7 轴的设计及计算

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1、7轴的设计及计算7.1轴的布局设计绘制轴的布局简图如下图7.1所示图7.1轴的布局简图考虑到低速轴的受力大于高速轴，应先对低速轴进行结构设计和强度校核，其他的轴则只需要进行结构设计，没必要进行强度校核。7.2低速轴的设计7.2.1轴的受力分析由上述6.2中低速级齿轮设计可求得大斜齿轮的啮合力：大斜齿轮的分度圆直径：大斜齿轮的圆周力：大斜齿轮的径向力：大斜齿轮的轴向力：7.2.2轴的材料的选择由于低速轴转速不高，但受力较大，故选取轴的材料为45优质碳素结构钢，调质处理。7.2.3轴的最小直径根据教材【1】中15-2式可初步估算轴的最小

2、直径，式中：—最小直径系数，根据教材【1】中表15-3按45钢查得—低速轴的功率（KW），由表5.1可知：=1.83kw—低速轴的转速（r/min），由表5.1可知：=34.87r/min因此：输出轴的最小直径应该安装联轴器处，为了使轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器的型号。根据教材【1】中14-1式查得，式中：—联轴器的计算转矩（）—工作情况系数，根据教材【1】中表14-1按转矩变化小查得，—低速轴的转矩（），由表5.1可知：因此：按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查标准GB/T5014-2003或根据教材【2】

3、中表14-4查得，选用LX2型弹性柱销联轴器，其具体结构及基本参数如图7.2以及表7.1所示，图7.2LX2型弹性柱销联轴器结构形式图表7.1LX2型弹性柱销联轴器基本参数及主要尺寸型号公称转矩（）许用转速（r/min）轴孔直径轴孔长度D质量转动惯量许用补偿量Y型J，J1，Z型径向轴向角向LL1LL312504750475030,32,35,3882608216080.0260.1540,42,45,4811284112195220.109由上表可知，选取半联轴器孔径，故取，半联轴器的长度，与轴配合的毂孔长度。7.2.4轴的结构设计

4、7.2.4.1拟定轴上零件的装配方案低速轴的装配方案如下图7.3所示，图7.3低速轴的结构与装配7.2.4.2根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度①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段的直径式中：—轴Ⅱ处轴肩的高度（），根据教材【1】中P364中查得定位轴肩的高度，故取左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径。半联轴器与轴配合的毂孔的长度，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不是压在轴的端面上，故Ⅰ-Ⅱ段的长度应比稍短一些，现取。②初步选择滚动轴承。因滚动轴承同时受径向力和轴向力的作用，根据教材【1

5、】中表13-1可选3型圆锥滚子轴承。根据教材【2】中表13-1中参照工作要求并根据，由轴承产品目录中可初步选取0基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承30310，其基本尺寸资料如下表7.2所示表7.230310型圆锥滚子轴承参数数值mm标准图d50D110T29.25C23a23B27由上表7.2可知该轴承的尺寸为，故；由于圆锥滚子轴承采用脂润滑，得用封油环进行轴向定位和挡油，取右端封油环的长度，故圆整后，。由于圆锥滚子轴承采用脂润滑，得用封油环进行轴向定位和挡油。有上表7.2可知30310型轴承的定位轴肩高度，因此，与滚子轴承接

6、触的封油环两端的外径。③取轴Ⅳ处非定位轴肩轴肩的高度，则与齿轮配合的轴段Ⅳ-Ⅴ的直径轴Ⅶ处定位轴肩的高度故取对封油环进行定位，则轴段Ⅵ-Ⅶ的直径④齿轮采用轴肩进行轴向定位，则齿轮的右端应有一轴环，轴肩的高度：考虑到轴环的右端为非定位轴肩，故取，则，轴环的宽度应满足取。轮毂的宽度，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取。④取轴承端盖的总宽度为。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离（参考图7.1），故取。⑤根据轴的总体布置简图7.1可知，斜齿轮左端面距箱体左内壁之间距

7、离，另一轴两齿轮距离取c=20，又Ⅱ轴的大斜齿轮的齿宽为50mm，（参考图7.1）。考虑到箱体的铸造误差以及轴承的整体布置，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离，取。已知滚动轴承宽度则至此，经过步骤①②③④⑤已初步确定了轴的各段直径和长度，如上图7.4所示，并归纳为下表7.3所示，表7.3低速轴的参数值轴的参数参数符号轴的截面（mm）ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧ轴段长度8246517367340轴段直径42485053615850轴肩高度—311.542.54—7.2.4.3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圆头普通平键

8、连接。根据教材【1】中表6-1按查得齿轮轮毂与轴连接的平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为，同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为；同样，按查得联轴器与轴连接的平键截面键槽用键槽铣刀加工，长为，半联轴器与轴配