轴及轴上零件设计 Microsoft Word 文档

三、轴的设计
1、高速轴（1轴）的设计
确定轴的最小直径
由已知条件可知此减速器传递的功率属中小功率,故选45钢并经调质处理,由表11－1查得A=112,于是得
d min = A3
n
p
=
3
323
128
.7
112＝31.36mm
此处有键槽用于配套大V带轮，所以可将其轴径加大5%，即
d=31,36×105%=32.93mm=35 mm
（1）选择滚动轴承
因轴承受到径向力的作用，故选用深沟球轴承。

选取0基本游隙组、标准精度级的角度接触球轴承7208AC，其尺寸为d * D * B=40mmx68mmx15mm，故
d 4=d
1
=40mm, L
1
=l
1
=15mm
（2）轴的结构设计
左端滚动轴承采永轴肩进行轴向定位，7208AC型轴承的定位轴肩高度
0.07d<h<0.1d,故取h=4mm,因此取d
2
= 48mm, 而轴承采用套筒定位,套筒厚度为
t
1
=3mm,l套=20,d=42mm,取安装齿轮处的轴段3的轮毂宽度为L=65mm,因为小齿轮的参数很小，所以小齿轮与高速轴采用一体加工的方式，故取 L3=65mm.齿轮的
右端采用套筒进行轴向定位，故取轴段直径d4=d
1
=40mm，L4= l套+ l1+ l盖+ l空
=90mm，d
5=29mm,L
5
=40mm。

在右端轴承安装完处后的一段轴(装轴承端盖和外露的
部分)的直径为38mm。

结构如图所示：
2、低速轴（2轴）的设计
确定轴的最小直径
由已知条件可知此减速器传递的功率属中小功率,故选45钢并经调质处理,由表11-1查得A
=112,于是得
d min = A3
n
p
=
3
21
.
81
85
.6
112＝49.21mm
此处有键槽用于配套联轴器，所以可将其轴径加大5%，即d=49.21×
105%=51.67mm
减速器输出轴得最小直径显然是安装联轴器处轴的直径d联，为了使减速器输出轴的直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。

选择刚性凸缘联轴器（GB/T5843-2003），取其标准内孔直径d=d
1
=55mm,L联=84mm。

（1）.选择滚动轴承
因轴承受到径向力轴向力的作用，故选用70000型。

选取0基本游隙组、标准精度级的角接触球轴承7212，其尺寸为d * D * B=60mmx95mmx22mm，故
d 5=d
2
=60mm, L
5
=l
2
=22mm
（2）轴的结构设计
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位，7212型轴承的定位轴肩高度h＝6mm，
因此取d4= 72mm, 而大齿轮采用套筒定位,套筒厚度为t
1=3mm,l
套
=25.5mm,取安
装齿轮处的轴段3的直径
3
=65mm,轮毂宽度为65mm,为了使套筒端面可靠地压紧
齿轮，此轴段应略小于轮毂宽度，故取 L
3
=55mm.齿轮的左端靠套筒轴向定位，
故取轴段直径d
2=d
5
=60mm, L2= l套+ l2+ 5+ l盖+ l空=103.5mm，d1=55mm ，L1=80mm。

在左端的轴承安装完处后（轴承端盖和外漏部分）的一段轴的直径为58mm。

结构如图所示：
四、轴上其它零件的设计
1）轴承端盖的厚度为25mm，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和V带轮右端面间的距离均为L空＝30mm。

2）查表6-2、6-4取V带轮的基准直径为d=mm，宽度B=16mm。

输入轴上的直径最大的那段轴为d=48mm, L
2
=20mm。

轴上齿轮距箱体壁15mm。

输出轴上的直径最大的那段轴为d=76mm,l=10mm;L
4
=10.5mm。

轴上齿轮距箱体壁17.5mm。

则：
输入轴为L=230m m
输出轴为L=288mm
至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。

3）轴上零件的周向定位
齿轮、V 带轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。

由表10-7查得： 在输入轴上V 带轮与轴连接平键截面b*h=8mm x 7mm ，L=22mm
在输出轴上半联轴器与轴连接平键截面b*h=14mm x 9mm ，L=48mm 齿轮与轴连接平键截面b*h=16mm x 10mm ，L=48mm 键槽均用键槽铣刀加工，同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择
齿轮轮毂与轴的配合为6
7n H ；同样，半联轴器与轴的配合为6
7k H 。

滚动轴
承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径公差为m6 。

4）确定轴上的圆角和倒角尺寸
参考表15-2，取轴端倒角为2 x 45°，各轴肩的圆角半径为1.5。

五、输出轴上的强度校核
1、已知p Ⅱ=6.85kw n Ⅱ=81r/min T Ⅱ=805.33N.m
Ⅱ轴斜齿轮上的周向力F t1=N d T
649122
=
径向力F r1=N F t 9.2441cos 20tan 1=︒
β
轴向力F a1=N F t 8.16896.14tan 1=︒ Ⅰ轴斜齿轮上的周向力F t2=F t1=6491N
径向力F r2 = F r1=2441.9 N
2．轴的结构图，做出轴的计算简图。

确定轴承的支点的位置时，应从手册中查取值。

对于角接触球轴承7212AC 型轴承，由手册查得B=22 mm,因此，作为简支梁的轴的支承跨距分别为L 1=132 mm, L 2= 101mm,
参考图：
84
103 66 66
65
3．按弯扭合成应力校核轴的强度
进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。

根据式及上表中的数据，以及轴单向转动，扭转切应力为脉动循环变应力，取α=0.6 ，轴的计算应力
σ
r3==
+
W
T
M2
2)
6.0(
=
+
3
2
2
65
*1.0
)
804884
*
6.0(
222064）
（
9.83MPa
轴的材料为40Cr,调质处理,[σ]=60Mpa, σ
r3
<[σ],故轴安全.。