某二級(jí)圓柱齒輪減速器軸的設(shè)計(jì)以及軸承的選擇計(jì)算案例1.1高速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、輸入軸的功率、速度和扭矩轉(zhuǎn)速，功率，扭矩二、在高速斜齒輪軸上力的計(jì)算：計(jì)算圓周力： （2-41）計(jì)算徑向力： （2-42）計(jì)算軸向力： （2-43）三、初步估算軸的最小直徑：材料選用號(hào)鋼。硬度讀數(shù)A0=112 （2-44）計(jì)算軸的最小直徑并增加5%以考慮鍵槽的影響， （2-45）四、軸段設(shè)計(jì)：（1）軸的確定：軸上軸承可以在兩邊加載，如下圖所示，套筒定位。圖2.1高速軸查書可以知道聯(lián)軸器應(yīng)該選用彈性套筒柱銷式，型號(hào)，輸入軸和半聯(lián)軸器相連，因此。半聯(lián)軸器輪轂總長(zhǎng)度（J型軸孔），與軸配合的輪轂孔長(zhǎng)度為。（2）確定每個(gè)軸段的直徑和長(zhǎng)度：:配合軸頸，取。取長(zhǎng)為。：取。取。:取。去：過渡軸定1位套筒高度，取此段軸的長(zhǎng)：這一段是齒輪軸段取長(zhǎng)度。：過渡軸段，取段軸的長(zhǎng)：軸承套筒軸，寬度，，取。軸上零件的軸向定位可以用平鍵連接半聯(lián)軸器與軸。按，取截面b×h=6mm×6mm用鍵槽銑刀加工鍵槽，取長(zhǎng)度30mm。選擇相匹配。軸承和軸過盈配合，取軸的直徑公差。4）確定軸上的圓角和倒角尺寸取的軸端倒角，臺(tái)肩圓角R取五、求軸上載荷（1）畫軸的受力簡(jiǎn)圖此時(shí)已經(jīng)可以確定的支點(diǎn)位置，且7205交流角接觸球軸承參數(shù)，。軸為支撐梁的軸承跨度:。如下所示為彎矩圖扭矩圖。圖2.2彎矩扭矩圖（1）支反力 （2-46） （2-47） （2-48） （2-49） （2-50）（2）彎矩M （2-51） （2-52） （2-53）（3）總彎矩 （2-54） （2-55）扭矩T 現(xiàn)將計(jì)算出的截面C處的、及的值列于下表。表2-3載荷水平面垂直面支反力彎矩總彎矩扭矩六、軸的強(qiáng)度校核扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力為脈動(dòng)周期可變應(yīng)力，取，則軸的計(jì)算應(yīng)力如下: （2-56） （2-57）所選軸的材料為45鋼，調(diào)節(jié)過程由第八版“機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)”[1]中的表15-1控制。因此，可知安全。1.2中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中間軸上的功率 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)矩 二、力的分析高速級(jí)斜齒輪上：圓周力： 徑向力： 軸向力： 低速級(jí)齒輪的力： （2-58）三、預(yù)選的直徑:硬度為的檢查表采用根據(jù) （2-59）考慮鍵槽的影響，加大3%的軸最小直徑 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定軸的結(jié)構(gòu)方案：如下圖圖2.3中間軸（2）確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度：:支撐軸，選軸承7205AC。取,內(nèi)圈直徑；全長(zhǎng)取。：支撐軸頸，安裝齒輪。直徑取。且。:取，直徑取。：支撐臺(tái)銷。取直徑軸長(zhǎng)應(yīng)小于轂長(zhǎng)，取，：選7205AC角接觸球軸承。寬度取,直徑；取軸長(zhǎng)。（3）軸上零件的軸向排列軸定位采用平鍵連接。按，b×h=8mm×7mm鍵槽用長(zhǎng)度為的銑刀制作。軸采用平鍵連接。按，b×h=12mm×8mm，長(zhǎng)為。齒輪輪轂和軸之間的配位被選擇為，以確保螺旋齒輪和軸之間對(duì)準(zhǔn)的良好。這里選擇軸的直徑容差作為。（4）確定軸上圓角與倒角尺寸段的肩部圓角取半徑為，倒角為，其他軸段肩部圓角半徑為。1.3低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、低速軸功率、速度與扭矩功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩二、預(yù)選在齒輪受到的力： 三、軸最小直徑的初步估算：硬度，預(yù)選， 該直徑必須與配合的開口相符，所以要第一個(gè)選取配合。聯(lián)軸器扭矩，查書可以知道，選取，所以 選用彈性套銷聯(lián)軸器，型號(hào)為L(zhǎng)T7?？讖?，半連接轂的全長(zhǎng)（J型軸孔），與軸組合的輪轂孔長(zhǎng)度為，A型鍵槽。因此選取軸段1的直徑為。四、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：（1）確定軸的結(jié)構(gòu)方案：其結(jié)構(gòu)初始設(shè)定如下圖所示。圖2.4低速軸:直徑取?？傞L(zhǎng)取。:連接軸體，取。取寬度40mm，取總長(zhǎng)。與:支撐軸頸，安裝軸承。高度取h=4.5mm，直徑。選6011號(hào)軸承。寬度取，套筒?？傞L(zhǎng)。：連結(jié)軸，確保高度,?。狠S向固定，取直徑寬度。取。要求齒輪嚙合和定位要求，可參考中間軸長(zhǎng)、：支撐軸頸。取。齒寬，使（3）零件的軸向定位軸用平鍵連接，因?yàn)榻孛嫒。I槽銑刀加工鍵槽，長(zhǎng)。軸也用平鍵連接，因?yàn)?，截面取，長(zhǎng)度為43mm，鍵槽銑刀加工鍵槽。所以，讓聯(lián)軸器和軸的對(duì)準(zhǔn)良好，選擇的聯(lián)接。確保齒輪和軸之間的對(duì)準(zhǔn)良好，齒輪輪轂和軸被選為。通過過盈的配合確保圓周的定位。選擇的軸直徑容差。校核方法和前文所寫一樣。1.4軸承選擇和計(jì)算一、高速軸的軸承選擇與壽命校核已知：軸承預(yù)期計(jì)算壽命：，軸的轉(zhuǎn)速為進(jìn)行受力分析 （2-60） （2-61） （2-62） （2-63） （2-64） （2-65）、、、為左右軸承的水平、鉛垂徑向的載荷；、為徑向載荷。(3)求兩軸承的計(jì)算軸向力和軸承的軸向產(chǎn)生的力，得，。則： （2-66） （2-67）按式13-11得 求當(dāng)量載荷、 （2-68） （2-69）插入徑向、軸向載荷系數(shù)對(duì)軸承1 對(duì)軸承2 因?yàn)樵谳S承運(yùn)行期間負(fù)載變化很小，故左右軸承當(dāng)量動(dòng)載荷為： （2-70） （2-71）得出，驗(yàn)算受力大?。? （2-72）因此，軸承能夠滿足要求。二、確定中間軸的軸承。高速級(jí)從動(dòng)斜齒輪上的力： 低速級(jí)主動(dòng)直齒輪上的力： 三、低速軸的軸承選擇與壽命校核經(jīng)過前面的計(jì)算可以知道低速