轴设计校核

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4.3 升降轴的设计

升降轴是升降电机动力通过链轮输入的一段，它的结构如下图：

图4-2 轴的结构图

1. 估算轴的基本直径

选用45钢，热处理方式为调质处理，由《机械设计》课本表15-3查得

取A0=120，得

d?A03P2.2?120?3?51mm n27.5所求为轴的最细处，即装联轴器处（图5-2）。但因此处有个键槽，故轴颈应增大5%，即dmin?51?1.05?53.5mm。

为了使所选的直径与联轴器孔径相适应，故需同时选择与其相适应的联轴器。

由《机械设计课程设计》课本查得采用凸缘联轴器，其型号选为YLD10,取与轴配合的的半联轴器孔径55mm，故轴颈d12?55mm，与轴配合长度84mm。 2. 轴的结构设计

（1）初定各段直径，见表4-1

表4-1 升降轴各段直径位置轴颈/mm 说明装联轴器与半联轴器的内孔配合，故取55mm d12=55 轴段1-2 定位轴承放置端盖处，故取115mm d23=60 段 2-3 轴承段 d34=70 选用深沟球轴承6012，其孔径为70mm 3-4 装链轮段与链轮轮毂内孔配合 d45=80 4-5 轴环段链轮的轴向定位 d56=90 5-6 自由锻轴承的左端轴向定位 d67=80 6-7 轴承段 d78=70 选用深沟球轴承6012，其孔径为70mm 3-4

（2）确定各段长度，见表4-2

表4-2 升降轴各段长度位置轴段长度说明 /mm 装联轴器轴段与联轴器配合 l12=84 1-2 定位轴考虑轴上零件安装的，取40mm l23=40 承段2-3 轴承段选用的轴承宽为20mm，考虑密封情况l34=50 3-4 取50mm 装链轮轴段4-5 轴环段 5-6 自由锻 6-7 轴承段 7-8 l45=30 l56=15 l67=80 l78=50 该段长度由链轮轮毂宽决定用来定位结构决定选用的轴承宽为20mm，考虑密封情况取50mm 3. 轴上零件的周向固定

半联轴器的周向定位均采用平键连接，按d12由《机械设计》查得平键尺寸

b?h?l?16?10?80，长为80mm，半联轴器与轴的配合代号为H7/k6。同样，链轮毂与轴连接处，选用平键为b?h?l?22?14?25，为保证链轮与轴的周向固定，故选择链轮轮毂与轴的配合代号为H7/k6。 4. 考虑轴的结构工艺性

考虑轴的结构工艺性，轴肩处的圆角半径R值为2.5，轴端倒角c=2mm；为便于加工，链轮和半联轴器处的键槽布置在同一轴面上。

4.4 升降轴的强度校核

1. 轴的受力分析

轴的力学模型如下图：

根据升降传动轴的受力情况，此轴主要受扭矩作用。（1）求出轴传递的扭矩：

P2.2T?9550?9550??764N?mn27.5

Ft?2T2?764??7.9KNd0.193

Fr?Ft?7.9KN

图4-3 轴的载荷分析图

求轴上的作用力：水平面受力分析得：