中间轴的设计与计算.docVIP

中间轴的设计与计算 1、已知条件 中间轴传递的功率，转速，齿轮分度圆直径，齿轮宽度， 2、选择轴的材料 因传递功率不大，并对重量及结构尺寸无特殊要求，查文献【3】中表8-26选常用的材料45钢，调质处理 3、初算轴径 查文献【3】中表9-8得考虑轴端不承受转矩，只承受少量的弯矩，故取较小值，则 4、轴的结构想图如图1-1所示 （1）轴承部件的结构设计 轴不长，故轴承采用两端固定方式。然后，按轴上零件的安装顺序，从处开始设计 （2）轴承的选择与轴段①及轴段⑤的设计 该段轴段上安装轴承，起设计应与轴承的设计同步进行。考虑齿轮有轴向力存在，选用角接触球齿轮。轴段①、⑤上安装，其直径应便于轴承安装。又应符合轴承内径系列。经过综合计算和考虑取7210C进行设计计算，由文献【3】中11-9得轴承内径，宽度，定位轴肩直径，对轴的离作用点与外圈大端面的距离 通常一根轴上的两个轴承取相同的型号，则 （3）轴段②和轴段④的设计 轴段②上安装齿轮3，轴段④安装齿轮2，为便于齿轮的安装，应分别略大于，可取 齿轮2轮榖宽度范围为，取轮毂宽度与齿轮宽度相等，左端采用轴肩定位，右端采取套筒定位。由于齿轮3 的直径比较小，采用实心式，取其轮毂宽度与齿轮宽度相等，其右端采用轴肩定位，左端采用套筒定位。为使套筒端面能够顶到齿轮端面，轴段②和轴段④的长度应比齿轮的轮毂略短，故取 （4）轴段③的设计 给段为中间轴上的两个齿轮提供定位，其轴肩高度范围为，取其高度为，故 齿轮3左端面与箱体内壁距离与高速轴齿轮右端面距箱体距离均取，齿轮2与齿轮3的距离初定为，则箱体内壁之间的距离，取，则箱体内壁距离为，齿轮2的右端面与箱体内壁距离为，则轴段3的长度 （5）轴段①及轴段⑤的长度 该减速起的圆周速度小于2m/s，故该轴承采用脂润滑，需要用挡油环阻止箱体内润滑油溅入轴承座，轴承内端面距箱体内壁的距离取为，中间轴上两个齿轮的固定均由挡油环完成，则轴段①的长度为 轴段⑤的长度为 （6）轴上力作用点的间距 轴承反力的作用点距轴承外圈大端面的距离，则由图1-1可得轴的支点及受力点的距离为 5、键连接 齿轮与轴间采用A型普通平键，查文献【3】中表8-31得键的型号分别为键16×70GB/T 1096-1990和键16×70GB/T 1096-1990 6、中轴传动齿轮的作用力 （1）已知条件 中间轴传递的转矩 （2） 齿轮2的作用力 圆周力为 轴向力为 法向力为 （3）齿轮3的作用力 圆周力为 轴向力为 法向力为 7、轴的受力分析 （1）画轴的受力简图 轴的受力简图如图1-2b所示 （2）计算支撑反力 在水平面上为 式中负号表示与图中所画力的方向相反 在垂直面上 轴承1的总支撑反力 轴承2的总支撑反力 （3）画弯矩图 弯矩图如图1-2c,d和e所示 在水平面上，a-a剖面图左侧为 a-a剖面右侧为 b-b剖面右侧为 在垂直面上为 合成弯矩，在a-a剖面左侧为 a-a剖面右侧为 b-b剖面左侧为 b-b剖面左侧为 （4）画转矩图 转矩图如图1-2f, 8、校核轴的强度 a-a剖面的抗弯截面系数为 抗扭截面系数为 a剖面左侧的弯曲应力为 a-a剖面右侧的弯曲应力为 扭剪应力为 ， 按弯扭合成强度进行计算校核，对于单向转动的轴承，转矩按脉动循环处理，故折合系数，则当量应力为 故a-a截面右侧为危险截面 由文献【3】中8-26可查