机械课程设计轴的计算Word格式.doc
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(6)大带轮与轴的周向定位采用普通平键C型连接,其尺寸为,大带轮与轴的配合为,流动轴承与轴的周向定位是过渡配合保证的,此外选轴的直径尺寸公差为m6.
求两轴承所受的径向载荷和
带传动有压轴力(过轴线,水平方向),。
将轴系部件受到的空间力系分解到铅垂面和水平面上两个平面力系
图一
图二
图三
[注]图二中通过另加弯矩而平移到作用轴线上
图三中通过另加转矩而平移到指向轴线
同理
6、求两轴承的计算轴向力和
对于型轴承,轴承的派生轴向力
故
7、求轴承的当量动载荷和
对于轴承1
对于轴承2
查表可得径向载荷系数和轴向载荷系数分别为:
对于轴承1,
对于轴承2,
8、求该轴承应具有的额定载荷值
因为则有
故符合要求。
9、弯矩图的计算
水平面:
N,则其各段的弯矩为:
BC段:
由弯矩平衡得M-
CD段:
由弯矩平衡得
铅垂面:
则其各段弯矩为:
AB段:
则
则
做弯矩图如下
从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面是轴的危险截面。
现将计算出的截面处的、及的值列于下表
表3
载荷
水平面
垂直面
支持力
弯矩
总弯矩
扭矩
10、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)的强度。
根据计算式及上表的数据,以及轴单向旋转,扭转切应力为脉动循环变应力,取,轴的计算应力
前已选定轴的材料为45钢,调质处理,查表可得,因此,故安全。
11、键的选择和校核
高速轴上与大带轮相配合的轴上选择键连接,由于大带轮在轴端部,故选用单圆头平键(C型)
根据,从表6-1中查得键的截面尺寸为:
宽度:
高度:
由轮毂宽度并参考键的长度系列,取键长为:
键、轴承和轮毂材料都为钢查表可得
取其平均植,
键的工作长度
键和轮毂键槽的接触高度
则,故合适。
所以选用:
键CGB/T1096-2003
12、确定轴上圆角和倒角尺寸
取轴端倒角为,各轴肩处圆角半径为2。
二、中间轴的设计
因为高速轴的小齿轮与中速轴的大齿轮相啮合,故两齿轮所受的、、都是作用力与反作用力的关系,则大齿轮上所受的力为
中速轴小齿轮上的三个力分别为
轴的最小直径显然是安装轴承处,为使轴承便于安装,且对于直径的轴有一个键槽时,应增大5%-7%,然后将轴径圆整。
(1)初选滚动轴承7008AC,则其尺寸为:
故用挡油环定位轴承,故段右边有一定位轴肩,故低速级小齿轮与箱体内壁距离为16,与箱体内壁距离为8,故左边挡油环长为24,则
(2)低速级小齿轮轮毂为95,即取两齿面的距离为8,即
(3)右边也用挡油环定位轴承和低速级大齿轮,故。
段轴长略短与其齿轮毂长,又毂长为55,故取
、、各有一定位轴肩,故依次可取
(4)计算可得
6、轴上零件的周向定位
低速级大齿轮的轴采用普通平键A型连接。
其尺寸为齿轮与轴的配合为,滚动轴承与轴的周向定位是过渡配合保证的,此外选轴的直径尺寸公差为。
图一
7、求两轴承的计算轴向力和
由齿轮中计算得,
算得
所以
8、求轴承的当量动载荷和
9、求该轴承应具有的额定载荷值
10、弯矩图的计算
。
则即
。
表4
11、按弯扭合成应力校核轴的强度
前已选定轴的材料为45钢,调质处理,查表可得,,故安全。
12、键的选择和校核
一般的8级以上精度的齿轮有空心精度要求,应选用平键连接,由于齿轮不在轴端,故选用圆头普通平键(A型)
取键长,
键GB/T1096-2003
13、确定轴上圆角和倒角尺寸
取轴端倒角为,各轴肩处圆角半径见365页……
三、低速轴的设计
因为高速轴的小齿轮与中速轴的大齿轮相啮合,故两齿轮所受的、、都是作用力与反作用力的关系,则
轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径,为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相配合,且对于直径的轴有两个键槽时,应增大10%-15%,然后将轴径圆整,故取。
并选取所需的联轴器型号
联轴器的计算转矩,查表可得,考虑到转矩变化小,故取
其公称转矩为。
半联轴器的孔径,长度,半联轴器与轴配合的毂孔长度
①为了满足半联轴器安装的轴向定位要求,Ⅰ-Ⅱ轴段右端需制出一轴肩,故Ⅱ-Ⅲ段的直径。
②查手册99页,选用型弹性柱销联轴器L
③初选滚动轴承7051AC,则其尺寸为
故左边轴承安装处有挡油环,取其长度为20mm,
④挡油环右侧用轴肩定位,故可取
⑤取齿面与箱体内壁距离轴承座距箱体内壁距离为。
用挡油环对齿面定位时,为了使油环可靠的压紧齿轮,段应略短于轮毂宽度,故取所以取
⑥齿轮左侧用轴肩定位,取则,轴换宽度,取。
⑦由装配关系可确定
⑧计算得,,。
齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用普通平键型连接。
轴与齿轮连接采用平键,L=70,齿轮轮毂与轴的配合为。
同样半联轴器与轴连接,采用键。
半联轴器与轴的配合为。
滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合保证的,此外选轴的直径尺寸公差为。
7、轴上齿轮所受切向力,径向力,轴向力
,。
8、求两轴承所受的径向载荷和
图三
9、求两轴承的计算轴向力和
10、求轴承的当量动载荷和
对于轴承1,
对于轴承2,
因轴承运转载荷平稳,按表13-6,,取
则。
11、求该轴承应具有的额定载荷值
预期寿命故合格
12、弯矩图的计算
.
弯矩为0
.
AB段弯矩为0
BC段:
表5
13、按弯扭合成应力校核轴的强度
14、键的选择和校核
选键型为普通平键(A)根据,从表6-1中查得键的截面尺寸为:
宽度=25,高度。
取键长。
键轴和毂的材料都是钢,有表6-2查得许用挤压应力,取平均值。
键的工作长度,键与轮毂键槽的接触高度,故选取键A:
GB/T1096-2003
7、确定轴上圆角和倒角尺寸
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