轴设计校核

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0A=120，得mm515.272.2120nd330PA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mm5.5305.151dmin。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mm55d12，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说明装联轴器轴段1-212d=55与半联轴器的内孔配合，故取55mm定位轴承段2-323d=60放置端盖处，故取115mm轴承段3-434d=70选用深沟球轴承6012，其孔径为70mm装链轮段4-545d=80与链轮轮毂内孔配合轴环段5-656d=90链轮的轴向定位自由锻6-767d=80轴承的左端轴向定位轴承段3-478d=70选用深沟球轴承6012，其孔径为70mm（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/mm说明装联轴器轴段1-212l=84与联轴器配合定位轴承段2-323l=40考虑轴上零件安装的，取40mm轴承段3-434l=50选用的轴承宽为20mm，考虑密封情况取50mm装链轮轴段4-545l=30该段长度由链轮轮毂宽决定轴环段5-656l=15用来定位自由锻6-767l=80结构决定轴承段7-878l=50选用的轴承宽为20mm，考虑密封情况取50mm3.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12d由《机械设计》查得平键尺寸801016lhb，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251422lhb，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：mN7645.272.295509550nPTKNTFt9.7193.07642d2KNFFt9.7r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：tNHNHFFF211505521NHNHFF计算得：KNFNH78.51,KNFNH12.22。水平面的最大弯矩1M=mmKNFNH5.317551垂直面受力分析得：rNVNVFFF211505521NVNVFF计算得：KNFNV78.51,KNFNV12.22。垂直面的最大弯矩2M=mmKNFNV9.317551总弯矩为M：mmKNMMM43.3382221垂直面的最大弯矩2M=mmKNFNV9.317551总弯矩为M：mmKNMMM43.3382221进行校核时通常只校核轴上承受最大弯矩额地方，可以看出轴的第二个键槽中心截面C（即与链轮配合处）受扭矩最大，为危险截面，应对它进行扭应力强度较核：垂直面的最大弯矩2M=mmKNFNV9.317551总弯矩为M：mmKNMMM43.3382221进行校核时通常只校核轴上承受最大弯矩额地方，可以看出轴的第二个键槽中心截面C（即与链轮配合处）受扭矩最大，为危险截面，应对它进行扭应力强度较核：][)(122WTMca（4-7）式中mm764N5.272.295509550nPT；根据《机械设计》课本表15-4得：dtdbtW23)(32d已知：d=80mm、b=16mm、t=6mm。计算得：dtdbtW23)(32d5231042.408.0071.0006.0016.0-3208.0根据《机械设计》课本表15-1、轴调质处理得：Mp60][1计算得：][p89.121042.427646.042.338)(15-222MWTMca）（由此可知强度符合要求，设计合理。