齿轮箱轴设计计算.doc

轴的结构设计及计算
一， 轴一的设计
1. 轴上的功率P，转速n和转矩T
P=2.996KW n=576r/min T=49.673N.m
2. 求一号齿轮上的力
因已知分度圆直径所以：则 Fr1=1505.2424N Ft1=547.863N
3. 初步确定最小直径
先按公式15-2初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45号钢，调制处理。根据表15-3取A0=110，根据实际工作条件A0增大5%于是得：
4. 轴的结构设计
（1） 拟定轴的零件的装配方案：见装配图其其简图如下

（2） 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径
1） 由于齿轮直径较小故制成齿轮轴齿轮段CD长度有齿轮宽度决定为66mm，AB,EF段安装轴承考虑到齿轮距箱体内壁的距离以及与其余轴的关系AB=29，EF=29，GH段由于安装带轮，根据所选带轮确定GH=65，直径为最小。
2） 初步选择滚动轴承。因轴承承受大部分为径向力，受轴向力较小，故选择价格低廉的深沟球轴承，根据AB直径，由轴承产品目录中初步选取0游隙组，，标准精度级的单列球轴承6208，其尺寸可查指导手册，右端距齿轮的距离较大故制出轴肩，轴承采用润滑脂润滑，
（3） 轴的轴向定位
见上图，
（4） 轴上圆角和倒角尺寸的确定
参考表15-2
5求轴上的载荷
首先根据上图作出轴的受力简图

载荷
水平
垂直
支反力Fn
Fnt1=680.258N Fnt2=202.459N
Fnr1=428.158N Fnr2=93.5N
带轮径向力Fp
Fp=1430.58N

弯矩
133759.25MPa
0
总弯矩
133759.25 MPa
扭矩T
49.673 MPa
5. 按照弯扭合成应力校核轴的强度
进行校核时只校核最大弯矩的截面中的数据，由于轴为单向旋转，为脉动循环变应力，取a=0.6，轴的计算应力：总弯矩M=Mr2+Mv2=129409.07 N·m<133759.25 N·m
由公式σ=0.6T2+M20.1d3=4.8MPa<σ=60 MPa

前面已经选定轴的材料，查表15-1查得最大极限应力为60MPa。故安全。