軸設(shè)計(jì)例題選編課件

1、軸設(shè)計(jì)例題軸設(shè)計(jì)例題題目與要求題目與要求 設(shè)計(jì)一帶式運(yùn)輸機(jī)使用的單級(jí)斜設(shè)計(jì)一帶式運(yùn)輸機(jī)使用的單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器的輸出軸。減速器齒圓柱齒輪減速器的輸出軸。減速器傳動(dòng)簡圖見右圖，傳動(dòng)簡圖見右圖， 輸入軸通過輸入軸通過V V帶傳帶傳動(dòng)與電動(dòng)機(jī)相聯(lián)接，輸出軸通過聯(lián)軸動(dòng)與電動(dòng)機(jī)相聯(lián)接，輸出軸通過聯(lián)軸器與工作機(jī)相聯(lián)接。運(yùn)輸機(jī)單向連續(xù)器與工作機(jī)相聯(lián)接。運(yùn)輸機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。已知輸出軸傳遞的功率運(yùn)轉(zhuǎn)。已知輸出軸傳遞的功率 P2= 13kW，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n=200r/min，大齒輪的，大齒輪的齒寬齒寬B=80mm，齒數(shù)，齒數(shù)z278，模數(shù)，模數(shù)m5mm，壓力角，壓力角20o，螺旋角，螺旋角=9o22，載荷較平穩(wěn)

2、。，載荷較平穩(wěn)。 1. 1.求輸出軸上的轉(zhuǎn)矩求輸出軸上的轉(zhuǎn)矩N.mm062075200131055. 91055. 962262nPTmmznmd27.395229cos785cos222.2.求作用在齒輪上的力求作用在齒輪上的力輸出軸上大齒輪的分度圓直徑為輸出軸上大齒輪的分度圓直徑為圓周力圓周力徑向力徑向力軸向力軸向力N314127.3956207502222dTFtN1159229cos/203241cos/tgtgFFntrN5182293141tgtgFFta設(shè)計(jì)過程與步驟設(shè)計(jì)過程與步驟mm6 .47200/1311503. 103. 13322minnPAdmmN9311256207

3、505 . 12TKTAca 3. 3.選材，確定軸的最小直徑選材，確定軸的最小直徑選取軸的材料為選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。鋼，調(diào)質(zhì)處理。按式按式8-2初估軸的最小直徑，查表初估軸的最小直徑，查表8.6，取，取A115因軸段因軸段用于安裝聯(lián)軸器，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)用于安裝聯(lián)軸器，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩查查GB/T50141985，選，選HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器型彈性柱銷聯(lián)軸器8450JB8450JA查手冊(cè)查手冊(cè)P192:表表14-6KA查查P173表表11.24.4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）擬定軸上零件裝配方案）擬定軸上零件裝配方案2）根據(jù)軸向定位要求確

4、定各軸段直徑和長度）根據(jù)軸向定位要求確定各軸段直徑和長度軸段軸段：d1=50mm,為保證軸段擋圈壓緊半聯(lián)軸器，為保證軸段擋圈壓緊半聯(lián)軸器，l1=82mm2）根據(jù)軸向定位要求確定各軸段直徑和長度）根據(jù)軸向定位要求確定各軸段直徑和長度軸段：軸段：按密封件標(biāo)準(zhǔn)，查手冊(cè)按密封件標(biāo)準(zhǔn)，查手冊(cè)P211表表15-15，選，選氈圈氈圈60JB/ZQ4606-1986,取取d2=60mm，取端蓋寬度，取端蓋寬度20mm，端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面，端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面30mm ,取取l2=50mm。2）根據(jù)軸向定位要求確定各軸段直徑和長度）根據(jù)軸向定位要求確定各軸段直徑和長度軸段軸段：選圓錐滾子軸承，選圓

5、錐滾子軸承，d3=65mm,初選初選30213，尺寸，尺寸dDT為為6512025， 軸承潤滑方式選擇：軸承潤滑方式選擇：dn=65200=1.3104 mm.r/min1105 mm.r/min, 選擇脂潤滑。選擇脂潤滑。 取齒輪距箱體內(nèi)壁距離取齒輪距箱體內(nèi)壁距離16mm，考慮軸承脂潤滑，取軸承距箱體內(nèi)，考慮軸承脂潤滑，取軸承距箱體內(nèi) 壁距離壁距離S8mm，則，則l3=T+S+ 4=25+8+16+4=53mm查手冊(cè)查手冊(cè)P162T2）根據(jù)軸向定位要求確定各軸段直徑和長度）根據(jù)軸向定位要求確定各軸段直徑和長度軸段軸段：取取d4=68mm, l4=B-4=80-4=76mm 2）根據(jù)軸向定位要

6、求確定各軸段直徑和長度）根據(jù)軸向定位要求確定各軸段直徑和長度軸段軸段：d5=77mm（軸肩高度（軸肩高度h=4.5mm）, l5=16+8=24mm2）根據(jù)軸向定位要求確定各軸段直徑和長度）根據(jù)軸向定位要求確定各軸段直徑和長度軸段軸段：d6=d3=65mm, l6=T=25mmT3）軸上零件周向定位）軸上零件周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸周向定位：齒輪、半聯(lián)軸器與軸周向定位： A型平鍵聯(lián)接型平鍵聯(lián)接齒輪處：齒輪處：6n/7H631220配合選Lhb半聯(lián)軸器：半聯(lián)軸器：6k/7H701016配合選Lhb滾動(dòng)軸承：滾動(dòng)軸承：H7/m64）確定軸上圓角和倒角尺寸）確定軸上圓角和倒角尺寸軸端倒角軸端倒角2

7、45，各軸肩處圓角半徑，各軸肩處圓角半徑R1.6、R2（見圖（見圖8-9） 5.5.軸的強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度校核1）求）求 軸上載荷軸上載荷a) 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖，查根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖，查30213軸承，軸承，a=23mm故軸的支承跨距故軸的支承跨距L2BC=66mm ,L3=CD=66mm5.5.軸的強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度校核b）作軸的彎矩圖作軸的彎矩圖MH , MV 軸的水平面彎矩圖軸的水平面彎矩圖MHN.mm103653HMN314127.3956207502222dTFtN5 .1570N5 .157021HHRR5.5.軸的強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度校核b）作軸的彎矩圖）作軸的

8、彎矩圖MH , MV 軸的垂直面彎矩圖軸的垂直面彎矩圖MVN1 .196N1 .135521VVRRN.mm12943N.mm8943721VVMMb）作軸的彎矩圖）作軸的彎矩圖MH , MV 軸的合成彎矩圖軸的合成彎矩圖M1 , M2mmNM.1369051mmNM.104458222VHMMMc）作軸的扭矩圖）作軸的扭矩圖TN.mm062075200131055. 91055. 962262nPTN.mm372450T6 . 0取d）作軸的當(dāng)量彎矩圖）作軸的當(dāng)量彎矩圖McaN.mm396815)(2211TMMcaN.mm386821)(2222TMMcae）求危險(xiǎn)截面）求危險(xiǎn)截面C處當(dāng)量

9、彎矩處當(dāng)量彎矩M載荷載荷水平面水平面垂直面垂直面支反力支反力彎矩彎矩M總彎矩總彎矩扭矩扭矩T當(dāng)量彎當(dāng)量彎矩矩MNRNRHH5 .15705 .157021NRNRVV1 .1961 .135521mmNMH.103653mmNMMVV.129438943721mmNM.1369051mmNM.1044582mmNT.6207502mmNTMMca.396815)(2211mmNTMMca.386821)(2222危險(xiǎn)截面的確定方法危險(xiǎn)截面的確定方法軸徑細(xì)、彎矩大、有應(yīng)力集中處軸徑細(xì)、彎矩大、有應(yīng)力集中處2）校核軸的強(qiáng)度）校核軸的強(qiáng)度表表8.2，查，查45鋼調(diào)質(zhì)，及表鋼調(diào)質(zhì)，及表8.7查相應(yīng)材料

10、許用應(yīng)力查相應(yīng)材料許用應(yīng)力212N/mm60N/mm640bbbcacaWMN/mm62.12681 . 0396815123滿足軸的強(qiáng)度要求。滿足軸的強(qiáng)度要求。未考慮鍵槽的影響（見表未考慮鍵槽的影響（見表8.8）6.6.精確校核軸的疲勞強(qiáng)度精確校核軸的疲勞強(qiáng)度1）判斷危險(xiǎn)截面）判斷危險(xiǎn)截面危險(xiǎn)截面：危險(xiǎn)截面：（左側(cè)，左側(cè)，d65mm) （右側(cè)，（右側(cè)，d68mm) )6 6 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度精確校核軸的疲勞強(qiáng)度2）計(jì)算危險(xiǎn)截面應(yīng)力）計(jì)算危險(xiǎn)截面應(yīng)力 截面左側(cè)彎矩截面左側(cè)彎矩M：截面上扭矩截面上扭矩T：抗彎截面系數(shù)：抗彎截面系數(shù)：抗扭截面系數(shù)：抗扭截面系數(shù)：截面上彎曲應(yīng)力：截面上彎曲應(yīng)力：

11、截面上扭剪應(yīng)力：截面上扭剪應(yīng)力：N.mm62229663666136905MN.mm620750T333mm27463651 . 01 . 0dW333mm54925652 . 02 . 0dWT2N/mm27. 22746362229WMb2N/mm3 .1154925620750TWT3）確定影響系數(shù)）確定影響系數(shù)彎曲應(yīng)力幅：彎曲應(yīng)力幅：彎曲平均應(yīng)力：彎曲平均應(yīng)力：扭切應(yīng)力：扭切應(yīng)力：2N/mm27. 2ba0m2N/mm65. 52ma 軸：軸：45鋼，調(diào)質(zhì)處理，表鋼，調(diào)質(zhì)處理，表8.2，21212N/mm155,N/mm275,N/mm640b 軸肩圓角處有效應(yīng)力集中系數(shù)軸肩圓角處有效

12、應(yīng)力集中系數(shù):kk 、 由由r/d=1.6/65=0.025,D/d=68/65=1.05,由表由表8.9插值后可得：插值后可得：33. 1924. 1kk、配合處綜合影響系數(shù)配合處綜合影響系數(shù)K、K，根據(jù)，根據(jù)d，b，配合，配合H7/n6由表由表8.11插值插值計(jì)算得計(jì)算得K3.48 K0.40.6K2.488 尺寸系數(shù)尺寸系數(shù):、 由圖由圖8-1280. 068. 0、 表面質(zhì)量系數(shù)表面質(zhì)量系數(shù):、 由由 表面加工：精車，及表面加工：精車，及 圖圖8-2得：得： 88. 02N/mm640b鍵槽處有效應(yīng)力集中系數(shù)鍵槽處有效應(yīng)力集中系數(shù)k、k，根據(jù)，根據(jù)b由表由表8.10插值計(jì)算插值計(jì)算得得

13、k1.812 k1.608軸肩處綜合影響系數(shù)：軸肩處綜合影響系數(shù)：軸肩處綜合影響系數(shù)：軸肩處綜合影響系數(shù)：04. 288. 074. 033. 18 . 288. 078. 0924. 1kKkK47. 288. 074. 0608. 164. 288. 078. 0812. 1kKkK材料特性系數(shù)：材料特性系數(shù)：05. 05 . 0, 1 . 0綜合影響系數(shù)，取配合處：綜合影響系數(shù)，取配合處：488. 248. 3KK安全系數(shù)：安全系數(shù)：8 .1065. 505. 065. 5488. 21558 .3401 . 027. 248. 327511mamaKSKS8 . 13 .108 .108 .3