轴的结构设计范例

四、低速轴系的结构设计

1、根据轴的工作条件，选择材料及热处理方法，确定许用应力，由（二）（三）已算得从动齿轮转速n 2=71.7r/min 。齿轮分度圆直径d 2=360mm 。选用45号钢调质。查①表11－1得抗拉强度MPa 650b =σ，查①表11－9得许用弯曲应力[]MPa 60b 1=-σ。

2、按扭转强度估算最小直径

由（二）知，P 2=3.87kw ，T 2＝516.1N.m

查①表11－5取A=110，按①式（11－3）计算得：

mm 57.417

.7187.3110n P A d 33

2==≥ 考虑轴和联轴器用一个键联接，故将轴放大5％并取标准值，即取d=45mm 。

3、轴的结构设计

（1）将轴设计成阶梯轴，按T=516.1N.m ，从②查用TL8型弹性联轴器，孔径为45mm ，长L=112mm ，与轴头配合长度为84mm 。取轴头直径为45mm ，故靠近轴头的轴身直径为52mm ，轴颈直径取55mm 。轴两端选用6011型轴承，轴承宽度B=18mm ，外径D=90mm 。轴承由套筒和轴肩实现轴向定位，圆角r=1mm 。取齿轮轴头直径为60mm ，定位环高度h=5mm ，其余圆角r=1.5mm ，挡油盘外径取D=89mm 。

（2）在（三）已经求得轮毂长为90mm ，因此轴头长度为88mm ，轴颈长度与轴承宽度相等为18mm ，齿轮两端与箱体内壁间距离各取15mm ，由于转速较低，故轴承用润滑脂，所以轴承端面与箱体内壁距离取10mm 。这样可定出跨距为158mm 。伸出箱体的轴段长度取44mm 。为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上，应将头长度取短一些，故取轴头长度为75mm 。

3、由于是单级齿轮减速器，因此齿轮布置在中央，轴承对称布置，齿轮与轴环、套筒实现轴向定位，以平键联接及选用过渡配合H7/n6实现周向固定。齿轮轴头有装配锥度，两端轴承分别以轴肩和套筒实现轴向定位，采用过盈配合k6实现周向固定。整个轴系以两端轴承盖实现轴向定位，联轴器以轴肩、平键和选用过渡配合H7/k6实现轴向定位和周向固定。

4、草图如下：

五、高速轴的设计

由前面已求得：n 1=286.57r/min d 1=90mm ，轮毂长95mm ，P 1=4.03KW 1、 选 用45钢，调质。按扭转强度估算最小直径，查①表11-5取A=110 按①式（11-3）计算得：

mm n P A d 55.2657

.28603.411033

11==≥ 因轴头直径最小且有键、与带轮联接，故将轴放大0.5d ，即d=27.88mm ，按①11-3取整

d=28mm 。