轴设计计算和轴承计算模板(实例)

【轴设计计算】

计算项目计算内容及过程计算结果

1. 选择材料该轴没有特殊的要求，因而选用调质处理的45号钢，可以查得

的其强度极限。(表12-1）

45号钢，调质处

理，

＝650MPa 2. 初估轴径

按扭转强度估算输出端联轴器处的最小直径，根据表12-11，

按45号钢，取C＝110；

根据公式（12-2）有：

由于在联轴器处有一个键槽，轴径应增加5％，49.57+49.57

× 5％=52.05（mm）；为了使所选轴径与联轴器孔径相适应，需要同

时选取联轴器。 Tc=K·T2=1.3×874.2=1136.46≤Tn查手册（课程

设计P238），选用HL4弹性联轴器J55×84/Y55×112GB5014-85。故

取联轴器联接的轴径为d1=55mm。

d1=55mm

HL4弹性联轴器

Tn=1250 N·m

[n]=4000r/min

l =84mm

3. 结构设计

（1）轴上零件

的轴向定位

（2）轴上零件

的周向定位

根据齿轮减速器的简图确定轴上主要零件的布置图（如图所示）

和轴的初步估算定出轴径进行轴的结构设计。

齿轮的一端靠轴肩定位，另一端靠套筒定位，装拆、传力均较为

方便；两端轴承常用同一尺寸，以便于购买、加工、安装和维修；

为了便于拆装轴承，轴承处轴肩不宜过高（轴肩高h≥0.07d ），故

左端轴承与齿轮间设置两个轴肩，如下页图所示。

齿轮与轴、半联轴器与轴、轴承与轴的周向定位均采用平键联接

及过盈配合。根据设计手册，并考虑便于加工，取在齿轮、半联轴

器处的键剖面尺寸为b×h=18×11，（查表7-3）配合均采用H7/k6；

滚动轴承内圈与轴的配合采用基孔制，轴的尺寸公差为k6,如图所

示。

（3）确定各段

轴径直径和长

度

轴径：从联轴器开始向左取ф55（联轴器轴径）d1；

d2 →ф63 （55+2×0.07 d1=62.7；取标准值，表12-10）

d3→ф65 （轴颈，查轴承内径）（轴承）

d4 →ф75 （取＞65的标准值）（齿轮）

d5 →ф85 （75+2×0.07 d4＝85.5；取整数值）

d6→ф74 （查轴承7213C的安装尺寸da）

d7→ф65（轴颈，同轴两轴承取同样的型号）d7＝d3

轴长：取决于轴上零件的宽度及他们的相对位置。半联轴器与轴配

合长度 =84mm，为使压板压住半联轴器，取其相应的轴长为

l1=82mm；选用7213C轴承，其宽度为B=23mm；齿轮端面至箱体壁间

的距离取a＝15mm；考虑到箱体的铸造误差，装配时留有余地，取滚

动轴承与箱体内边距s=5mm；轴承处箱体凸缘宽度，应按箱盖与箱座

联接螺栓尺寸及结构要求确定，暂定：该宽度B3＝轴承宽＋（0.08～

0.1）a＋（10～20）mm，取为50mm；轴承盖厚度取为20mm；轴承盖

与联轴器之间的距离取为b=16 mm；已知齿轮宽度为

d1=55mm

d2=63mm

d3=65mm

d4=75mm

d5=85mm

d6=74mm

d7=65mm

B=23mm

a＝15mm

s=5mm

B3＝50mm

b=16 mm

l1=82mm

l2

=16+21+(50-5-23)

=59mm

B2=80mm，为使套筒压住齿轮端面，取其相应的轴长为78mm。

根据以上考虑可确定每段轴长，并可以计算出轴承与齿轮、联轴器间的跨度。

L=80+2×15+2×5+2×（23/2）=143mm

L1= 58+82/2+23/2=111.5mm l3=23+5+15+2 =45mm

l4=80-2=78mm l5=10mm

l6=10mm

l7=23mm

L=143mm

L1=111.5mm

（4）考虑轴的结构工艺性

4. 强度计算（略）

考虑轴的结构工艺性，在轴的左端与右端均制成2×45º倒角；左端支撑轴承的轴径为磨削加工，留有砂轮越程槽；为便于加工，齿轮、半联轴器处的键槽布置在同一母线上，并取同一剖面尺寸。

先作出轴的受力计算图（即力学模型）如图中（a）所示，取集中载荷作用于齿轮及轴承的中点。

【轴承计算】

已知一单级圆柱齿轮减速器中，相互啮合的一对齿轮为渐开线圆柱直齿轮，传动轴轴颈直径为d＝55mm，转速n＝1450rpm，拟采用滚动轴承，轴承所承受的径向载荷Fr=2400N，外传动零件传递给轴的轴向载荷为Fa＝520N，载荷平稳，工作温度正常要求预期寿命25000h，试确定轴承型号。

计算项目计算过程计算结果

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2.预选型号、查参数Cr 、C0r 因d ＝55mm ，预选轴承6211，查轴承手册知：基本额定动载荷Cr ＝

43.2kN ，基本额定静载荷C0r ＝29.2kN

(P228) 预选轴承6211

Cr ＝43.2kN C0r

＝

29.2kN

3.计算当量动载荷P

Fa /C0r ＝0.018，用内插法由表12-16知，

判断系数e ＝0.20

Fa/Fr ＝0.22>e ，由表12-16查得X ＝0.56，Y ＝2.211，由表12-14知f p ＝1，由公式

知P ＝2494N

P ＝2494N

4.计算轴承受命L h

查表12-13取温度系数f t ＝1，由公式12-12知轴承寿命

且接近于预期寿命，故选用6211轴承合适。

L h ＝59737h

选用6211轴

承合适

5.说明

也可以用公式12-13计算实际动载荷C’，

故选择6211轴承合适。

C’＝32422N 选择6211轴

承合适

)

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