传动轴承和传动轴挤及联轴器的设计

第七章 传动轴承和传动轴挤及联轴器的设计

1.求输出轴上的功率P 2、转速n 2和转矩T 2

若取每级齿轮传动的效率（包括轴承效率在内）齿轮97.0=η、轴承98.0=η

II ρI ρ=齿轮η轴承η=4.66×0.97×0.98=4.43KW

n II =n I /i II =360/8.075=44.58r/min

t 2=9550P II /n II =9550×4.43/44.58=949000N.mm

2.求作用在齿轮上的力

d 2=mz 2=2×243=486mm

F t =2

22d T =4869490002⨯=3905.35N F r =t F αtan ⨯=1421.43N

3.初步确定轴的最小直径

选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表15—3取A 0=112，于是

得

d min =32

20n P A =m m=51.88mm 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径II -I d 。为了使选的轴

直径II -I d 与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。

联轴器的计算转矩3T K T A ca =，查表14—1，考虑转矩变化很小，故取

3.1=A K .则：

3T K T A ca ==1.3×910440=1183.512N.mm

按照计算转矩ca T 应小于联轴器公称转矩的条件，查标准GB/T5015

—2003或手册，选用LX4型弹性柱销联轴器，其公称转矩为2 500 000N.mm 。半联轴器的孔径mm d 551=，故取II I —d =55mm ，半联轴器

长度L=112mm ，半联轴器与轴配合的毂孔长度mm L 841=。

4.轴的结构设计

（1）拟定轴上零件的装配方案

（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度

1)为了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mm 62III II =—d ；左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径mm D 65=。半联轴器与轴配合的毂孔长度mm L 841=，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故I —II 段的长度应比1L 略短一些，现取mm 82II I =—l 。

2)初步选择滚动轴承。因轴承受有径向力的作用，故用深沟球轴承。参照工作要求并根据mm 62III II =—d ，由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组、标准精度级的深沟球轴承6213，其尺寸为

d×D×B=65mm×120mm ×23mm ，故mm 65d VII VI IV III ==——d 。

3)取安装齿轮处IV —V 的直径mm 70V IV =—d ；齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为60mm ，为了使套筒端面可靠的压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取mm 58V IV =—l 。齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度h=（2~3）R ，由轴径d=70mm 查表15-2，得R=2mm ，故取h=6mm ，则轴环处的直径mm 82VI -V =d 。轴环的宽度b ≥1.4h ，取mm 12VI -V =l 。

4)轴承端盖的总宽度为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的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离mm l 30=，故取mm 50III II =—l 。

5)取齿轮距箱体内壁之距离△=16mm ，考虑箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距离箱体内壁s ，取s=8mm ，已知滚动轴承宽度T=23mm 。则

4921682358-60s IV -III =+++=+++=）（）（△T l

mm 4758-60-IV -III VII -VI ==）（l l

至此，已初步确定了轴的各段的直径和长度。

（3）轴上零件的周向定位

齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按V -IV d 由表查得平键连接b ⨯h=20mm ⨯12mm,键槽用键槽铣刀加，长为52mm ，同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对称性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为

6

7h H ；同样，半联轴器与轴的链接，选用16mm ⨯10mm ⨯70mm,半联轴器与轴的配合为67k H 。滚动轴承与轴的周向定位是由过度配合来保证，此处选轴的直径尺寸公差为m6。

5求轴上的载荷 载荷

水平面H 垂直面V

支反力F

弯矩M

总弯矩

扭矩T

6、按弯矩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）的强度，根据式（15-5）及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取6.0=α，轴的计算应力

=+=

W T M ca 3321)(ασ