减速器轴的设计

轴的设计

图1传动系统的总轮廓图

一、轴的材料选择及最小直径估算

根据工作条件，小齿轮的直径较小（140d mm =），采用齿轮轴结构，选用45钢，正火，硬度 170217。

按扭转强度法进行最小直径估算，即

min d A =初算轴径，若最小直径轴段开有键槽，还要考虑键槽对轴的强度影响。

0A 值由表26—3确定： 0A =112

1、高速轴最小直径的确定

由'1min d A

=11215.36mm ==，因高速轴最小直径处安装联轴

器，设有一个键槽。则()()'1min 1min 17%15.3617%16.43d d mm =+=⨯+=，由于减速器输入轴通过联轴器与电动机轴相联结，则外伸段轴径与电动机轴径不得相差太大，否则难以选择合适的联轴器，取 1min 0.8m d d =，m d 为电动机轴直径，由前以选电动机查表6-166：38m d mm =，

1min 0.83830.4d mm =⨯=，综合考虑各因素，取1min 32d mm =。

2、中间轴最小直径的确定

'2min 11228.56d A mm ===，因中间轴最小直径处安装滚动轴承，取为标准值 2min 30d mm =。 3、低速轴最小直径的确定

'3min 11247.51d A mm ===，因低速轴最小直径处安装联轴器，设有一键槽，则()()'

3min 3min 17%17%47.5150.84d d mm =+=+⨯=，参见联

轴器的选择，查表6-96，就近取联轴器孔径的标准值 3min 55d mm =。

二、轴的结构设计

1、高速轴的结构设计

图2

（1）、各轴段的直径的确定

11d ：最小直径，安装联轴器 111min 32d d mm ==

12d ：密封处轴段，根据联轴器轴向定位要求，以及密封圈的标准查表

6-85（采用毡圈密封），1235d mm =

13d ：滚动轴承处轴段，1340d mm =，滚动轴承选取30208。 14d ：过渡轴段，取 1445d mm = 15d ：滚动轴承处轴段 151235d d mm ==

（2）、各轴段长度的确定

11l ：由联轴器长度查表6-96得，60L mm =，取 1142l mm = 12l ：由箱体结构、轴承端盖、装配关系确定 1255l mm = 13l ：由滚动轴承确定 1319.25l mm =

14l ：由装配关系及箱体结构等确定 1489l mm =

15l ：由滚动轴承、挡油盘及装配关系确定 1532.25l mm = 16l ：由小齿轮宽度140b mm =确定 ，取 1640l mm =

2、中间轴的结构设计

图3

（1）、各轴段的直径的确定

21d ：最小直径，滚动轴承处轴段，212min 30d d mm ==，滚动轴承选30206 22d ：低速级小齿轮轴段 2232d mm =

23d ：轴环，根据齿轮的轴向定位要求 2338d mm = 24d ：高速级大齿轮轴段 2432d mm = 25d ：滚动轴承处轴段 252130d d mm ==

（2）、各轴段长度的确定

21l ：由滚动轴承、装配关系确定 2132.25l mm =

22l ：由低速级小齿轮的毂孔宽度372b mm =确定 2270l mm = 23l ：轴环宽度 2310l mm =

24l ：由高速级大齿轮的毂孔宽度245b mm =确定 2440l mm = 25l ：由滚动轴承、挡油盘及装配关系等确定 2532.25l mm =

3、低速轴的结构设计

图4

（1）、各轴段的直径的确定

31d ：滚动轴承处轴段 3150d mm =，滚动轴承选取30210 32d ：低速级大齿轮轴段 3252d mm =

33d ：轴环，根据齿轮的轴向定位要求 3362d mm = 34d ：过渡轴段，考虑挡油盘的轴向定位 3457d mm = 35d ：滚动轴承处轴段 3550d mm =

36d ：密封处轴段，根据联轴器的轴向定位要求，以及密封圈的标准（采

用毡圈密封） 3640d mm =

37d ：最小直径，安装联轴器的外伸轴段 373min 38d d mm ==

（2）、各轴段长度的确定

31l ：由滚动轴承、挡油盘及装配关系确定 3140.75l mm = 32l ：由低速级大齿轮的毂孔宽475b mm =确定 3270l mm = 33l ：轴环宽度 3310l mm =

34l ：由装配关系、箱体结构确定 3462l mm =

35l ：由滚动轴承、挡油盘及装配关系确定 3521.75l mm = 36l ：由箱体结构、轴承端盖、装配关系确定 3652l mm = 37l ：由联轴器的毂孔宽160L mm =确定 3758l mm =

轴的校核

一、校核高速轴

1、轴上力的作用点位置和支点跨距的确定

齿轮对轴的力作用点按简化原则应在齿轮宽度的中点，轴上安装的30208轴承，从表6-67可知它的负荷作用中心到轴承外端面的距离为

16.917a mm mm =≈，支点跨距13141516()2147l AB l l l l a mm ==+++-=，高速级小齿轮作用点到右支点B

的距离为16215111.752

l

l CB l l a mm

==--+=，距A

为

12147111.7535.25l l l mm =-=-=

图5

2、计算轴上的作用力 如图4—1，求11,t r F F ： 1

11

21231t T F N d =

=； 11tan 1231tan 20448r t F F N α︒=⋅==

3、计算支反力并绘制转矩、弯矩图 （1）、垂直面

图6

21

111.75

448340.6147

Ay r l R F N l ==⨯= 1448340.6107.4By r Ay R F R N =-=-=