第7章 轴的设计及计算.doc

第7章轴的设计及计算


因已知低速级大齿轮的分度圆直径为

而


圆周力,径向力的方向参考图7-2.

由于低速轴转速不高,但受力较大,故选取轴的材料为45优质碳素结构钢,调质处理。

根据文献【1】中12-2式可初步估算轴的最小直径,
式中:—最小直径系数,根据文献【1】中表12-3按45钢查得
—低速轴的功率(KW),:
—低速轴的转速(r/min),:
因此:
输出轴的最小直径应该安装联轴器处,为了使轴直径与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器的型号。根据文献【1】中11-1式查得,
式中:—联轴器的计算转矩()
—工作情况系数,根据文献【1】中表11-1按转矩变化小查得,
—低速轴的转矩(),:
按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件,查标准GB/T 5014-2003或根据文献【2】中表16-4查得,选用HL6型弹性柱销联轴器,其公称转矩为3150。半联轴器的孔径,故取,半联轴器长度为172mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度为。

拟定轴上零件的装配方案。选用装配方案如图7-1所示。
图7-1 轴的结构与装配
(2)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
①满足半联轴器的轴向定位要求。Ⅰ-Ⅱ轴段右端需制出一轴肩,故取Ⅱ-Ⅲ段的直径
式中:—轴Ⅱ处轴肩的高度(mm),根据文献【1】中P283中查得定位轴肩的高度故取
左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径。半联轴器与轴配合的毂孔的长度,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不是压在轴的端面上,故Ⅰ-Ⅱ段的长度应比稍短一些,现取
②初步选择滚动轴承。因滚动轴承同时受径向力和轴向力的作用,根据文献【1】中表10-2可选6型深沟球轴承轴承。根据文献【2】中表15-3中参照工作要求并根据,由轴承产品目录中可初步选取0基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承60315,其基本尺寸为,故;而。
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。根据文献【2】中表15-3中查得60315型轴承的定位轴肩高度,因此,取
③取安装齿轮处的轴段Ⅳ-Ⅴ的直径;齿轮左端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为93mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于齿轮轮毂宽度,故取;齿轮的右端采用轴肩定位,轴肩高度,故取,则轴环处的直径。轴环宽度,取。
④轴承端盖的宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定)。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离,故取。
⑤取齿轮距箱体内壁之距离,考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时。应距箱体内壁一段距离,取,已知滚动轴承宽度,则


至此,已初步确定了轴的各直径和长度。
(3)轴上零件的周向定位。齿轮、半联轴器与轴的周向定位都采用平键连接。按由文献【1】中表4-1查得平键截面,键槽长为,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性,选择齿轮轮毂与轴的配合为H7/n6;同样,半联轴器与轴的联接,选用平键为,半联轴器与轴的配合为H7/k6。滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的,此处