轴的计算

机械设计基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器2010最新设计设计计算内容计算及说明结果及依据

轴的设计计

算与校核

5.1Ⅰ轴的尺寸设计

5.1.1Ⅰ轴的材料和热处理的选择

轴的设计计算与校核：

不论何种具体条件，轴的结构都应满足：轴和装在轴上的零

件要有准确的位置；轴上零件应便于装拆和调整；轴应具有良好

的制造工艺性等。

按承载性质，减速器中的轴属于转轴。因此，一般在进行轴

的结构设计前先按纯扭转对轴的直径进行估算，然后根据结构条

件定出轴的形状和几何尺寸，最后校核轴的强度。这里因为从动

轴为Ⅱ轴，故只对Ⅱ轴进行强度的校核，对两根轴进行尺寸的设计

计算过程。

具体步骤如下：

1、电动机轴的材料选择、热处理方式，许用应力的确定。

选择45钢正火。硬度达到170~217HBS,抗拉强度

b

δ=600MPa，屈服强度

e

δ=355MPa。[

b1-

δ]=55MPa

2、初步计算各轴段直径

《机械设计基

础》教材P241

表14—1

《机械设计基

础》教材

表14—2

C=110

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5.1.2Ⅰ轴几何尺寸的设计计算

（1）计算d 1，按下列公式初步计算出轴的直径，输出轴的功率P

和扭矩T

1 6.359P MPa = 162.605.T N m =

最小直径计算（查《机械设计基础》教材表15—3 取 c=110）

1331 6.35911020.587970

p d c mm n ≥=⨯=

考虑键槽

1.0320.58721.20d mm >⨯=

选择标准直径 124d mm =

（2）计算2d

'

2111122(0.07~0.1)27.4~28.8d d a d d mm =+=+⨯⨯=

1d =35mm

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因2d 必须符合轴承密封元件的要求，经查表，取2d =30mm ； （3）计算3d

'

32(1~5)31~35d d mm mm =+=，

且3d 必须与轴承的内径一致，圆整3d =35mm ，初选轴承型号为6207,查附表可知，B=17mm ，D=72mm ，25.5,15.2r C kN C kN α==；

（4）计算4d '43(1~5)36~40d d mm mm =+=，为装配方便而加大直径，

应圆整为标准直径，一般取0，2，5，8尾数，取4d =40mm ；

（5）计算5d

'

5

444422(0.07~0.1)45.6~48d d a d d mm =+=+⨯⨯= 取 5d =50mm ； （6）计算6d

6335d d mm ==，同一轴上的轴承选择同一型号，以便减少轴

承座孔镗制和减少轴承类型。

电动机轴各阶梯轴直径列表如下：

名称 1d

2d 3d 4d 5d

d

直径（mm ） 24

30

35 40 50

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3、计算轴各段长度 （1）计算1L

半联轴器的长度l=52mm ，为保证轴端挡圈只压在半联

轴器上，而不压在轴的端面上，故第一段的长度应比l 略短一些，取

1L =50mm;

（2）计算2L

m e l L ++=12 轴承端盖采用凸缘式轴承端盖，取mm d e mm l 6.92.1,2031===，其中d 3为螺钉直径M8，由轴

承外径D=72mm ，查表，取d 3=7mm ，

轴承

轴承B c c B L m -∇-+++=-∇-=3213)8~3(δ 式中，δ为箱体壁厚，取δ=8mm ，

取轴旁连接螺栓的直径为10mm ，查得mm c mm c 14,1621==；

由于轴承的轴颈直径和转速的乘积＜（1.5~2）×105，故

轴承采用脂润滑，取 3∇ =9mm ，

所以 m=8+16+14+8-9-17=4mm, 所以 m e l L ++=12=20+8.4+4=32.4mm ，

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取

2L =33mm ；

（3）计算3L

32321712.510241.5mm L B =+∇+∇+=+++=轴承，

式中，2∇为大齿轮端面至箱体内壁距离，应考虑两个齿轮的宽度差，两齿轮的宽度差为5mm ，取小齿轮至箱体内壁的距离为10mm ，则

mm B B 5.1225

102

大轮

小轮小22=+

=-+

∇=∇

取 L 3=45mm （4）计算4L

4265263L b mm =-=-=大齿轮;

（5）计算5L

544

1.4 1.4(0.07~0.1)1.44 5.6L b a d mm

===⨯=⨯=取L 5=6

（6）计算6L

6235-L 171510636L B mm =+∇+∇=++-=轴承；

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5.2Ⅱ轴（输出

轴）的尺寸设计和强度校核

5.2.1Ⅱ轴的材料和热处理的选择

各段轴长度列表如下:

名称 1L

2L 3L 4L 5L 6L

L

长度/mm

50 33 45 63 6 36

尺寸设计部分具体步骤如下：

1、电动机轴的材料选择、热处理方式，许用应力的确定。

选择45钢正火。硬度达到170~217HBS,抗拉强度 b δ=600MPa ，屈服强度e δ=355MPa 。[b 1-δ]=55MPa

3、

初步计算各轴段直径