高速軸的設(shè)計(jì)

計(jì)算項(xiàng)目軸的設(shè)計(jì)（一）高速軸的設(shè)計(jì)選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力計(jì)算軸的載荷

設(shè)計(jì)計(jì)算與說(shuō)明計(jì)算結(jié)果齒輪機(jī)構(gòu)的參數(shù)列于下表：級(jí)別高速級(jí)低速級(jí)Z12424Z211784mn/mm1.54mt/mm1.5864.17191643·n20ha*1齒寬/mmB1145；B1240B2170；B2265[ 1b] 59Mpa選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。有表14-1查得[1b]59Mpa。已知參數(shù)：P 2.31kwT 2.298104N.mn 960rmin1．求作用在齒輪上的力因已知高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為：mz122450.77d1cos19cos而Ft2T22.298104N905Nd150.77FrFttann905tan20N348Ncoscos19FaFttan905tan19N312N圓周力Ft，徑向力Fr及軸向力Fa的方向如圖b所示計(jì)算項(xiàng)目初步確定軸的最小直徑4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）擬定軸上零件的裝配方案2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度

設(shè)計(jì)計(jì)算與說(shuō)明安裝聯(lián)軸器處軸的直徑d1是軸的最小直徑。根據(jù)表14-2，A=107~118于是得P(107~118)2.3114.33~15.81mmdminA33mmn960考慮到軸上有鍵槽削弱，軸頸須加大3%~5%，取為14.76~16.60為了使所選軸頸與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，須同時(shí)選取聯(lián)軸器按扭矩T2.298104Nm查手冊(cè)，選用LT6型彈套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其半聯(lián)軸器的孔徑d232mm，故取d132mm軸上的大部分零件，包括套筒、左端軸承、軸承端蓋及聯(lián)軸器依次由左端裝配，僅右軸承及軸承端蓋由右端裝配軸的各段直徑和長(zhǎng)度如圖a所示①聯(lián)軸器段：由d132mm查手冊(cè)可知聯(lián)軸器與軸配合部分的長(zhǎng)度L160mm，為保證軸端擋圈壓緊聯(lián)軸器，l1應(yīng)略小于L1，故取l158mm。②裝左軸承端蓋：聯(lián)軸器右端用軸肩定位，故d37mm，[取定位軸肩高h(yuǎn)(0.07~0.1)d]，軸端的長(zhǎng)度由軸承端蓋寬度及其固定螺釘?shù)难b拆空間要求決定，取l40mm③裝左軸承段：這兩段軸頸由滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈孔來(lái)決定。根據(jù)斜齒輪有軸向力及d37mm，選用角接觸軸承7308CJ，其尺寸為dDB40mm90mm23mm,故取d40mm，軸段的長(zhǎng)度由滾動(dòng)軸承寬度B、軸承內(nèi)側(cè)與箱體內(nèi)壁距離s5~10mm、齒輪端面與箱體內(nèi)壁之間的距離a=10~20mm等尺寸決定lBsa2352048mm④軸段：由軸段d40mm，取d44mm，取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離a=20mm,參考文獻(xiàn)[2]表5-2得，圓柱齒輪與圓柱齒輪之間的距離為c=14mm，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離是s,取s=5mm。已知軸滾動(dòng)軸承寬度B=23mm，高速級(jí)小齒輪輪轂長(zhǎng)度B1145mm，大齒輪輪

計(jì)算結(jié)果d1 16mm計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算與說(shuō)明計(jì)算結(jié)果轂長(zhǎng)B1240mm，低速級(jí)小齒輪輪轂長(zhǎng)B21=70mm。則laB21cB12-B11－lBs(207014－45-48+23+540)mm79mm3）軸上零件的周向定位4）定出軸肩處圓角半徑R的值

⑤齒輪段：考慮到小齒輪分度圓直徑d50.77mm，且軸端的直徑d44mm，由于齒根圓到鍵槽底部的距離e2mt（mt為端面模數(shù)），則此段計(jì)為齒輪軸，取l 45mm⑥軸環(huán)段：齒輪右端用軸環(huán)定位，軸環(huán)高度 h=0.07~0.1）d=(0.07~0.1)x40=(2.8~4)mm,取為h=3mm,故軸環(huán)直徑dd2h(4023)46mm,軸環(huán)寬度一般為高度的1.4倍，取l6mm。⑦裝右軸承段：該段取與軸端相同的直徑40mm。該段長(zhǎng)度計(jì)算如下l a s l B 20 5 6 23 42mm半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵連接，為了保證半聯(lián)軸器與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇配合為H7，k6H7滾動(dòng)軸承與軸的配合為 。軸肩處的圓角半徑 R的值見(jiàn)圖a。軸端倒角取C25校核軸的由軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（見(jiàn)圖a），可確定出軸承支點(diǎn)跨距強(qiáng)度L2L352mm，懸臂L1116.5mm。由此可畫(huà)出軸的計(jì)（1）作軸算簡(jiǎn)圖，如圖b所示。的計(jì)算簡(jiǎn)①作水平面內(nèi)的彎矩圖MH(見(jiàn)圖d)圖水平面支反力為，見(jiàn)圖c（2）計(jì)算FT905452.5N支反力，RBHRDH22作彎矩0.6，則截面C的當(dāng)量彎矩為計(jì)算項(xiàng)目3）作扭矩圖4）判斷危險(xiǎn)截面，計(jì)算當(dāng)量彎矩5）校核軸的強(qiáng)度

截面C處彎矩為MCH RBHL2 452.552 23530Nm②左鉛垂面內(nèi)彎矩圖 MV（見(jiàn)圖f）垂直面支反力為（見(jiàn)圖 e）FrL2Fad3485290550.77RDV2246.9L35252L2(負(fù)號(hào)代表與假定方向相反 )RBV Fr RDV 348 46.9 394.9N截面C左邊彎矩為MCV1RBVL2394.95220534.8NM截面C右邊彎矩為MCV2RDVL346.9522438.8NM計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算與說(shuō)明③作合成彎矩圖（見(jiàn)圖 g）截面C右邊為MC2MCH2MCV2223530220534.82Nm31230.4Nm截面C左邊為MC1MCH2MCV212353022438.82Nm23656Nm扭矩圖如圖h扭矩T=22980Nmm從圖g