*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)
