减速器轴、键设计数据

轴的设计过程如下：
一、轴的总体设计信息如下：
轴的编号：001 轴的名称：阶梯轴
轴的转向方式：单向恒定轴的工作情况：无腐蚀条件
轴的转速：200r/min 功率:3.3kW 转矩：157575N·mm 所设计的轴是实心轴
材料牌号：45调质硬度(HB)：230
抗拉强度：650MPa 屈服点：360MPa
弯曲疲劳极限：270MPa 扭转疲劳极限：155MPa
许用静应力：260MPa 许用疲劳应力：180MPa
二、确定轴的最小直径如下：
所设计的轴是实心轴
A值为：115 许用剪应力范围：30～40MPa
最小直径的理论计算值：29.28mm 满足设计的最小轴径：32mm
三、轴的结构造型如下：
轴各段直径长度：长度直径
20mm 55mm
10mm 67mm
120mm 58mm
40mm 55mm
50mm 53mm
100mm 52mm
轴的总长度：340mm 轴的段数：6
轴段的载荷信息：
直径距左端距离垂直面剪力垂直面弯矩水平面剪力水平面弯矩轴向扭矩58mm 90mm -2259N -100200N·mm -6118N 0N·mm 0N·mm 52mm 340mm 1500N 0N·mm 2200N 0N·mm 620650N·mm 轴所受支撑的信息：直径距左端距离
55mm 10mm
55mm 170mm
四、支反力计算
距左端距离水平支反力Rh1 垂直支反力Rv1
10mm 5396.5N 3349.5N
距左端距离水平支反力Rh2 垂直支反力Rv2
170mm -1478.49N -2590.49N
五、内力
x/mm d/mm m1/N·mm m2/N·mm
10 55 0 0
90 58 508118.81 463169.06
170 55 452659.92 452659.92
340 52 2.4 2.4
340 52 2.4 2.4
六、弯曲应力校核如下：
危险截面的x坐标：30mm 直径：67mm
危险截面的弯矩M：127029.7N·mm 扭矩T：620650N·mm 截面的计算工作应力：14.06MPa 许用疲劳应力：180MPa 30mm处弯曲应力校核通过
结论：弯曲应力校核通过
七、安全系数校核如下：
疲劳强度校核如下：
危险截面的x坐标：30mm 直径：67mm
危险截面的弯矩M：127029.7N·mm 扭矩T：620650N·mm
有效应力集中系数（弯曲作用）：2.62 （扭转作用）：1.89
截面的疲劳强度安全系数S：5.47 许用安全系数[S]：2.0
30mm处疲劳强度校核通过
结论：疲劳强度校核通过
静校核计算：
危险截面的x坐标：30mm 直径：67mm
危险截面的弯矩M：127029.7N·mm 扭矩T：620650N·mm 截面的静强度安全系数：20.33 许用安全系数[Ss]：1.8 30mm处静强度校核通过
结论：静强度校核通过
八、扭转刚度校核如下：
圆轴的扭转角：0.17(°) 许用扭转变形：0.9°/m
扭转刚度校核通过
九、弯曲刚度校核如下：
挠度计算如下：
x/mm νi/mm
1 2.5 0.011742
2 5 0.007828
3 7.5 0.003914
4 10 0
5 30 -0.003914
6 50 -0.00757
7 70 -0.010313
8 90 -0.011683
9 110 -0.011224
10 130 -0.009115
11 150 -0.005368
许用挠度系数：0.003
最大挠度：-0.011683mm
弯曲刚度校核通过
十、临界转速计算如下：
当量直径dv：60.43mm
轴截面的惯性距I：654605.89mm^4
支承距离与L的比值：0.47
轴所受的重力：400N
支座形式系数λ1：9.0
轴的一阶临界转速ncr1：24934.97r/min
轴的设计过程如下：
一、轴的总体设计信息如下：
轴的编号：002 轴的名称：阶梯轴
轴的转向方式：单向恒定轴的工作情况：无腐蚀条件
轴的转速：200r/min 功率:3.135kW 转矩：149696.25N·mm 所设计的轴是实心轴
材料牌号：45调质硬度(HB)：230
抗拉强度：650MPa 屈服点：360MPa
弯曲疲劳极限：270MPa 扭转疲劳极限：155MPa
许用静应力：260MPa 许用疲劳应力：180MPa
二、确定轴的最小直径如下：
所设计的轴是实心轴
A值为：115 许用剪应力范围：30～40MPa
最小直径的理论计算值：28.78mm 满足设计的最小轴径：32mm
三、轴的结构造型如下：
轴各段直径长度：长度直径
20mm 55mm
10mm 67mm
120mm 58mm
40mm 55mm
50mm 53mm
100mm 52mm
轴的总长度：340mm 轴的段数：6
轴段的载荷信息：
直径距左端距离垂直面剪力垂直面弯矩水平面剪力水平面弯矩轴向扭矩58mm 90mm -2259N -100200N·mm -6118N 0N·mm 0N·mm 52mm 340mm 1500N 0N·mm 2200N 0N·mm 620650N·mm 轴所受支撑的信息：直径距左端距离
55mm 10mm
55mm 170mm
四、支反力计算
距左端距离水平支反力Rh1 垂直支反力Rv1
10mm 5396.5N 3349.5N
距左端距离水平支反力Rh2 垂直支反力Rv2
170mm -1478.49N -2590.49N
五、内力
x/mm d/mm m1/N·mm m2/N·mm
10 55 0 0
90 58 508118.81 463169.06
170 55 452659.92 452659.92
340 52 2.4 2.4
340 52 2.4 2.4
六、弯曲应力校核如下：
危险截面的x坐标：30mm 直径：67mm
危险截面的弯矩M：127029.7N·mm 扭矩T：620650N·mm 截面的计算工作应力：14.06MPa 许用疲劳应力：180MPa 30mm处弯曲应力校核通过
结论：弯曲应力校核通过
七、安全系数校核如下：
疲劳强度校核如下：
危险截面的x坐标：30mm 直径：67mm
危险截面的弯矩M：127029.7N·mm 扭矩T：620650N·mm
有效应力集中系数（弯曲作用）：2.62 （扭转作用）：1.89
截面的疲劳强度安全系数S：5.47 许用安全系数[S]：2.0
30mm处疲劳强度校核通过
结论：疲劳强度校核通过
静校核计算：
危险截面的x坐标：30mm 直径：67mm
危险截面的弯矩M：127029.7N·mm 扭矩T：620650N·mm
截面的静强度安全系数：20.33 许用安全系数[Ss]：1.8
30mm处静强度校核通过
结论：静强度校核通过
八、扭转刚度校核如下：
圆轴的扭转角：0.17(°) 许用扭转变形：0.9°/m
扭转刚度校核通过
九、弯曲刚度校核如下：
挠度计算如下：
x/mm νi/mm
1 2.5 0.011742
2 5 0.007828
3 7.5 0.003914
4 10 0
5 30 -0.003914
6 50 -0.00757
7 70 -0.010313
8 90 -0.011683
9 110 -0.011224
10 130 -0.009115
11 150 -0.005368
许用挠度系数：0.003
最大挠度：-0.011683mm
弯曲刚度校核通过
十、临界转速计算如下：
当量直径dv：60.43mm
轴截面的惯性距I：654605.89mm^4
支承距离与L的比值：0.47
轴所受的重力：400N
支座形式系数λ1：9.0
轴的一阶临界转速ncr1：24934.97r/min
轴的设计过程如下：
一、轴的总体设计信息如下：
轴的编号：003 轴的名称：阶梯轴
轴的转向方式：单向恒定轴的工作情况：无腐蚀条件
轴的转速：200r/min 功率:2.98kW 转矩：142295N·mm 所设计的轴是实心轴
材料牌号：45调质硬度(HB)：230
抗拉强度：650MPa 屈服点：360MPa
弯曲疲劳极限：270MPa 扭转疲劳极限：155MPa
许用静应力：260MPa 许用疲劳应力：180MPa
二、确定轴的最小直径如下：
所设计的轴是实心轴
A值为：115 许用剪应力范围：30～40MPa
最小直径的理论计算值：28.3mm 满足设计的最小轴径：32mm 三、轴的结构造型如下：
轴各段直径长度：长度直径
20mm 55mm
10mm 67mm
120mm 58mm
40mm 55mm
50mm 53mm
100mm 52mm
轴的总长度：340mm 轴的段数：6
轴段的载荷信息：
直径距左端距离垂直面剪力垂直面弯矩水平面剪力水平面弯矩轴向扭矩58mm 90mm -2259N -100200N·mm -6118N 0N·mm 0N·mm 52mm 340mm 1500N 0N·mm 2200N 0N·mm 620650N·mm 轴所受支撑的信息：直径距左端距离
55mm 10mm
55mm 170mm
四、支反力计算
距左端距离水平支反力Rh1 垂直支反力Rv1
10mm 5396.5N 3349.5N
距左端距离水平支反力Rh2 垂直支反力Rv2
170mm -1478.49N -2590.49N
五、内力
x/mm d/mm m1/N·mm m2/N·mm
10 55 0 0
90 58 508118.81 463169.06
170 55 452659.92 452659.92
340 52 2.4 2.4
340 52 2.4 2.4
六、弯曲应力校核如下：
危险截面的x坐标：30mm 直径：67mm
危险截面的弯矩M：127029.7N·mm 扭矩T：620650N·mm
截面的计算工作应力：14.06MPa 许用疲劳应力：180MPa
30mm处弯曲应力校核通过
结论：弯曲应力校核通过
七、安全系数校核如下：
疲劳强度校核如下：
危险截面的x坐标：30mm 直径：67mm
危险截面的弯矩M：127029.7N·mm 扭矩T：620650N·mm
有效应力集中系数（弯曲作用）：2.62 （扭转作用）：1.89
截面的疲劳强度安全系数S：5.47 许用安全系数[S]：2.0
30mm处疲劳强度校核通过
结论：疲劳强度校核通过
静校核计算：
危险截面的x坐标：30mm 直径：67mm
危险截面的弯矩M：127029.7N·mm 扭矩T：620650N·mm
截面的静强度安全系数：20.33 许用安全系数[Ss]：1.8
30mm处静强度校核通过
结论：静强度校核通过
八、扭转刚度校核如下：
圆轴的扭转角：0.17(°) 许用扭转变形：0.9°/m
扭转刚度校核通过
九、弯曲刚度校核如下：
挠度计算如下：
x/mm νi/mm
1 2.5 0.011742
2 5 0.007828
3 7.5 0.003914
4 10 0
5 30 -0.003914
6 50 -0.00757
7 70 -0.010313
8 90 -0.011683
9 110 -0.011224
10 130 -0.009115
11 150 -0.005368
许用挠度系数：0.003
最大挠度：-0.011683mm
弯曲刚度校核通过
十、临界转速计算如下：
当量直径dv：60.43mm
轴截面的惯性距I：654605.89mm^4
支承距离与L的比值：0.47
轴所受的重力：400N
支座形式系数λ1：9.0
轴的一阶临界转速ncr1：24934.97r/min
平键连接（静连接）校核计算结果
传递的转矩T =157575 N·mm
轴的直径d =60 mm
键的类型sType =A型
键的截面尺寸b×h =18x11 mm
键的长度L =80 mm
键的有效长度L0 =62.000 mm
接触高度k =4.400 mm
键的个数N =双键
最弱的材料Met =钢
载荷类型PType =静载荷
许用应力[σp] =135 MPa
计算应力σp =12.836 MPa
校核计算结果：σ≤[σ] 满足
平键连接（静连接）校核计算结果
传递的转矩T =149696.25 N·mm
轴的直径d =60 mm
键的类型sType =A型
键的截面尺寸b×h =18x11 mm
键的长度L =80 mm
键的有效长度L0 =62.000 mm
接触高度k =4.400 mm
键的个数N =双键
最弱的材料Met =钢
载荷类型PType =静载荷
许用应力[σp] =135 MPa
计算应力σp =12.194 MPa
校核计算结果：σ≤[σ] 满足
平键连接（静连接）校核计算结果
传递的转矩T =142295 N·mm
轴的直径d =60 mm
键的类型sType =A型
键的截面尺寸b×h =18x11 mm
键的长度L =80 mm
键的有效长度L0 =62.000 mm
接触高度k =4.400 mm
键的个数N =双键
最弱的材料Met =钢
载荷类型PType =静载荷
许用应力[σp] =135 MPa
计算应力σp =11.591 MPa
校核计算结果：σ≤[σ] 满足。