I轴的设计计算

轴的设计计算1.I轴的设计计算：1.输入轴上的功率P1，转速n1和转矩T1P1=3.68Kwn1=1440r/minT1=24.44N.m2.求作用在齿轮上的受力小齿轮分度圆直径mmmzdn38.3548'4912cos5.123cos11，20n，489412。NNdTFt4.13650358.044.2422111，NNFFntr7.509489412cos20tan4.1365costan11,NNFFta0.311489412tan4.1365tan11；3.若初步确定轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表15-3，取0A=112(以下轴均取该值),于是得mmmmnPAd31.15144068.311233110min，输入轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径d1.为了使所选的轴直径d1与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器型号.联轴器的计算转矩Tca=KAT1,查表14-1,考虑到转矩的变化很小,故取KA=1.3,则，mNTkTACA72.3144.243.11查《机械设计手册》，选用LX1型弹性柱销联轴器，其公称转矩为250N·ｍ。联轴器的孔径d=16mm，故取联轴器长度L＝42mm，联轴器与轴配合的毂孔长度L1=30mm。1）确定轴上零件的装配方案2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度（1）l1为与联轴器轮毂配合的部分，可知l1=28mm。为满足半联轴器的轴向定位要求，1-2轴段右端需制处一轴肩，轴肩高度,故取2段的直径d2=18mm。（2）初步选择滚动轴承。因同时承受径向力和轴向力的作用，故用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求，并根据d2=18mm，由轴承产品中初步选取0基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承30204轴承，其尺寸为144720BDd，故d3=d7=20mm,。基本额定动载荷KNCr2.28.基本额定静载荷KNCr5.30，da=26mm，Da=44mm，轴段7的长度与轴承宽度相同,故取B=l7=14mm（3）轴段4上安装齿轮,为便于齿轮的安装,d4应略大与d3,可取d4=23mm。齿轮左端用套筒固定,为使套筒端面顶在齿轮左端面上,即靠紧,轴段4的长度l4应比齿轮毂长略短,若毂长与齿宽相同,已知齿宽b=40,故取l4=38。齿轮右端用肩固定,由此可确定轴段5的直径,轴肩高度,取d5=28mm,l5=1.4h,故取l5=4mm，为减小应力集中,并考虑右轴承的拆卸,轴段6的直径应根据30204的圆锥滚子轴承的定位轴肩直径da确定,即d6=da=26mm.（4）取轴承盖的总宽度为15mm，根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖和外端面联轴器右端面的距离为l=20mm，所以l2=35mm。（5）取齿轮端面与机体内壁间留有足够间距,取mm16，b为齿轮宽度，取轴承上靠近机体内壁的端面与机体内壁见的距离S=8mm。故mmlslmmlbsBl20)(43)(56433)轴上零件的轴向定位齿轮、联轴器与轴的轴向定位均采用平键连接。按d4=23mm，由表6-1查的平面截面mmmmhb78，键槽选择键槽铣刀加工，长为32mm，同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为67nH；联轴器与轴的轴向定位采用平键连接。按d1=16mm，由表6-1查的平面截面mmmmhb55，键槽选择键槽铣刀加工，长为22mm，，联轴器轮毂与轴的配合为67kH。滚动轴承与轴的轴向定位由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。4）取小齿轮齿宽中间为力的作用点，由机械手册知该轴承所对应的a=11.2mm，则可得mmLmmLmmL8.46,8.49,2.603214.轴的受力分析1)画轴的受力简图２）计算支承反力在水平面上NFFFtHH7.68224.1365221在垂直面上NLLdFLFFMarv9.3038.468.49238.350.3118.467.5092,032312故NFFFvrv8.2059.3037.50912总支承反力NFFFvH3.7479.3037.6822221211NFFFvH0.7138.2057.6822222222１）画弯矩图mmNLFMMHHH5.339988.497.6822121mmNLFMvv2.151348.4992.303211mmNdFLFMavv.6.96322212故mmNMMMvH8.372142.151345.339982221211mmNMMMvH7.353366.96325.3399822222224）画转矩图5)按弯扭合成应力校核轴的强度载荷水平面H垂直面V支反力F682.7NFFH2H1205.8NF303.9N,FV2V1弯矩Wmm33998.5NMMH2H1mmN6.6329M,2.15134Mv2v1mmN总弯矩mmNM8.372141mmNM7.353362扭矩TmmNT244403根据式（15-5）及上表中的数据，轴的单项旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取α=0.6。轴的计算应力MPaMPaWTMca87.32231.0244406.037214322212查表15-1得MPa601，因此1ca，故安全。