等結(jié)構(gòu)。15.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸與軸上零件采用過(guò)盈配合時(shí)，軸上零件的邊緣和軸與軸上零件采用過(guò)盈配合時(shí)，軸上零件的邊緣和軸過(guò)盈配合處將會(huì)引起應(yīng)力集中。采用減小輪轂邊緣處軸過(guò)盈配合處將

2、會(huì)引起應(yīng)力集中。采用減小輪轂邊緣處的剛度、將配合處的軸徑略為加大的剛度、將配合處的軸徑略為加大( (此時(shí)應(yīng)注意過(guò)渡處的此時(shí)應(yīng)注意過(guò)渡處的圓角半徑圓角半徑) )、或在配合處兩端的軸上磨出卸載槽等都是降、或在配合處兩端的軸上磨出卸載槽等都是降低應(yīng)力集中的有效方法低應(yīng)力集中的有效方法( (下圖所示）。下圖所示）。 (a)(a) 過(guò)盈配合處的應(yīng)力集中；過(guò)盈配合處的應(yīng)力集中； (b)(b) 輪轂上開卸載槽輪轂上開卸載槽( (應(yīng)力集中系數(shù)應(yīng)力集中系數(shù) K K約減小約減小15%15%25%)25%)； (c)(c) 軸上開卸載槽軸上開卸載槽d1=(1.06d1=(1.061.08)d(K1.08)d(K約減

3、小約減小40%)40%)； (d)(d) 增大配合處直徑增大配合處直徑r r(0.1(0.10.2)d(K0.2)d(K約減小約減小30%30%40%)40%) 15.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 用圓盤銑刀加工的鍵槽比用端銑刀加工的鍵槽用圓盤銑刀加工的鍵槽比用端銑刀加工的鍵槽在鍵槽兩端處所引起的應(yīng)力集中小在鍵槽兩端處所引起的應(yīng)力集中小( (圖所示圖所示) )。圓盤銑刀加工鍵槽圓盤銑刀加工鍵槽端銑刀加工鍵槽端銑刀加工鍵槽 軸上盡量避免開小孔、切口和凹槽。必須開小軸上盡量避免開小孔、切口和凹槽。必須開小孔時(shí)，孔端要倒角?？讜r(shí)，孔端要倒角。 粗糙表面易引起疲勞裂紋，從而產(chǎn)生應(yīng)力集粗糙表面易引起疲勞裂紋，從而產(chǎn)

4、生應(yīng)力集中。對(duì)軸的表面進(jìn)行輾壓、噴丸等表面強(qiáng)化處理和中。對(duì)軸的表面進(jìn)行輾壓、噴丸等表面強(qiáng)化處理和降低表面粗糙度，可以顯著提高軸的疲勞強(qiáng)度。降低表面粗糙度，可以顯著提高軸的疲勞強(qiáng)度。15.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15.2.4 15.2.4 最小軸徑的確定最小軸徑的確定 軸在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，軸承間的距離尚未確軸在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，軸承間的距離尚未確定，還不知道支承反力的作用點(diǎn)，不能確定彎矩的定，還不知道支承反力的作用點(diǎn)，不能確定彎矩的大小及分布情況，所以設(shè)計(jì)時(shí)，只能大小及分布情況，所以設(shè)計(jì)時(shí)，只能先按轉(zhuǎn)矩或用先按轉(zhuǎn)矩或用類比法、經(jīng)驗(yàn)法來(lái)初步估算軸的直徑類比法、經(jīng)驗(yàn)法來(lái)初步估算軸的直徑( (這樣求出的直這

5、樣求出的直徑，只能作為僅受轉(zhuǎn)矩的那一段軸的最小直徑徑，只能作為僅受轉(zhuǎn)矩的那一段軸的最小直徑) )，并，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，定出軸的全部幾何以此為基礎(chǔ)進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，定出軸的全部幾何尺寸，最后校核軸的強(qiáng)度。尺寸，最后校核軸的強(qiáng)度。 軸是傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的重要零件，軸的軸是傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的重要零件，軸的失效失效會(huì)危及整部機(jī)器，所以要特別定期對(duì)軸的檢查和會(huì)危及整部機(jī)器，所以要特別定期對(duì)軸的檢查和維修。維修。 1、使用前、使用前，應(yīng)注意軸和軸上零件固定連接要可，應(yīng)注意軸和軸上零件固定連接要可靠，軸和軸上有相對(duì)移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)零件的間隙應(yīng)適靠，軸和軸上有相對(duì)移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)零件的間隙應(yīng)適當(dāng)；國(guó)頸潤(rùn)滑應(yīng)符合

6、要求，當(dāng)；國(guó)頸潤(rùn)滑應(yīng)符合要求，潤(rùn)滑不當(dāng)潤(rùn)滑不當(dāng)是軸頸非正常是軸頸非正常磨損磨損的的重要原因重要原因。15.5 軸的使用與維修 2 2、軸在使用時(shí)軸在使用時(shí)，應(yīng)避免突加、突減負(fù)載或超，應(yīng)避免突加、突減負(fù)載或超載，尤其對(duì)新配滑動(dòng)軸瓦的軸和使用已久的軸更應(yīng)載，尤其對(duì)新配滑動(dòng)軸瓦的軸和使用已久的軸更應(yīng)注意，以防止疲勞斷裂和變扭變形。注意，以防止疲勞斷裂和變扭變形。 3 3、在機(jī)器大修或中修時(shí)在機(jī)器大修或中修時(shí)，通常應(yīng)檢查軸有無(wú)，通常應(yīng)檢查軸有無(wú)裂裂紋、彎曲、扭曲及軸頸磨損等，如不合要求應(yīng)進(jìn)行紋、彎曲、扭曲及軸頸磨損等，如不合要求應(yīng)進(jìn)行修復(fù)和更換。修復(fù)和更換。 1 1）裂紋常發(fā)生在裂紋常發(fā)生在應(yīng)力集中處

7、應(yīng)力集中處，易產(chǎn)生疲勞斷，易產(chǎn)生疲勞斷裂。裂紋可用裂。裂紋可用放大鏡或磁力探傷器放大鏡或磁力探傷器等檢查。等檢查。 2 2）軸頸軸頸，應(yīng)檢查其圓度和圓柱度，因數(shù)失圓，應(yīng)檢查其圓度和圓柱度，因數(shù)失圓的的軸頸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)使油膜壓力波動(dòng)，既能加速軸瓦材軸頸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)使油膜壓力波動(dòng)，既能加速軸瓦材料的疲勞損壞，也增加了軸瓦和軸頸的直接接觸，料的疲勞損壞，也增加了軸瓦和軸頸的直接接觸，使磨損加劇。使磨損加劇。 軸上軸上花鍵的磨損花鍵的磨損可通過(guò)檢查配合的可通過(guò)檢查配合的齒側(cè)間隙齒側(cè)間隙或或用標(biāo)準(zhǔn)花鍵用標(biāo)準(zhǔn)花鍵套套在花鍵軸上檢查。在花鍵軸上檢查。軸的維修軸的維修 1 1、軸彎曲變形的校正：、軸彎曲變形的校正

8、： 軸的變形過(guò)大時(shí)，可冷壓校正或局部火焰加熱軸的變形過(guò)大時(shí)，可冷壓校正或局部火焰加熱校正。校正時(shí)的支承部位要正確，尤其應(yīng)注意不要校正。校正時(shí)的支承部位要正確，尤其應(yīng)注意不要使階梯軸拐角處因校正而產(chǎn)生應(yīng)力集中。使階梯軸拐角處因校正而產(chǎn)生應(yīng)力集中。 2 2、軸頸磨損的修復(fù)：、軸頸磨損的修復(fù)： 通常先用磨削加工消除軸的幾何形狀誤差，然通常先用磨削加工消除軸的幾何形狀誤差，然后金屬噴鍍或刷鍍，嚴(yán)重時(shí)可堆煹或鑲套修理。鑲后金屬噴鍍或刷鍍，嚴(yán)重時(shí)可堆煹或鑲套修理。鑲套時(shí)套與軸為過(guò)盈配合。套時(shí)套與軸為過(guò)盈配合。 3 3、花鍵、鍵槽、螺紋的修復(fù)：、花鍵、鍵槽、螺紋的修復(fù)： 可用氣焊或堆焊修復(fù)磨損的齒側(cè)面，然后

9、再以可用氣焊或堆焊修復(fù)磨損的齒側(cè)面，然后再以磨損的花鍵這基礎(chǔ)，銑出花鍵。鍵槽損傷后，可適磨損的花鍵這基礎(chǔ)，銑出花鍵。鍵槽損傷后，可適當(dāng)加大鍵槽或?qū)⑴f鍵槽焊堵，并配新鍵，如右圖所當(dāng)加大鍵槽或?qū)⑴f鍵槽焊堵，并配新鍵，如右圖所示。軸上的螺紋損壞時(shí)，應(yīng)進(jìn)行堆焊，重車螺紋。示。軸上的螺紋損壞時(shí)，應(yīng)進(jìn)行堆焊，重車螺紋。1. 1. 計(jì)算法計(jì)算法按轉(zhuǎn)矩初步計(jì)算軸端直徑的強(qiáng)度條件是：按轉(zhuǎn)矩初步計(jì)算軸端直徑的強(qiáng)度條件是：=30.2Td 則則d . = A mm 3339550*100.20.2T3Pn3Pn式中式中 TT工作轉(zhuǎn)矩，工作轉(zhuǎn)矩，NmmNmm。 PP軸傳遞的功率，軸傳遞的功率，kWkW。 nn軸的轉(zhuǎn)速，

10、軸的轉(zhuǎn)速，r/minr/min。15.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) A A隨材料而定的系數(shù)，其值見(jiàn)下表。當(dāng)軸上隨材料而定的系數(shù)，其值見(jiàn)下表。當(dāng)軸上彎矩較小時(shí)，取較小值，反之則取較大值。彎矩較小時(shí)，取較小值，反之則取較大值。 考慮彎曲影響后的材料許用扭轉(zhuǎn)剪考慮彎曲影響后的材料許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，應(yīng)力，MPaMPa；其值見(jiàn)下表。；其值見(jiàn)下表。 若計(jì)算的截面上有鍵槽時(shí)，直徑要適當(dāng)增大。若計(jì)算的截面上有鍵槽時(shí)，直徑要適當(dāng)增大。一個(gè)鍵槽時(shí)軸徑增大一個(gè)鍵槽時(shí)軸徑增大4%4%5%5%，若同一截面上有二個(gè)，若同一截面上有二個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大鍵槽時(shí)，軸徑增大7 71010，然后按表圓整至標(biāo)準(zhǔn)，然后按表圓整至標(biāo)準(zhǔn)直徑。直徑。15

11、.3 軸的強(qiáng)度校核 當(dāng)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成以后，軸上零件的位置均當(dāng)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成以后，軸上零件的位置均已確定，外載荷和支承反力的作用點(diǎn)亦隨之確定。已確定，外載荷和支承反力的作用點(diǎn)亦隨之確定。這樣，就可繪出軸的受力簡(jiǎn)圖、彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖和這樣，就可繪出軸的受力簡(jiǎn)圖、彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖和當(dāng)量彎矩圖，再按彎扭組合來(lái)校核軸的危險(xiǎn)截面。當(dāng)量彎矩圖，再按彎扭組合來(lái)校核軸的危險(xiǎn)截面。 彎扭組合強(qiáng)度計(jì)算，一般用第三強(qiáng)度理論，其彎扭組合強(qiáng)度計(jì)算，一般用第三強(qiáng)度理論，其強(qiáng)度條件為強(qiáng)度條件為:2213()0.1eMTMWde或或 310.1ebMdmm 式中式中: : e e當(dāng)量彎曲應(yīng)力，當(dāng)量彎曲應(yīng)力，MPaMPa。 M

12、Me e當(dāng)量彎矩，當(dāng)量彎矩，NmmNmm。 MM合成彎矩，合成彎矩，M = Nmm M = Nmm 。 其中其中,M,MH H為水平面上的彎矩，為水平面上的彎矩，M MV V為垂直面上的為垂直面上的彎矩。彎矩。22HVMMb W W危險(xiǎn)截面抗彎截面模量，危險(xiǎn)截面抗彎截面模量，mmmm3 3 。 對(duì)于實(shí)心軸段，對(duì)于實(shí)心軸段，W W0.1d0.1d3 3，d d為該軸段的直徑，為該軸段的直徑，mm) mm) ；mmmm3 3 對(duì)于具有一個(gè)平鍵鍵槽的軸段，對(duì)于具有一個(gè)平鍵鍵槽的軸段，W= W= ( (其中其中b b為鍵寬，為鍵寬，mm;mm;為鍵槽深度，為鍵槽深度，mm)mm)。3()322dbt

13、dtd15.3 軸的強(qiáng)度校核按轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的按轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的應(yīng)力校正系數(shù)應(yīng)力校正系數(shù)，即將轉(zhuǎn)矩，即將轉(zhuǎn)矩T T轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為相當(dāng)彎矩的系數(shù)?；癁橄喈?dāng)彎矩的系數(shù)。 對(duì)不變化的轉(zhuǎn)矩對(duì)不變化的轉(zhuǎn)矩,= 0.3,= 0.3, , 對(duì)對(duì)脈動(dòng)變化的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)變化的轉(zhuǎn)矩= 0.6= 0.6， 對(duì)頻繁對(duì)頻繁正反轉(zhuǎn)即對(duì)稱循環(huán)化的轉(zhuǎn)矩正反轉(zhuǎn)即對(duì)稱循環(huán)化的轉(zhuǎn)矩= =1= =1。若轉(zhuǎn)矩變化的規(guī)律未知時(shí)，一般可按脈動(dòng)循環(huán)變化處若轉(zhuǎn)矩變化的規(guī)律未知時(shí)，一般可按脈動(dòng)循環(huán)變化處理理(=0.6)(=0.6)。這里。這里-1-1b b 、0b 、+1b 分分別為對(duì)稱循環(huán)、脈動(dòng)循環(huán)、靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲別為對(duì)稱循環(huán)、脈動(dòng)循環(huán)、靜應(yīng)力狀態(tài)

14、下的許用彎曲應(yīng)力，其值見(jiàn)下頁(yè)表。應(yīng)力，其值見(jiàn)下頁(yè)表。11bb10bb11bb對(duì)于重要的軸，應(yīng)按疲勞強(qiáng)度對(duì)危險(xiǎn)截面的安全系數(shù)進(jìn)行精確對(duì)于重要的軸，應(yīng)按疲勞強(qiáng)度對(duì)危險(xiǎn)截面的安全系數(shù)進(jìn)行精確驗(yàn)算。對(duì)于有剛度要求的軸，在強(qiáng)度計(jì)算后，應(yīng)進(jìn)行剛度校核。驗(yàn)算。對(duì)于有剛度要求的軸，在強(qiáng)度計(jì)算后，應(yīng)進(jìn)行剛度校核。15.3 軸的強(qiáng)度校核例例12-1 12-1 圖所示為輸送機(jī)傳動(dòng)裝置，其中齒輪減速器低速軸的轉(zhuǎn)圖所示為輸送機(jī)傳動(dòng)裝置，其中齒輪減速器低速軸的轉(zhuǎn)速速n=140 r/minn=140 r/min，傳遞功率，傳遞功率P=5kWP=5kW。軸上齒輪的參數(shù)為。軸上齒輪的參數(shù)為: :z=58,z=58, =3 mm

15、=3 mm，=11=11173173，左旋，齒寬，左旋，齒寬b=70 mmb=70 mm。電動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向如圖所示。試設(shè)計(jì)該低速軸。機(jī)的轉(zhuǎn)向如圖所示。試設(shè)計(jì)該低速軸。nm1電動(dòng)機(jī)；2帶傳動(dòng)；3齒速器；4聯(lián)軸器；5滾筒 解：解：（1 1）選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力）選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 P322P322表表15-215-2，普通用途、中小功率減速器，選用，普通用途、中小功率減速器，選用4545鋼，正火處理，鋼，正火處理，b b=600 MPa, =600 MPa, 由由P329P329表表15-715-7得得-1-1b b =55 MPa =55 MPa。 （2 2） 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，初估軸

16、的最小直徑按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，初估軸的最小直徑 d d =36.2mm =36.2mm 335110*140PAn 軸外伸端要安裝聯(lián)軸器，考慮補(bǔ)償軸的可能位軸外伸端要安裝聯(lián)軸器，考慮補(bǔ)償軸的可能位 移，選用移，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。彈性柱銷聯(lián)軸器。 由由n n和功率和功率P P得到：轉(zhuǎn)矩得到：轉(zhuǎn)矩T=9550P/nT=9550P/n 查課本查課本P339P339表表16-116-1，確定，確定K=1.5K=1.5，Tc=KT=1.5Tc=KT=1.59.5499.5495/140=511554Nmm 5/140=511554Nmm 查手冊(cè)查手冊(cè)P174P174表表10-4810-48，GB501485G

17、B501485選用選用HL3HL3彈性柱銷聯(lián)軸彈性柱銷聯(lián)軸器，標(biāo)準(zhǔn)孔徑器，標(biāo)準(zhǔn)孔徑d d1 1=38 mm=38 mm，即軸伸直徑，即軸伸直徑d d1 1=38mm=38mm。 *3*58*14060*1000cos60*100*cos1117 3nd=1.3 m/s 齒輪采用油浴管潤(rùn)滑，軸承采用臘潤(rùn)滑。齒輪采用油浴管潤(rùn)滑，軸承采用臘潤(rùn)滑。 （3 3） 確定齒輪和軸承的潤(rùn)滑確定齒輪和軸承的潤(rùn)滑計(jì)算齒輪圓周速度：計(jì)算齒輪圓周速度： （4 4） 軸系初步設(shè)計(jì)軸系初步設(shè)計(jì)根據(jù)軸系結(jié)構(gòu)分析要點(diǎn)，結(jié)合后述尺寸確定，按比例繪根據(jù)軸系結(jié)構(gòu)分析要點(diǎn)，結(jié)合后述尺寸確定，按比例繪制軸系結(jié)構(gòu)草圖，見(jiàn)圖。制軸系結(jié)構(gòu)草

18、圖，見(jiàn)圖。斜齒輪傳動(dòng)有軸向力，采用角接觸球軸承。斜齒輪傳動(dòng)有軸向力，采用角接觸球軸承。采用凸緣式軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸系兩端單向固定。采用凸緣式軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸系兩端單向固定。 半聯(lián)軸器右端用軸肩定位和固定，左端用軸端擋圈固半聯(lián)軸器右端用軸肩定位和固定，左端用軸端擋圈固定，依靠定，依靠C C型普通平鍵聯(lián)接實(shí)現(xiàn)周向固定。型普通平鍵聯(lián)接實(shí)現(xiàn)周向固定。齒輪右端由軸環(huán)定位固定，左端由套筒固定，用齒輪右端由軸環(huán)定位固定，左端由套筒固定，用A A型普型普通平鍵聯(lián)接實(shí)現(xiàn)周向固定。通平鍵聯(lián)接實(shí)現(xiàn)周向固定。 為防止?jié)櫥魇В捎脫跤桶鍍?nèi)部密封。為防止?jié)櫥魇В捎脫跤桶鍍?nèi)部密封。繪圖時(shí)，結(jié)合尺寸的確定，首先畫出齒輪輪轂位

19、置，繪圖時(shí)，結(jié)合尺寸的確定，首先畫出齒輪輪轂位置，然后考慮齒輪端面到箱體內(nèi)壁的距離然后考慮齒輪端面到箱體內(nèi)壁的距離 2 2確定箱體內(nèi)壁確定箱體內(nèi)壁的位置，選擇軸承并確定軸承位置。的位置，選擇軸承并確定軸承位置。根據(jù)分箱面螺栓聯(lián)接的布置，設(shè)計(jì)軸的外伸部分。根據(jù)分箱面螺栓聯(lián)接的布置，設(shè)計(jì)軸的外伸部分。（5 5）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要有三項(xiàng)內(nèi)容：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要有三項(xiàng)內(nèi)容： 各軸段徑向尺寸的確定；各軸段徑向尺寸的確定； 各軸段軸向長(zhǎng)度的確定；各軸段軸向長(zhǎng)度的確定； 其余尺寸其余尺寸( (如鍵槽、圓角、倒角、退刀槽等如鍵槽、圓角、倒角、退刀槽等) )的確定。的確定。 各軸段徑向尺

20、寸的確定；各軸段徑向尺寸的確定； 從軸段從軸段d1=38d1=38mmmm開始，逐段選取相鄰軸段的直徑：開始，逐段選取相鄰軸段的直徑： d2d2起定位固作用，定位軸肩高度起定位固作用，定位軸肩高度 h hminmin 可在可在(0.07(0.070.1)d0.1)d范圍內(nèi)按經(jīng)驗(yàn)選取，范圍內(nèi)按經(jīng)驗(yàn)選取， 故故d2 d2 = d1+2h38= d1+2h38(1+2(1+20.07)=43.43 mm0.07)=43.43 mm，該直，該直徑處將安裝密封氈圈（課程設(shè)計(jì)手冊(cè)徑處將安裝密封氈圈（課程設(shè)計(jì)手冊(cè)P179P179表表10-5610-56），），標(biāo)準(zhǔn)直徑應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)直徑應(yīng)取d2 =45d2 =45

21、 mm mm； d3d3與軸承內(nèi)徑相配合，為便于軸承安裝，故取與軸承內(nèi)徑相配合，為便于軸承安裝，故取d3 =50d3 =50 mm mm，選定軸承型號(hào)為，選定軸承型號(hào)為7210C7210C。 d4d4與齒輪孔徑相配合。為了便于裝配，課本與齒輪孔徑相配合。為了便于裝配，課本P328P328表表15-615-6，按標(biāo)準(zhǔn)直徑系列，取，按標(biāo)準(zhǔn)直徑系列，取d4 =53d4 =53 mm mm； d5d5起定位作用，由起定位作用，由h=(0.07h=(0.070.1)d=(0.070.1)d=(0.070.1)0.1)53=3.7153=3.715.3 mm5.3 mm，取，取h=4 mmh=4 mm，d

22、5=60d5=60 mm; mm; d7d7與軸承配合，取與軸承配合，取d7=d3=50 mmd7=d3=50 mm； d6d6為軸承軸肩，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)為軸承軸肩，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)P168P168表表10-3910-39，取，取d6=57 mmd6=57 mm。 軸向尺寸的確定軸向尺寸的確定 與傳動(dòng)零件與傳動(dòng)零件( (如齒輪、帶輪、聯(lián)軸器等如齒輪、帶輪、聯(lián)軸器等) )相配合相配合的軸段長(zhǎng)度，一般略小于傳動(dòng)零件的輪轂寬度。的軸段長(zhǎng)度，一般略小于傳動(dòng)零件的輪轂寬度。 題中鍛造齒輪輪轂寬度題中鍛造齒輪輪轂寬度B B2 2=(1.2=(1.21.5) d4 1.5) d4 =(1.2=(1.21.5)

23、1.5)53=63.653=63.679.5 mm79.5 mm，取，取 B B2 2=b=b=70mm=70mm，取，取軸段軸段 L L4 4 =68 mm =68 mm； 聯(lián)軸器聯(lián)軸器 HL3HL3的的J J型軸孔型軸孔B B1 1=60 mm=60 mm，取軸段長(zhǎng)，取軸段長(zhǎng)L L1 1=58mm=58mm。 與軸承相配合的軸段長(zhǎng)度如與軸承相配合的軸段長(zhǎng)度如L L7 7，查軸承寬度為，查軸承寬度為20 20 mmmm，取擋油板厚為，取擋油板厚為1 mm1 mm，于是，于是L L7 7=21=21 mm mm 其他軸段的長(zhǎng)度與箱體等設(shè)計(jì)有關(guān)，可由齒輪開始其他軸段的長(zhǎng)度與箱體等設(shè)計(jì)有關(guān)，可由齒

24、輪開始向兩側(cè)逐步確定。向兩側(cè)逐步確定。 軸承端面與箱體內(nèi)壁的距離軸承端面與箱體內(nèi)壁的距離3 3與軸承的潤(rùn)滑有關(guān)，與軸承的潤(rùn)滑有關(guān)，油潤(rùn)滑時(shí)油潤(rùn)滑時(shí)3 3=3=35mm5mm，脂潤(rùn)滑時(shí)，脂潤(rùn)滑時(shí)3 3=5=510mm10mm，本題取，本題取3 3=5mm=5mm； 分箱面寬度與分箱面的聯(lián)接螺栓的裝拆空間有關(guān)，分箱面寬度與分箱面的聯(lián)接螺栓的裝拆空間有關(guān)，對(duì)于常用的對(duì)于常用的M16M16普通螺栓，分箱面寬普通螺栓，分箱面寬l=55l=5565mm65mm。 考慮軸承蓋螺釘至聯(lián)軸器距離考慮軸承蓋螺釘至聯(lián)軸器距離1=101=1015mm15mm，初步，初步取取L2=55 mmL2=55 mm。 由圖可見(jiàn)

25、由圖可見(jiàn)L L3 3 = =2 2+2+2+3 3+20=15+2+5+20=42 mm+20=15+2+5+20=42 mm。 軸環(huán)寬度軸環(huán)寬度L L5 5=8mm=8mm。兩軸承中心間的跨距。兩軸承中心間的跨距L=130 mmL=130 mm。（6 6）軸的強(qiáng)度校核）軸的強(qiáng)度校核 計(jì)算齒輪受力計(jì)算齒輪受力 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩T=9.549T=9.54910106 6 P/n P/n =9.549 =9.54910106 65/1405/140 =341036 Nmm =341036 Nmm 分度圓直徑分度圓直徑d=d= =177.43 mm=177.43 mm齒輪切向力齒輪切向力 Ft = 2T/d

26、 = =3844 NFt = 2T/d = =3844 N3 58coscos111713nm z2*341036177.43齒輪徑向力齒輪徑向力Fr = Ft Fr = Ft * * tan/cos tan/cos =3 844tan 20 =3 844tan 20/cos11/cos11173173 =1 427 N =1 427 N齒輪軸向力齒輪軸向力Fx =FtFx =Ft* *tantan =3844 tan11 =3844 tan11173173 =767 N =767 N 繪制軸的受力簡(jiǎn)圖所示。繪制軸的受力簡(jiǎn)圖所示。 計(jì)算支承反力計(jì)算支承反力334334頁(yè)圖頁(yè)圖 (b)(b)及及

27、(d)(d) 水平平面水平平面F FH1H1 = = =1237 N =1237 N F FH2 H2 = Fr-F= Fr-FH1H1 =1427-1237= 190 N =1427-1237= 190 N垂直平面垂直平面 F FV1V1= F= FV2V2= Ft/2=3844/2=1922 N= Ft/2=3844/2=1922 N 265767 177.43 265 1427130130 xrF dF繪制彎矩圖繪制彎矩圖( (水平平面彎矩圖水平平面彎矩圖334334頁(yè)圖頁(yè)圖 c)c) b b截面：截面：MMHbHb =65F =65FH1H1 =65 =651237=80405 Nmm

28、1237=80405 Nmm M”M”HbHb = MHb = MHb FxFx* *d/2d/2 =80 405 =80 405767767177.43/2177.43/2 =12361 Nmm =12361 Nmm垂直平面彎矩圖垂直平面彎矩圖5454頁(yè)圖頁(yè)圖 (e)(e) M MVb Vb =65F=65FV1V1=65=651922=124930 1922=124930 NmmNmm 合成彎矩圖合成彎矩圖5454頁(yè)圖頁(yè)圖 (f)(f)222280405124930bHbVbMMM=148 568 Nmm 2222bM12361124930HbVbMM=125540 Nmm 繪制轉(zhuǎn)矩圖繪制

29、轉(zhuǎn)矩圖5454頁(yè)圖頁(yè)圖 (g)(g)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩T=341 036 Nmm T=341 036 Nmm 繪制當(dāng)量彎矩圖圖繪制當(dāng)量彎矩圖圖15-15 (h)15-15 (h)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，=0.6=0.6T=0.6T=0.6341 036=204 622 Nmm 341 036=204 622 Nmm b b截面截面 =252868 Nmm =252868 Nmm a a截面和截面和I I截面截面 =125540Nmm =125540Nmm 2222()148568204622ebbMMT222()1255400ebbMMTeaelMM=T=204 622 Nm

30、=T=204 622 Nm 分別校核分別校核a a和和b b截面截面3312046220.10.1*55eaabMd3312528680.10.1*55ebbbMd=35.82 mm =33.38 mm 考慮鍵槽，考慮鍵槽，da=105%da=105%33.38=35 mm33.38=35 mm， d db b =105% =105%35.82=37.6 mm35.82=37.6 mm。實(shí)際直徑分別為。實(shí)際直徑分別為38 mm38 mm和和53 53 mmmm，強(qiáng)度足夠，如所選軸承和鍵聯(lián)接等經(jīng)計(jì)算后確認(rèn)壽，強(qiáng)度足夠，如所選軸承和鍵聯(lián)接等經(jīng)計(jì)算后確認(rèn)壽命和強(qiáng)度均能滿足，則該軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無(wú)須修改。命和強(qiáng)度均能滿足，則該軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無(wú)須修改。軸的強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度校核 繪制軸的零件工作圖繪制軸的零件工作圖 軸上各軸段直徑的尺寸公差：軸上各軸段直徑的尺寸公差： 對(duì)配合軸段直徑對(duì)配