轴设计计算和轴承计算模板(实例)
【轴设计计算】
计算项目 计 算 内 容 及 过 程 计算结果 1. 选择材料 该轴没有特殊的要求,因而选用调质处理的45号钢,可以查得45号钢,调质处
的其强度极限。(表12-1) 理,
,650MPa
按扭转强度估算输出端联轴器处的最小直径,根据表12-11, 2. 初估轴径 按45号钢,取C,110;
根据
公式
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(12-2)有: d1=55mm
由于在联轴器处有一个键槽, 轴径应增加5,,49.57+49.57
× 5,=52.05(mm);为了使所选轴径与联轴器孔径相适应,需要同HL4弹性联轴器
时选取联轴器。 Tc=K?T2=1.3×874.2=1136.46?Tn查手册(课程设Tn=1250 N?m
计P238),选用HL4弹性联轴器J55×84/Y55×112GB5014-85。故取[n]=4000r/min
联轴器联接的轴径为d1=55mm。 l =84mm 3. 结构设计 根据齿轮减速器的简图确定轴上主要零件的布置图(如图所示)和
轴的初步估算定出轴径进行轴的结构设计。
齿轮的一端靠轴肩定位,另一端靠套筒定位,装拆、传力均较为方(1)轴上零件便;两端轴承常用同一尺寸,以便于购买、加工、安装和维修;为了的轴向定位 便于拆装轴承,轴承处轴肩不宜过高(轴肩高h?0.07d ),故左端轴
承与齿轮间设置两个轴肩,如下页图所示。
齿轮与轴、半联轴器与轴、轴承与轴的周向定位均采用平键联接及(2)轴上零件过盈配合。根据设计手册,并考虑便于加工,取在齿轮、半联轴器处的周向定位 的键剖面尺寸为b×h=18×11,(查表7-3)配合均采用H7/k6;滚动
轴承内圈与轴的配合采用基孔制,轴的尺寸公差为k6,如图所示。
轴径:从联轴器开始向左取ф55(联轴器轴径)d1; d1=55mm
d2 ?ф63 (55+2×0.07 d1=62.7;取标准值,表12-10) d2=63mm
d3?ф65 (轴颈,查轴承内径)(轴承) d3=65mm
d4 ?ф75 (取,65的标准值) (齿轮) d4=75mm
d5 ?ф85 (75+2×0.07 d4,85.5;取整数值) d5=85mm
d6?ф74 (查轴承7213C的安装尺寸da) d6=74mm (3)确定各段d7?ф65(轴颈,同轴两轴承取同样的型号)d7, d3 d7=65mm 轴径直径和长 B=23mm 度 轴长:取决于轴上零件的宽度及他们的相对位置。半联轴器与轴配a,15mm
合长度 =84mm,为使压板压住半联轴器,取其相应的轴长为s=5mm
l1=82mm;选用7213C轴承,其宽度为B=23mm;齿轮端面至箱体壁B3,50mm
间的距离取a,15mm;考虑到箱体的铸造误差,装配时留有余地,b=16 mm
取滚动轴承与箱体内边距s=5mm;轴承处箱体凸缘宽度,应按箱盖l1 =82mm
与箱座联接螺栓尺寸及结构要求确定,暂定:该宽度B3,轴承宽,l2
(0.08,0.1)a,(10,20)mm,取为50mm;轴承盖厚度取为20mm;=16+21+(50-5-23)
轴承盖与联轴器之间的距离取为b=16 mm;已知齿轮宽度为 =59mm
B2=80mm,为使套筒压住齿轮端面,取其相应的轴长为78mm。 l3 =23+5+15+2
根据以上考虑可确定每段轴长,并可以计算出轴承与齿轮、联轴器间 =45mm
的跨度。 l4 =80-2=78mm
L=80+2×15+2×5+2×(23/2)=143mm l5 =10mm
L1= 58+82/2+23/2=111.5mm l6 =10mm
l7 =23mm
L=143mm
L1=111.5mm (4)考虑轴的 考虑轴的结构工艺性,在轴的左端与右端均制成2×45º倒角; 结构工艺性 左端支撑轴承的轴径为磨削加工,留有砂轮越程槽;为便于加工,齿
轮、半联轴器处的键槽布置在同一母线上,并取同一剖面尺寸。
先作出轴的受力计算图(即力学模型)如图中(a)所示,取集中载
荷作用于齿轮及轴承的中点。
4. 强度计算
(略)
【轴承计算】
已知一单级圆柱齿轮减速器中,相互啮合的一对齿轮为渐开线圆柱直齿轮,传动轴轴颈直径为,55mm,d转速n,1450rpm,拟采用滚动轴承,轴承所承受的径向载荷Fr=2400N,外传动零件传递给轴的轴向载荷为 Fa,520N,载荷平稳,工作温度正常要求预期寿命25000h,试确定轴承型号。 计算项目 计算过程 计算结果
1.选择轴依题意,轴承主要承受径向载荷且转速较高,故选用深沟球轴承 深沟球轴承 承类型
2.预选型因d,55mm,预选轴承6211,查轴承手册知:基本额定动载荷Cr,预选轴承号、查参数43.2kN,基本额定静载荷C0r,29.2kN 6211
(P228) ,43.2kN Cr、C0rCr
C0r,
29.2kN 3.计算当Fa/C0r,0.018,用内插法由表12-16知, P,2494N 量动载荷P 判断系数e,0.20
Fa/Fr,0.22>e,由表12-16查得X,0.56,Y,2.211,由表12-14知
fp,1,由公式 P,f(XF,YF)pra
知,2494N P
4.计算轴ft,1,由公式12-12知轴承寿命Lh,59737h 查表12-13取温度系数
承受命Lh 选用6211轴
承合适
且接近于预期寿命,故选用6211轴承合适。
5.说明 也可以用公式12-13计算实际动载荷C’, C’,
32422N
选择6211轴
故选择6211轴承合适。 承合适