轴的设计计算

七、轴的设计计算

(1) 高速轴的设计高速轴上的功率、转速和转矩

(2) 作用在轴上的力

已知高速级齿轮的分度圆直径为d =mm ，根据《机械设计》（轴的设计计算部分未作说明皆查此书）式(10-14)，则

3

2119.8

2/2426.3398.7510tan tan 202426.33913.89cos cos15tan 2426.33tan15650.13t t n r

a t F T d

N

F F N

F F N αββ-⨯==

=⨯︒==⨯=︒

==⨯︒= N F p 1622=

(3) 初步确定轴的最小直径

的最小直径。选取轴的材料为45钢。根据表15-3，取C=113,于是得

3min 11316.19d C mm === 轴上存在两个键槽，加大10%

min 1.117.81d mm ⨯=

标准的轴的直径有20、22、24、25、28等 故

min 20d mm =

第一、首先确定个段直径

A 段：1d =20mm 由最小直径算出）

B 段：2d =25mm ，根据油封标准，选择毡圈孔径为25mm 的

C 、G 段：3d =30mm ，与轴承（圆锥滚子轴承30206）配合，取轴承内径

D 段：4d =36mm ， 设计非定位轴肩取轴肩高度h=3mm

E 段：5d =45.58mm ，将高速级小齿轮设计为齿轮轴，考虑依据《课程设

计指导书》p116

F 段：6d =36mm, 设计非定位轴肩取轴肩高度h=3mm 第二、确定各段轴的长度

A 段：1L =*20=32mm,圆整取1L =30mm

B 段：2L =54mm ，考虑轴承盖与其螺钉长度然后圆整取54mm

C 、G 段：3L =31mm, 与轴承（圆锥滚子轴承30206）配合,加上挡油盘长度

（参考《减速器装配草图设计》p24）3L =B+△2+2=16+10+2=31mm

F 段：mm 86=L ，6L =△2-2=10-2=8mm E 段：mm 505=L ，齿轮的齿宽m m 501=B

D 段：4L =90mm, 考虑各齿轮齿宽及其间隙距离，箱体内壁宽度减去箱体内

已定长度后圆整得4L =90mm 轴总长L=30+54+31*2+8+90=244mm

轴段编

长度（mm）直径（mm）配合说明号

A3020与V带轮键联接配合

B5425定位轴肩

与滚动轴承30306配合，套筒C、G3130

定位D9036定位轴，长度未定

E50与小齿轮键联接配合

2、轴Ⅱ的设计计算

1）、按齿轮轴设计，轴的材料取与高速级小齿轮材料相同，40Cr ，调质处理，查表15-31，取C=113 2）初算轴的最小直径

mm 78.25352

03

.6100d 33

0min =⨯=⋅≥n p A 因为带轮轴上有键槽，故最小直径加大10%，min d =27.325mm 。根据减速器的结构，轴Ⅱ的最小直径应该设计在与轴承配合部分，初选圆锥滚子轴承

30206，故取min d =30mm

首先，确定各段的直径

A 段:1d =30mm,与轴承（圆锥滚子轴承30206）配合 F 段：6d =30mm ，与轴承（圆锥滚子轴承30206）配合

E 段：5d =38mm ，非定位轴肩

B 、D 段：2d =50mm, 非定位轴肩，与齿轮配合

C 段：3d =75mm, 齿轮轴上齿轮的分度圆直径

然后确定各段距离：

A 段： 1L =28mm, 考虑轴承（圆锥滚子轴承30207）宽度与挡油盘的长度

B 段：2L =8mm,根据轴齿轮到内壁的距离及其厚度

C 段：3L =75mm,根据齿轮轴上齿轮的齿宽

E 段：5L =50mm, 根据高速级大齿轮齿宽减去2mm （为了安装固定）

F 段：6L =36mm ，考虑了轴承长度与箱体内壁到齿轮齿面的距离 D 段：4L =7mm,由轴Ⅰ得出的两轴承间距离（不包括轴承长度）S=174mm 减

去已知长度 得出

3、轴Ⅲ的设计计算

输入功率P=,转速n =119r/min,T=460300Nmm 轴的材料选用40Cr （调质），可由表15-3查得0A =110

所以轴的直径: min d 3

0n

P

A =。因为轴上有两个键槽，故最小直径加大12%，

d=45mm。

min

由表(机械设计课程设计指导书)选联轴器型号为LH3轴孔的直径

d=45mm长度L=84mm

1

轴Ⅲ设计图如下：

首先，确定各轴段直径

A段:

d=55mm, 与轴承（圆锥滚子轴承30211）配合

1

B段:

d=60mm,非定位轴肩,h取2.5mm

2

C段:

d=72mm,定位轴肩，取h=6mm

3

D段:

d=68mm, 非定位轴肩，h=6.5mm

4

E段:

d=55mm, 与轴承（圆锥滚子轴承30211）配合

5

F段:

d=50mm,按照齿轮的安装尺寸确定

6

G段:

d=45mm, 联轴器的孔径

7

然后、确定各段轴的长度

A段:

L=36m,由轴承长度，△3，△2，挡油盘尺寸

1

B段:

L=64mm，齿轮齿宽减去2mm，便于安装

2

C段:

L=8mm, 轴环宽度，取圆整值

3

根据轴承（圆锥滚子轴承30212）宽度需要D段:

L=58mm,由两轴承间距减去已知长度确定

4

E段:

L=29mm, 由轴承长度，△3，△2，挡油盘尺寸

5

F段:

L=65mm, 考虑轴承盖及其螺钉长度，圆整得到

6

G段:

L=84mm,联轴器孔长度

7