轴的结构设计计算

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1、机械设计课程设计费克雄091727指导老师：奚鹰四．轴的结构设计计算为使中间轴所受的轴向力小，则中间轴的两个齿轮的旋向和各轴的受力如图：高速轴中间轴低速轴30共46页机械设计课程设计费克雄091727指导老师：奚鹰（一）高速轴的结构设计1．已知该轴的功率，转速，转矩=4.212KW，=960r/min,=4.19Nmm2.求作用在齿轮上的力已知该轴上小齿轮的分度圆直径为3、初步确定轴的最小直径按《机械设计》中式（15－2）初步计算轴的最小直径，选取轴的材料为40cr调质处理。根据表15-3，取，于是得

2、显然，轴的最小直径是安装连轴器处的直径。按安装两个键槽处增大直径7％，得30共46页机械设计课程设计费克雄091727指导老师：奚鹰同时选择联轴器，连轴器的计算转矩为，查表14-1考虑转矩的变化，取=1.5，则：=1.5按计算的转矩应小于联轴器的公称转矩的条件，查标准，选用ML3型梅花形弹性联轴器（ML3联轴器）。其从动端公称转矩为90N.m,直径22mm,则取，半联轴器的长度为38mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度L1取34mm。4、轴的结构（1）拟订轴上各零件的装配方案根据设计要求，选择如图的方案，

3、因为轴经与小齿轮的分度圆直径相差不大，故轴与齿轮采用一体的加工方案。（2）根据轴向定位的要求确定各段轴的直径和长度1）。为满足半联轴器的定位要求，I-II段右端要制出一轴肩，取II-III段的直径为28mm，I-II段的长度为34mm2）。初步选择轴承因轴承同时受经向和轴向力，径向力不是很大，故选用单列的深沟球轴承，参照工作要求，根据，由轴承目录中初步选择中窄（3）系列，标准精度级的深沟球轴承，型号为6306，尺寸，故,其余尺寸参见图。ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ（3）键的选择根据《机械设计课程设计》表14-1查得I

4、-II处的键的代号为键6×28GB1096-79（6×6×28）。（二）中间轴的设计30共46页机械设计课程设计费克雄091727指导老师：奚鹰1．已知该轴的功率，转速，转矩=3.963KW，=184.615r/min,=2.05003Nmm，2.求作用在齿轮上的力已知该轴上大齿轮的分度圆直径为该轴上小齿轮的分度圆直径为3、初步确定轴的最小直径选取轴的材料为40cr调质处理。根据表15-3，取，于是得中间轴的最小直径是与轴承配合处的直径，根据轴承内径系列，选择轴承代号为7307AC取d=35mm，尺寸

5、外形为35mm×80mm×21mm,其余尺寸见图。4．轴的结构设计安装大齿轮处的键型号为键1245GB1096-79安装小齿轮处的键型号为键1270GB1096-79轴上零件装配方案和尺寸如图30共46页机械设计课程设计费克雄091727指导老师：奚鹰（三）低速轴的设计1．已知该轴的功率，转速，转矩=3.728KW，=46.15r/min,=771449Nmm，2.求作用在齿轮上的力已知该轴上齿轮的分度圆直径为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，于是得。安装两个键

6、槽增大直径7％，得取此轴的最小直径是与联轴器配合处的直径，选取联轴器（同前面的方法一样）的型号为HL4的弹性柱销联轴器（HL4联轴器48×112GB5014-85），主动端d=48mm,长L=112mm，与联轴器配合处轴长L1=108mm。查《机械设计课程设计》表15-6，选择轴承代号为6311的深沟球轴承，尺寸外形为4．轴的结构设计30共46页机械设计课程设计费克雄091727指导老师：奚鹰安装大齿轮的键型号为键1863GB1096-97安装联轴器处的键为键14100GB1096-97轴上零件装配方

7、案和尺寸如图五.轴、轴承、键的校核（一）各轴上的载荷1.高速轴的校核1），高速轴的弯扭组合强度的校核分析高速轴所受的力及弯扭矩受力如图:MVMHMT30共46页机械设计课程设计费克雄091727指导老师：奚鹰水平面上受力分析L=206mm将危险截面的水平弯矩、垂直弯矩、总弯矩及扭矩列表：载荷水平面H垂直面V支反力F=511.72N=1259.95N弯矩M总弯矩扭矩T2）.弯扭合成校核轴的强度30共46页机械设计课程设计费克雄091727指导老师：奚鹰根据轴的弯扭合成条件，取,轴的计算应力为轴的材料为4

8、0cr，调质处理。由<机械设计>表15-1查得。因此，故安全。3）精确校核轴的疲劳强度ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ①确定危险截面由图可知Ⅳ截面弯矩较大，仅次于Ⅴ，且Ⅳ截面受扭，Ⅴ截面不受扭，故确定Ⅳ截面为危险截面。②Ⅳ截面左侧轴的材料为40Cr调质由《机械设计》（下同）表15-1查得：有轴肩形成的理论应力集中系数按附表3-2查得：又由附图3-1查得：30共46页机械设计课程设计费克雄091727指导老师：奚鹰由附图3-2，3-3得：轴按磨削加工，由附图3-4查得：轴未经