轴的设计计算.

第一节：输入轴的设计

4.1：输入轴的设计：

4.1.1：选取轴的材料和热处理方法：

选取轴的材料为45钢，经过调质处理，硬度。

4.1.2：初步估算轴的直径：

根据选用材料为45钢，的范围为，选取值为120，高速轴功率，，

代入数据：

考虑到轴的外伸端上开有键槽，将计算轴颈增大3%～7%后，取标准直径为45mm。

4.1.3:输入轴的结构设计：

输入轴系的主要零部件包括一对深沟球轴承，考虑到轴的最小直径为45mm，而差速器的输入齿轮分度圆为70mm，设计输入轴为齿轮轴，且外为了便于轴上零件的装卸，采用阶梯轴结构。

（1）外伸段：

输入轴的外伸段与带轮的从动齿轮键连接，开有键槽，选取直径为，长为。

（2）密封段：

密封段与油封毡圈50配合，选取密封段长度为，直径为。

（3）齿轮段：

此段加工出轴上齿轮，根据主动轮，选取此段的长度为，齿轮两端的轴颈为，轴颈直径为。

（4）左右两端轴颈段：

左右两端轴颈跟深沟球轴承6309配合，采用过度配合k6，实现径向定位，根据轴承端轴颈直径为，长度左端为和右端为。

（5）退刀槽：

为保证加工到位，和保证装配时相邻零件的端面靠紧，在齿轮段两端轴颈处加工退刀槽，选取槽宽为，槽深为。

（7）倒角：

根据推介值（mm）：，。

                  ，。

输入轴的基本尺寸如下表：

4.2：输入轴的受力分析：

4.2.1：画出受力简图：

4.2.2：计算支座反力：

（1）作用于齿轮上的圆周力：

（2）作用于齿轮上的径向力：

（3）计算在水平面上的反力：

（4）计算在垂直面上的反力：

4.2.3：计算弯矩：

（1）计算水平面上的弯矩：

（2）计算垂直面上的弯矩：

（3）计算合成弯矩：

（4）计算转矩：

（5）计算截面当量弯矩：

取应力校正系数。

（6）绘制输入轴的载荷分析图：

4.3：判断危险截面和校核：

4.3.1：判断危险截面：

如上计算所得：危险截面位于安装齿轮的位置。

4.3.2按弯扭合成强度校核：

根据轴是单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力为：

式中 ：——轴所受的弯矩，；

       ——轴所受的扭矩，；

       ——抗弯截面系数，，根据截面形状，取；

      ——对称循环变应力时轴的许用弯曲应力，。

前已选定轴的材料为45钢，调质处理，查表得。因此，故安全。

第二节：输出轴的设计

4.1：输出轴的设计：

4.1.1：选取轴的材料和热处理方法：

选取轴的材料为45钢，经过调质处理，硬度。

4.1.2：计初步估算轴的直径：

根据选用材料为45钢，的范围为，选取值为110，低速轴功率，，

代入数据：

考虑到轴的外伸端上开有键槽，将计算轴颈加大3%～7%后，取标准直径为50mm。

4.1.3:输出轴的结构设计：

输出轴系的主要零部件包括一对深沟球轴承，直齿圆柱齿轮和联轴器等，为了便于轴上零件的装卸，采用阶梯轴结构。

（1）外伸段：

设计外伸段与LT9型弹性柱销连轴器配合，以过盈配合作径向定位，且外联轴器的一侧采用轴肩作轴向定位，选取外伸段长为，直径为。

（2）密封段：

设计密封段与油封毡圈55配合，选取密封段直径长度为，直径为。

（3）轴肩段：

轴肩与轴承和从动齿轮作轴向定位，选取轴肩段长为，直径为。

（4）左右两端轴颈段：

左右两端轴颈与12深沟球轴承配合，轴承内圈与轴承采用过度配合k6，实现径向定位，根据轴承端轴颈直径为，长度左端为和右段为。

（5）齿轮配合段：

此段开有键槽，采用圆头普通平键与减速器的从动配合，根据设计的直齿齿轮的齿宽为，为使装配紧实，设计配合段长度为，

直径为。

（6）退刀槽：

为保证加工到位，和保证装配时相邻零件的端面靠紧，在轴肩和右端轴颈处加工退刀槽，选取槽宽为，槽深为。

（8）倒角：

根据推介值（mm）：，。

                  ，。

输出轴的基本尺寸如下表：

4.2：输出轴的受力分析：

4.2.1：画出受力简图：

4.2.2：计算支座反力：

（1）作用于齿轮上的圆周力：

（2）作用于齿轮上的径向力：

（3）计算在水平面上的反力：

（4）计算在垂直面上的反力：

4.2.3：计算弯矩：

（1）计算水平面上的弯矩：

（2）计算垂直面上的弯矩：

（3）计算合成弯矩：

（4）计算转矩：

（6）计算截面当量弯矩：

取应力校正系数。

（7）绘制输出轴的载荷分析图：

4.3：判断危险截面和校核：

4.3.1：判断危险截面：

如上计算所得：危险截面位于安装齿轮的位置。

4.3.2：按弯扭合成强度校核：

根据轴是单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力为：

式中 ：——轴所受的弯矩，；

       ——轴所受的扭矩，；

       ——抗弯截面系数，，根据截面形状，近似计算可忽略键槽，取；

      ——对称循环变应力时轴的许用弯曲应力，。

前已选定轴的材料为45钢，调质处理，查表得。因此，故安全。