轴的设计计算

第四章：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HB?240。 4.1.2：初步估算轴的直径：

dmin?A03P n根据选用材料为45钢，A0的范围为126~103，选取A0值为120，高速轴功率P?7.81kW，n?500r/min， 代入数据：

dmin?120?37.81?41.85.mm 500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

45mm，长为78mm。

（2）密封段：

密封段与油封毡圈50JB/ZQ4406?1997配合，选取密封段长度为

60mm，直径为50mm。

（3）齿轮段：

此段加工出轴上齿轮，根据主动轮B?70mm，选取此段的长度为

100mm，齿轮两端的轴颈为12.5mm，轴颈直径为63mm。

（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B?25mm,端轴颈直径为60mm，长度左端为30mm和右端为28mm。 （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5mm，槽深为2mm。 （7）倒角：

根据推介值（mm）：d?30~50，C取1.5或1.6。 d?50~80，C取2。

输入轴的基本尺寸如下表：

名称 左端 轴颈 退刀槽 齿轮段 退刀槽 右端 轴颈 密封段 外伸段 长度l1?30 l2?5 l3?100 l4?5 l5?28 l6?60 l7?78 （mm） 直径 d1?55 d2?51 d3?63 d4?51 d5?55 d6?50 d7?45 （mm）

输入轴的结构图：

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：

2TI2?149.17Ft???4589.85N

d20.065（2）作用于齿轮上的径向力：

Fr?Fttan20o?4589.85tan20??1491.33N

（3）计算在水平面上的反力：

FNV1?FNV2?Fr1491.33??745.67N 22

（4）计算在垂直面上的反力：

FNH1?FNH24.2.3：计算弯矩：

Ft4389.85???2294.93N

22

（1）计算水平面上的弯矩：

MV1?FNV1?L1?745.67?67.5?503.33N?m MV2?FNV2?L2?745.67?67.5?503.33N?m

MV?MV1?MV2

（2）计算垂直面上的弯矩：

MH1?FNH1?L1?2294.93?67.5?1549.08N?m MH2?FNH2?L2?2294.03?67.5?1549.08N?m

MH?MH1?MH2

（3）计算合成弯矩：

M1?MV12?MH12?503.332?1549.082?1628.80N?m

M2?MV22?MH22?503.332?1549.082?1628.80N?m

M?M1?M2

（4）计算转矩：

PI9550?7.81T?9550??149.17N?m

nI500（5）计算截面当量弯矩：

2M?M??αT?2?1628.802??0.6?149.17?2?1632.89N?m

取应力校正系数??0.6。 （6）绘制输入轴的载荷分析图：

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