軸設計習題課

軸的設計步驟回顧：初算軸的最細處直徑進行結(jié)構設計進行強度驗算剛度驗算振動穩(wěn)定性計算選擇軸的材料對于階梯直軸，一般流程是：有特殊要求時才進行第1頁/共24頁考慮到與聯(lián)軸器相連的軸段開有鍵槽，故應將dmin增大5%解：由表6-1查其機械性能：1、選擇軸的材料一般用途軸，選擇軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)2、初算軸的最細處直徑

由表6-3，查得C=118~107由于是高速軸，選C=115[s-1]b=60MPa得dmin=44.5mm最細處直徑到底取多少？是不是44.5mm呢？12×sb=650MPa再表6-4得：第2頁/共24頁因為最細處是安裝聯(lián)軸器的，因此其真正直徑需等聯(lián)軸器選好后才能確定3、選擇聯(lián)軸器聯(lián)軸器選擇過程在此略選用：彈性柱銷聯(lián)軸器型號為：第3頁/共24頁主動端直徑為42mm，軸孔長度為84mm，A型鍵槽從動端直徑為45mm，軸孔長度為84mm，A型鍵槽軸端最細處直徑現(xiàn)在為45mm，該軸段長度為多少？84-(2~3)=82~81mm軸長略短于轂孔長到目前為止，已確定出外伸軸段的直徑和長度如下：直徑為標準值d①=45mm取軸段長L①=82mm聯(lián)軸器型號為：第4頁/共24頁4、選擇滾動軸承由題意定為7類軸承(角接觸球軸承)，型號未完全確定，7200C現(xiàn)根據(jù)結(jié)構要求需確定出軸承內(nèi)徑已知條件：最小軸徑為d①=45mm××××定位軸肩非定位軸肩軸肩高：h=(0.07~0.1)d,一般取2.5~5mm軸肩高：1~2mm，也可以更小軸承內(nèi)徑一般比最細處直徑大6~10mm左右，并取標準值！定位聯(lián)軸器直徑為：d②

=d①+2×(2.5~5)mm=53mm軸承內(nèi)徑為：d③

=d②

+2×(1~2)mm=55mm故可選軸承型號為：7211C第5頁/共24頁軸承內(nèi)徑確定可參考下圖的軸向定位情況：第6頁/共24頁已選軸承型號為：7211C并查《機械設計課程設計》中“滾動軸承”標準，確定如下尺寸：—軸承外徑D—軸承寬度B—軸承內(nèi)圈安裝尺寸da—軸承外圈安裝尺寸DaBDdaDa查手冊得:D×B =100×21da=64Da=91過大，拆卸困難；

過小，定位不好第7頁/共24頁5、軸的結(jié)構設計需事先簡單了解一下減速器結(jié)構第8頁/共24頁下圖為一實拍減速器的軸系結(jié)構（僅供參考）：第9頁/共24頁5015550155滾動軸承采用潤滑油潤滑不同的裝配方法軸系結(jié)構不同！在軸上零件相互距離及箱體尺寸未事先規(guī)定的情況下，可按右圖所示的經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定！若有規(guī)定，則按規(guī)定值設計！潤滑脂潤滑時，軸承端面至內(nèi)壁間的軸向距離有所不同，軸系結(jié)構也不同！箱體內(nèi)壁箱體凸緣外側(cè)上述軸向經(jīng)驗數(shù)據(jù)可在一定范圍內(nèi)上下變動！第10頁/共24頁◆假設齒輪和聯(lián)軸器分別從軸的兩端裝入：1015f55f58f91f45f53f68f64第11頁/共24頁◆假設齒輪和聯(lián)軸器同時從軸的一端（右端）裝入：1015可看到不同的裝配方案，軸的結(jié)構完全不同！第12頁/共24頁1015批量生產(chǎn)時，第二種方案裝拆更為簡單。但上述草圖仍有不少結(jié)構有錯誤，具體如下：第13頁/共24頁此處是否需要軸端擋圈？此處不需要，但如果此處安裝的是帶輪、鏈輪或齒輪等，則需要軸端擋圈，起軸向固定作用！各軸段的長度尺寸如何確定？15此軸向距離應保證軸承蓋上的螺栓能取下來第14頁/共24頁軸系裝配圖的完成示例：第15頁/共24頁f55k6f58H7/r6f55k6f53f45k6f55F9/k68280160140在裝配圖上凡是有配合的地方需要標注：第16頁/共24頁◆除軸、箱體外所有零件應剖開（畫剖面線）畫軸系裝配圖時要注意如下細節(jié)：◆齒輪、軸承的畫法◆有配合的地方標注徑向尺寸及配合◆零件的結(jié)構工藝性等第17頁/共24頁假若軸端安裝的是大帶輪，參考軸系結(jié)構圖如下：第18頁/共24頁結(jié)構設計時注意幾點：1)軸沒有統(tǒng)一的、標準的結(jié)構形式2)不同的裝配方案，軸系結(jié)構不同3)軸段上各段直徑的確定：先定出最細處直徑，再考慮軸上零件是需要軸向定位還是非軸向定位，一步步由最細處直徑累加軸肩高度得出來。盡量取標準直徑和優(yōu)先數(shù)系但滾動軸承定位軸肩的高度需要查軸承手冊確定4)軸的各段長度由各零件與軸配合部分的軸向尺寸或者考慮裝拆零件時需預留出的距離而定第19頁/共24頁5、按彎扭合成法校核軸的強度1)計算齒輪受力軸傳遞的扭矩:齒輪的圓周力:齒輪的徑向力：齒輪的軸向力:第20頁/共24頁2）畫受力簡圖并計算支反力水平面內(nèi)支反力垂直面內(nèi)支反力畫出垂直面、水平面及合成彎矩圖計算并畫當量彎矩圖扭矩按脈動循環(huán)變化計算,取a=0.6,則畫出當量彎矩圖a-ab-b第21頁/共24頁3）校核計算a-a截面處當量彎矩為：b-b截面處當量彎矩為強度校核:考慮鍵槽的影響，查表6-2計算顯然故安全第22頁/共24頁6、校核滾動軸承的壽命。（略）7、校核兩個鍵的強度。（略）第23頁/共24頁思考題：6.1-6.7作業(yè)題：6.96、只需用“彎扭合成法”校核軸的強度;鍵、滾動軸承壽命計算不做要求。5、鍵是標準件，尺寸請大家查《機械設計課程設計》；要求：7、用A4或A3的紙畫圖，軸強度校核內(nèi)容寫在作業(yè)本上。1、最細軸徑處為安裝小錐齒輪處直徑，錐齒輪右側(cè)需軸向固定；