中间轴设计计算说明书.doc

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1、计算及说明结果1.轴的材料2.求作用在齿轮上的力选用45#钢，经调制处理。已知中间轴传递的功率为，转速为所以（1）高速级大齿轮分度圆直径，螺旋角。齿轮为标准斜齿轮，则所以（2）低速小齿轮分度圆直径为，螺旋角。齿轮为标准斜齿轮，则所以选用45钢T=1,910,000N大齿轮所受的力圆周力：径向力：轴向力：小齿轮所受的力圆周力：径向力：轴向力：3.初步确定轴的最小直径4.拟定轴上零件的装配方案5.轴的结构设计查表15-3得，取，中间轴的最小直径显然是安装轴承处轴的直径根据经验，可以设计为图3-1所示的轴（1）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1）初步选择滚动

2、轴承。由于同时承受径向载荷和轴向载荷，根据表13-1，选择角接触轴承。轴承内径一般为5的倍数，初步选定故取初步选取2组外径系列，0组宽度系列，0公差等级，0组径向游隙表示为7213C查国标GB/T292-1994，为使套筒端面压紧轴承，则应使套筒伸出轴肩，取伸出量为所以L(Ⅰ-Ⅱ)=L(Ⅶ-Ⅷ)由手册上查得该轴承在轴肩处的安装尺寸齿轮与轴承之间用套筒定位，则Ⅱ-Ⅲ处轴肩取即可。6.轴上的载荷所以d（Ⅱ-Ⅲ）=d(ⅥⅦ)=2）取安装大齿轮处的轴段的直径d（Ⅴ-Ⅵ）=。大齿轮齿宽，为使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略小于轮毂（齿宽）的宽度，故取L（Ⅴ-Ⅵ）=。取

3、安装小齿轮处的轴段的直径d（Ⅲ-Ⅳ）=。小齿轮齿宽，同理取L（Ⅲ-Ⅳ）=3）轴环高度d（Ⅲ-Ⅳ），取，则轴环处的直径d（Ⅳ-Ⅴ）=。要求两齿轮相距，故取L（Ⅳ-Ⅴ）=。4）大小齿轮距箱体内壁分别为。考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一定距离s，取，为使套筒端面压紧轴承，则应使套筒伸出轴肩，则L（Ⅱ-Ⅲ）=L（Ⅵ-Ⅶ）=至此，已初步确定轴的各段直径和长度。（2）轴上零件的周向定位齿轮与轴的周向定位均采用平键连接。查表6-1，平键截面均为，键长均为。同时为了保证齿轮与轴的配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为；滚动轴承与轴的周向定位是

4、由过渡配合来保证的，故选择配合为。（3）确定轴上圆角和倒角尺寸查表15-2，取轴端倒角为，除轴环处各轴肩处的圆角半径为，轴环处圆角半径为。首先根据结构简图（图3-1）做出轴的计算简图（图6-1）。在确定轴承支点位置时，应从手册中查取a值。对于7213C型角接触轴承，查得。所以轴II-III直径d（Ⅱ-Ⅲ）=d(ⅥⅦ)=d（Ⅴ-Ⅵ）=轴段III-IV直径d（Ⅲ-Ⅳ）=。轴段III-IV长度L（Ⅲ-Ⅳ）=轴IV-V直径d（Ⅳ-Ⅴ）=轴段IV-V长度L（Ⅳ-Ⅴ）=轴段II-III长度L（Ⅱ-Ⅲ）=24mm轴段III-IV长度L（Ⅵ-Ⅶ）=29mm因此作为简支梁的轴的

5、跨度为.计算过程如下：竖直面由以上两式解得水平面由以上两式解得负号表示的方向朝上，如图6-1。根据轴的计算简图和计算过程，作出轴的弯矩图和扭矩图（图6-1）。从轴的结构图及弯矩扭矩图中可以看出截面B是轴的危险截面。根据计算，容易得出B处的.所以图6-1T=1,910,000N.mmM=2,665,380.4N.mm7.按弯扭合成应力校核轴的强度8.扭转切应力为脉动循环变应力，取查表15-4，轴抗弯截面系数为按第四强度理论，计算应力由表15-1查得。因此，，故安全。精确校核轴的疲劳强度（1）判断危险截面从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ处的过

6、盈配合引起的应力集中最严重；从受载的情况来看，截面C上的应力最大。截面Ⅲ和截面Ⅵ、截面Ⅳ和截面Ⅴ上的应力集中的影响相近，而大齿轮所在段轴的直径更小，所以只要校核截面Ⅴ，Ⅵ。由于截面Ⅵ不受扭矩，故也不必校核。截面C上虽然应力最大，但是键槽的应力集中系数要比过盈配合的小，所以，截面Ⅴ比截面C更加危险。截面Ⅴ左侧为一轴环，虽然应力集中，但是直径最大，所以也不必校核。因此，该轴只要校核截面Ⅴ右侧即可。（2）截面Ⅴ右侧抗弯截面系数抗扭截面系数截面Ⅴ右侧的弯矩水平面竖直面所以截面Ⅴ上的扭矩截面上的弯曲应力截面上的扭转切应力安全截面Ⅴ为危险截面T=1,910,00N.mm由

7、表15-1查得。截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按表3-2查取。根据具体尺寸，得，，经插值后查表取，又由附图3-1可得轴的材料的敏感系数，故有效应力集中系数按式（附3-4）计算得根据附图3-2取尺寸系数；根据附图3-3取扭转尺寸系数。轴按磨削加工，根据附图3-4取表面质量系数。轴未经表面强化处理，即，则按式（3-12）及式（3-12a）得综合系数为查得碳钢的特性系数，取，取于是，可按式（15-6）~（15-8）计算安全系数，如下9．零件图及装配图故可知其安全见后面的图纸安全中间轴设计说明书姓名：学号：班级：学院：题目如图所示二级斜齿圆柱齿轮减速器，已知

8、中间轴传递功率P=40KW,转速n=2