*欧阳光明*创编 2024.03.07
【轴设计计算】
计算结果 欧阳光明(2024.03.07) 计算项目 1. 选择材料 计 算 内 容 及 过 程 该轴没有特殊的要求,因而选用调质处理的4545号钢,调质号钢,可以查得的其强度极限。(表12-1) 处理, =650MPa 按扭转强度估算输出端联轴器处的最小直径,根d1=55mm HL4弹性联轴据表12-11,按45号钢,取C=110; 器 根据公式(12-2)有: Tn=1250 N·m [n]=4000r/min 由于在联轴器处有一个键槽,轴径应增加5%,l =84mm 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。 2. 初估轴径 3. 结构设计 根据齿轮减速器的简图确定轴上主要零件的布置 (1)轴上零件的轴图(如图所示)和轴的初步估算定出轴径进行轴向定位 的结构设计。 (2)轴上零件的周 齿轮的一端靠轴肩定位,另一端靠套筒定位,装向定位 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)确定各段轴径轴径:从联轴器开始向左取ф55(联轴器轴径)d1=55mm d2=63mm 直径和长度 d1; d2 →ф63 (55+2×0.07 d1=62.7;取标准值,表d3=65mm d4=75mm 12-10) d5=85mm d3→ф65 (轴颈,查轴承内径)(轴承) d6=74mm d4 →ф75 (取>65的标准值)(齿轮) d7=65mm d5 →ф85 (75+2×0.07 d4=85.5;取整数值) B=23mm d6→ф74 (查轴承7213C的安装尺寸da) a=15mm d7→ф65(轴颈,同轴两轴承取同样的型号)d7s=5mm B3=50mm =d3 轴长:取决于轴上零件的宽度及他们的相对位b=16 mm 置。半联轴器与轴配合长度 =84mm,为使压板l1=82mm 压住半联轴器,取其相应的轴长为l1=82mm;选l2=16+21+(50-5-23) 用7213C轴承,其宽度为B=23mm;齿轮端面至*欧阳光明*创编 2024.03.07 *欧阳光明*创编 2024.03.07 箱体壁间的距离取a=15mm;考虑到箱体的铸造=59mm 误差,装配时留有余地,取滚动轴承与箱体内边l3=23+5+15+2 距s=5mm;轴承处箱体凸缘宽度,应按箱盖与箱 =45mm l4=80-2=78mm 座联接螺栓尺寸及结构要求确定,暂定:该宽度l5=10mm B3=轴承宽+(0.08~0.1)a+(10~20)mm,l6=10mm 取为50mm;轴承盖厚度取为20mm;轴承盖与l7=23mm 联轴器之间的距离取为b=16 mm;已知齿轮宽度L=143mm 为B2=80mm,为使套筒压住齿轮端面,取其相应L1=111.5mm 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 (4)考虑轴的结构考虑轴的结构工艺性,在轴的左端与右端均制成 工艺性 2×45o倒角;左端支撑轴承的轴径为磨削加工,4. 强度计算 留有砂轮越程槽;为便于加工,齿轮、半联轴器(略) 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 1.选择依题意,轴承主要承受径向载荷且转速较高,故选用深沟球深沟球轴轴承类型 轴承 承 2.预选因d=55mm,预选轴承6211,查轴承手册知:基本额定动预选轴承6211 型号、查载荷Cr=43.2kN,基本额定静载荷C0r=29.2kN Cr=参数Cr、(P228) 43.2kN C0r C0r=29.2kN 3.计算Fa/C0r=0.018,用内插法由表12-16知, P=2494N 当量动载判断系数e=0.20 荷P Fa/Fr=0.22>e,由表12-16查得X=0.56,Y=2.211,由表计算过程 计算结果 *欧阳光明*创编 2024.03.07
*欧阳光明*创编 2024.03.07 12-14知fp=1,由公式 知P=2494N 4.计算轴承受命Lh 5.说明 查表12-13取温度系数ft=1,由公式12-12知轴承寿命
Lh=59737h 选用6211轴承合适 且接近于预期寿命,故选用6211轴承合适。 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 *欧阳光明*创编 2024.03.07
2024年轴设计计算和轴承计算模板(实例)



