轴的设计与校核.docx

3.6轴的设计与校核1）初步计算轴的直径 参照文献3中关于轴的设计部分，根据轴的承载情况，选择扭转强度计算法来计算轴的直径。 （3-4）式中 A系数，此处取120，P电动机功率，Kwn轴的转速，r/min,将相关数据代入式3-4可得 （3-5）因为轴端装联轴器需要开键槽，会削弱轴的强度，而且考虑到轴承受较大的竖直载荷增加10%20%，取轴的直径为70mm。2）各轴段直径的确定如图3-1所示，各轴段直径的确定如图3-1所示，轴段与减速机空心输出轴套装配，并且在接近轴段处装有毛毡弥封圈，故直径=60mm。轴段和轴段上安装轴承，现暂取轴承型号为2215，其内径d=75mm，外径D=130mm，宽度B=31mm，故轴段的直径= =75mm。轴段和轴段的直径为轴承的安装尺寸，查有关手册，取= =85mm。轴段和轴段上安装驱动链轮，考虑到轴段与轴段中间的截面承受的弯矩最大，故在直径上有所增加，现暂定= =90mm。轴段考虑滚筒便于安装拆卸，直径略比轴段和轴段的直径小，取=100mm。 图3-1 驱动轴示意图3） 各轴段长度的确定轴段与减速机空心输出轴套装配，其长度主要决定于减速机和头部壳体之间的安装尺寸，同时还要保证与减速机相配合的部分有足够的长度，从手册中查知减速机的相关安装尺寸要求，现暂取=140mm。轴段与轴段上安装轴承，其长度决定于轴承的安装尺寸，故取=110mm。轴段和轴段的长度主要根据两轴承之间的距离和滚筒在轴向上的安装尺寸来定。考虑到其轴向上密封板、壳体法兰和轴承座等占据的位置，暂取两轴承轴向上的中心距离为590mm，则可以暂取=155mm。轴段、的长度要和驱动链轮一并设计，现暂定=120mm，=40，驱动轴总长为950mm。4) 轴上零件的固定考虑到轴段、处键传递较大的转矩，故轴段与联轴器的配合选用k6；轴段、与驱动链轮的配合选用r6；轴段、与轴承内圈的配合选用r6。与减速机和驱动链轮的联结均采用A型普通平键，分别为键20125 GB/T1095-79及键28110 GB/T1095-79。5) 轴上倒角及圆角轴端倒角245，安装链轮的轴段倒角为2.545，倒圆角为R1.6mm，为方便加工，其它轴肩圆角半径均取为0.6mm。（2）按弯扭合成强度条件计算（估算轴危险截面的直径）将轴的关键部分看成两端铰支的梁，则轴上的受力情况和弯矩如图所示：图3-3 轴的受力简图图中轴粗略长度由提升机约束尺寸得来。其中为轴与单个头轮作用处所受径向力，为单侧轴承所受径向力。即有： NN依弯矩图所示，轴中部所受弯矩最大，其值： 3-17轴受到的扭矩为： 3-18式中 D链轮节圆直径，mm链轮牵引力，N N则依： N根据公式：轴的弯扭合成条件为： 3-19式中 轴的计算应力，；M轴所受的弯矩，Nmm；T轴所受的扭矩，Nmm；对称循环变应力时轴的许用弯曲应力，查机械设计表15-1，取=60；W轴的抗弯截面系数，mm，；折合系数，当扭转切应力为脉动循环变应力时，取。取危险截面的直径为110mm 代入（3-19）得： MPa 故安全。考虑轴与驱动轮之间需要使用帐套连接，故轴径的取值还需考虑帐套的配用，这里选取与之配用的帐套内径120mm，即轴最终的工作直径为120mm。