轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)實(shí)例

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1、轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)實(shí)例例11.6.1試設(shè)計(jì)圖11.5.7所示單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器的從動(dòng)軸。已知傳遞的功率P=10kW，從動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速，分度圓直徑，齒輪上所受的力，，，齒輪輪轂的長(zhǎng)度，齒輪單向轉(zhuǎn)動(dòng)，采用輕窄系列深溝球軸承。解:（1）選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力選45鋼，正火處理，查表11.1.1得到其硬度為170~217HBS，抗拉強(qiáng)度，查表11.5.4得到許用彎曲應(yīng)力為。（2）估算該軸最細(xì)段的直徑查表11.5.1得到C=115，因此有圖11.5.7減速器由表11.6.2確定取。（3）對(duì)軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮軸上零件的位置和固定方式，以及結(jié)構(gòu)工藝性，按比例繪制出軸及軸系零件的結(jié)構(gòu)草圖（圖11.5.8）。

2、軸的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程及結(jié)果如下：圖11.5.8軸的結(jié)構(gòu)草圖1)確定軸上零件的位置和定位、固定方式由于是單級(jí)齒輪減速器，應(yīng)把齒輪布置在箱體內(nèi)壁的中間，軸承對(duì)稱(chēng)布置在齒輪的兩邊，軸的外伸端安裝聯(lián)軸器。齒輪靠軸環(huán)和套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位和固定，靠平鍵和過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定。兩端軸承分別靠軸肩、套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位和固定，靠過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定。軸通過(guò)兩端軸承蓋實(shí)現(xiàn)4軸向定位。聯(lián)軸器靠軸肩、平鍵和過(guò)盈配合分別實(shí)現(xiàn)軸向定位和周向固定。2）確定各軸段的直徑外伸端直徑為45㎜。為了使聯(lián)軸器能軸向定位，在軸的外伸端應(yīng)設(shè)計(jì)出一個(gè)軸肩。因軸承也要安裝在這一軸段上，所以，通過(guò)右端軸承蓋的這一軸段應(yīng)取直徑55mm?？紤]到

3、便于軸承裝拆，與透蓋氈圈接觸的軸段（公差帶取f7）比安裝軸承的軸段直徑（該處直徑的公差帶是按軸承的標(biāo)準(zhǔn)選取的，為k6）略小，取為52㎜。按要求，查軸承的標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)選用兩個(gè)6211型的深溝球軸承，故安裝左端軸承的軸段直徑也是55㎜。為了便于齒輪的裝配，齒輪處的軸頭直徑為60㎜。用于齒輪定位的軸環(huán)直徑為70㎜。查軸承標(biāo)準(zhǔn)得，左端軸承處的軸肩所在軸段的直徑為64㎜，軸肩圓角半徑取1㎜，齒輪與聯(lián)軸器處的軸環(huán)、軸肩的圓角半徑取1.5㎜。3）確定軸的各段長(zhǎng)度齒輪輪轂的寬度為80㎜，故取齒輪處軸頭的長(zhǎng)度為78㎜。由軸承的標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)查得6211型軸承的寬度為21㎜，因此左端軸頸的長(zhǎng)度為21㎜。齒輪兩端面、軸

4、承端面應(yīng)與箱體內(nèi)壁保持一定的距離，分別取為15㎜，和5㎜,右側(cè)穿過(guò)透蓋的軸段的長(zhǎng)度取為68㎜。聯(lián)軸器處的軸頭長(zhǎng)度按聯(lián)軸器的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度取70㎜。由圖11.5.8可知，軸的支跨距為L(zhǎng)=141㎜。4）校核的強(qiáng)度（1）繪制軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（圖11.5.9a）（2）繪制水平面內(nèi)彎矩圖（圖11.5.9b）兩支承端的約束力為截面C處的彎矩為3）繪制垂直面內(nèi)彎矩（圖11.5.9c）兩支承端的約束反力為截面C左側(cè)的彎矩為圖11.5.9軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖4）繪制合成彎矩圖（11.5.9d）截面C左側(cè)的合成彎矩為截面C右側(cè)的合成彎矩為45）繪制扭矩圖（圖11.5.9e）齒輪與聯(lián)軸器之間的扭矩為6）繪制當(dāng)量彎矩圖（圖11.

5、5.9f）因?yàn)檩S為單向轉(zhuǎn)動(dòng)，所以扭矩為脈動(dòng)循環(huán)，折合系數(shù)為，危險(xiǎn)截面C處的彎矩為7）計(jì)算危險(xiǎn)截面C處滿足強(qiáng)度要求的軸徑由式11.5.3得由于C處有鍵槽，故將軸徑加大5%，即38.32㎜×1.05=40.24㎜。而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖中，該處的軸徑為60㎜，故強(qiáng)度足夠。8）繪制軸的工作圖（11.6.16）圖11.5.10軸的工作圖44