高速轴的设计尺寸

高速轴的设计尺寸1.选用材料，确定许用应力材料选用45钢，正火处理。查表8-1，材料强度极限600aBMPσ；查表8-2可知118107A，按式（8-2）可得335.4336d118107mm20.919.0mmn986.39PA（～）～考虑到轴上得双键槽，直径应增大7%，则22.420.3d,取20dmm2.轴的结构设计(1)装带轮段估算36dmmⅠ，60LmmⅠ(小带轮的口径为38，高速轴的第一轴径装大带轮，由手册查得dⅠ，1.75d360mmLⅠⅠ)(2)装左端轴承端盖段Ⅰ的右端需配合轴肩,故Ⅱ段40dmmⅡ,根据轴承端盖装拆及便于对轴承添加润滑脂得要求,L41mm,Ⅱ(3)装轴承段轴的直径应结合所选轴承确定选用深沟球轴承,查手册初定为6009型轴承,其尺寸为d457516DB,取45dmmⅢL18mm,(mm+620616mmⅡ外伸2轴承宽）(4)轴肩考虑到与中速轴的配合d50mm105mmLⅣⅣ，(5)齿轮段d48mmⅤ，为考虑到定位可靠，LⅣ应小于轮毂（2-3）mm，所以58mmLⅤ(6)齿轮右端定位段齿轮右端用套筒定位,直径d45mmⅥ,L20mm,(2mm+mm+4mm12mmⅥ深向挡油环外伸2箱体外伸套筒）(7)轴承段按6009轴承对定位轴肩高度的要求,取d45mm,16mmLⅦⅦ轴上零件得周向固定齿轮,半联轴器与轴得周向固定均采用平键联接。同时为了保证齿轮与轴有良好得对中性，由20Idmm，故采用H7/j6配合（由机械课程设计简明手册表7-16）总轴长604118105602016320LLLLLLLⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦ3.按许用弯曲应力校核轴的强度(1)作出轴得计算简图ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦ10×8×2510×8×25φφφφφφφ1.(2)求作用在齿轮1上的力齿轮1分度圆直径165.25dmm411at225.2610161265.25tantan201612608coscos15.10tan1612tan15.10435tnrtTFNdFFNFFN作用在带轮上的作用力为1304.153FN从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面Ⅲ是轴的危险截面截面，现将计算出的截面ⅢJ处的XYMMMⅢⅢ的值列于下表。载荷水平面X-Y垂直面Z-Y支反力F1213571665NXNXFNFN12245363NZNZFNFN弯矩M51421.0430109.657010XXMNmmMNmmⅢⅢ41423.5280102.105410ZZMNmmMNmmⅢⅢ总弯矩501.043210NmmM2251195408(35280)2.1796810NmmM2242(96570)210544.108410NmmM扭矩T45.2610TNmm已知轴的材料为45钢，正火处理，600aBMPσ，查表8-3，材料强度极限155abMPσ，由于转矩由变化，按脉动考虑，取0.6。440.65.26103.15610TNmmNmm(6)求出当量弯矩，作出当量弯矩图受力分析图水平面受力及弯矩图M垂直面受力及弯矩图M合成弯矩图转矩图当量弯矩图(7)校核轴的长度受载荷最大得剖面在齿轮中间平面处，此剖面虽有键槽，但仍可以近似用30.1Wd计算5332.201019.9550.10.148eeeMMMPaMPaMPaWd校核结果：1ebσ，剖面强度满足要求(8)轴承的校核对深沟球轴承，由式（8-4）知径向基本额定载荷1660()10PrhtfPnCLf由表8-23查得6009深沟球轴承基本额定载荷21rCkN,查表8-14得1tf，查表8-15得1Pf,对球轴承，3，将以上有关数据带入上式，得136160986.8921000()110hPL2320PN故在规定条件下，6009轴承可承受的最大载荷为2320N，大于轴承实际承受得载荷1665N,所选轴承适合（9）键的校核由表5-73得1108(5.0.3.3)bhtt，倒角0.250.4r，键长25Lmm，36mmdⅠ，d48mmⅤ强度校核，由公式324252.6107.3h836(6010)pTMPald324252.6107.2838(5810)pTMPahld小于许用强度120150pMPa，所以键符合要求