高速级：z11?21，z12?63，b11?50mm, b12?42mm低速级：z21?31，z22?85, b21?70mm, b22?62mm
m?2.0mm，α?20deg
输入轴设计及校核
1.求输入轴上的功率P1、转速n1和转矩T1
P1?2.16kW,n1?940rpm,T1?21.94N·m
2.求作用在齿轮上的力
由已知高速级小齿轮的分度圆直经为
d11?m?z11=42mm
2T1?3
=?1.045?10?Ft?――?Nd11Fr?Ft?tan(α)=380.262N
圆周力Ft，径向力Fr的方向如图15-24所示。
3.初步确定轴的最小直径
按P366式15-2初步计算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据P366表15-3,25MPa≥τT≥45MPa，取τT?30MPa，于是得
3
dmin?
￣￣￣￣￣￣￣￣P1
=15.407mm――――
0.2τT?n1
3
A0?120dmin?
￣￣￣￣2.16
?A0=15.835――940
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直经d1_2（图15-26）。为了使所选直经d1_2与联轴器的孔经适应，故需同时选取联轴器的型号。
查P347表14-1，考虑到转矩变化很小，故取KA?1.5，则：根据计算转矩应小于公称转矩的条件，查标准GB/T5014-2003或手册，选用LT4型弹性套柱销联轴器，其公称转矩为63000N?mm。半联轴器的孔径d1?20mm，故取d1_2?20mm，半联轴器长度L?52mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度L1?38mm4.轴的结构
4
Tca?KA?T1=??3.291?10??N?mm
（1）拟定轴上零件的装配方案，现选用图15-22a所示的转配方案，（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
4.轴的结构
（1）拟定轴上零件的装配方案，现选用图15-22a所示的转配方案，（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
1）为了满足半联轴器的轴向定位要求，1-2轴段右端需制一轴肩，根据
d1_2?20mm，由p360表15-2得R?1mm，定位轴肩高度h?3?R=3mm，故取2-3段的直径d2_3?d1_2+2?h=26mm；左端用轴端档圈定位，按轴肩直径取档圈直径D?d2_3+3mm=29mm。半联轴器与轴配合的毂孔长度，为了保证轴端档圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故1-2段的长度应比L1略短一些，现取l1_2?L1?3mm=35mm。
2）初步选择滚动轴承。
选用圆柱滚子轴承。参照工作要求根据d2_3=26mm，由轴承产品目录中
初步选取0基本游隙组、标准精度级的圆柱滚子轴承N206E，其尺寸d_D_B：30mm_62mm_16mm，故d3_4?30mm，d6_7?d3_4;l6_7?16mm
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。由手册N206E型轴承的定位轴肩高度h?3mm，因此，取d5_6?d6_7+2?h=36mm。
3）因为e<2m,所以做成齿轮轴。取齿轮处的轴段4-5的直径
d4_5?z11?m=42mm，l4_5?b11=50mm；齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位。
4）轴承端盖的总宽度为35mm（由减速器及轴承端盖的结构设计而定）。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的距离A?30mm（参看P365图15-21），故取l2_3?A+35mm=65mm
5）取齿轮距箱体内壁之距离Δ?16mm，圆柱齿轮Ⅱ与圆柱齿轮Ⅲ之间的距离c?15mm（参看图15-21）。考虑箱体的铸造误差，在确定滚动轴承的位置时，应距箱体内壁有一段距离，取s?5mm（参看图15-21），已知滚动轴承的宽度B?16mm，圆柱齿轮Ⅱ与圆柱齿轮Ⅲ轮毂长L?70mm，则
l3_4?B+s+Δ=37mm
l5_6?L+c+Δ+s?4mm=102mm
至此，已初步确定了轴的各段直径和长度
（3）轴上轴向定位
半联轴器与轴的周向定位采用平键连接。由P106表6-1查得半联轴器与轴的连接选用平键b1?6mm，h1?6mm，l1?28mm，半联轴器与轴的配合为H7/k6。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。
（4）确定轴上圆角和倒角尺寸参考P360表15-2，取轴端倒角为C2，各轴肩处的圆角半径如图15-26所示
5.求轴上载荷
首先根据轴的结构图（图15-26）做出轴的计算简图（P368图15-24）。在确定轴承的支点位置时，应从手册中查取Δ值（参看P367图15-23）。对于N206E型圆柱滚
b11B
=54mm，子轴承，由手册中查得Δ?―=8mm，所以,L2?l3_4?Δ+――22
b11
+l5_6+l6_7?Δ=135mm因此，作为支梁的轴的支承跨距L3?――2
L2+L3=189mm。根据轴的计算简图做出轴的弯矩和扭矩图（P368图15-24）求水平支反力FNH1?165NFNH2?775N
FNH1???L2+L3??＝Fr?L3FNH1+FNH2＝Fr
求水平支反力FNH1?165NFNH2?775N
估值估值FNH1?L2＝FNH2?L3FNH1+FNH2＝Fr
约束?FNH1??271.616?
???findF,F=N??NH1NH2????108.646???F?
NH2
约束求解器?FNH1??271.616?
???findF,F=N??NH1NH2????108.646???F?
NH2
求解器求垂直支反力FNV1?60NFNV2?282N求垂直支反力FNV1?60NFNV2?282N
估值约束FNV1+FNV2＝Ft
约束求解器FNV1???L2+L3??＝Ft?L3
估值FNV1?L2＝FNV2?L3FNV1+FNV2＝Ft
?FNV1??746.259?
???findF,F=N??NV1NV2????298.503???F?
NV2?FNV1??746.259?
???findF,F=N??NV1NV2????298.503???F?
NV2
求解器4
M?FNH2?L3=??1.467?10??N?mm4MH?FNH1?L2=??1.467?10??N?mm
4
MV1?FNV1?L2=??4.03?10??N?mm
MV1FNV1L2
4.0310
4
Nmm
4
MV2?FNV2?L3=??4.03?10??N?mm
总弯矩：
224M1?￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣MH+MV1=??4.288?10??N?mm
扭矩T：
224M2?￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣MH+MV2=??4.288?10??N?mm
4T1=??2.194?10??N?mm
（见教材P378）dC?42mmπ?dC
轴的抗弯截面系数：W?―――=0.007L
32
3
6. 按弯扭合成应力校核轴的强度
进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。根据P373式15-5及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取α?0.6，轴的计算应力
2￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣2
M1+??α?T1??
σca?――――――=6.167MPa
W
前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由表P358表15-1查得σdc?60MPa。因此σca<σdc,故安全。
2￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣2
M1+??α?T1??
σca?――――――=6.167MPa
W
本子上的代替
Fr?FNV1+FNV2,FNV2???L2+L3???Fr?L3求出FNV1、FNV2Ft?FNH1+FNH2、FNH2???L2+L3???Ft?L3求出FNH1、FNH2
二级圆柱齿轮减速器输入轴设计及校核
