输入花键轴和花键设计校核

第1页/共5页第1页/共5页第四部分轴的设计与校核4.1输入花键轴设计与校核4.1.1材料、性能参数选择以及输入花键轴的设计计算(1)已经确定的运动学和动力学参数假设转速min/900rn；轴所传递的扭矩mmNT31018.3(2)轴的材料选择:因为花键轴齿轮左端同样是和花键齿轮啮合，所以由表选用45（调质），根据材料主要性能表查得：抗拉强度极限MPab640，屈服强度极限MPas355，弯曲疲劳极限MPa2751，剪切疲劳极限MPa1551，屈服许用弯曲应力为MPa601(3)根据机械设计手册式12.3-1计算轴的最小直径：3min5Td根据表12.3-2取MPa35代入数据得：mmTd69.73531805533min(4)因为轴上有花键，所以采用增大轴径的方法来增加轴的强度。根据选用的轴承为94276/TGB深沟球轴承16003，根据轴承标准件查的其轴径是17mm，长度是7mm；借鉴双踏板设计，此处的定位右边是利用矩形花键的外轴径定位，左端是定位是箱体孔，采用过盈配合夹紧。矩形花键长度是57.5mm，为了便于加工与左端轴承的配合，直接将左端轴承处一起加工，总长为64.5mm。根据所选用的花键为420166BDdN，其轴径为20mm，，右端为94276/TGB深沟球轴承16005，所以它的轴径为25mm长度为8mm，定位是靠右端大轴花键828246BDdN的长度为7mm，有段突出部分轴径12mm，长度也是12mm，最后轴的设计总长为98.5mm。其中齿轮定位采用弹性挡圈定位。至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。轴段12345直径(mm)1228252017长度(mm)127864.574.1.2输入花键轴二维图标注和三维图如下：第2页/共5页第2页/共5页4.1.3输入花键轴的校核（1）最小轴径校核公式MPaMPadWT3538.914.31216318016πT33minmax满足条件，所以设计合理。（2）进一步校核轴的的强度，其中轴向力不考虑，径向力求解NdTFt57.1135631802222NFFtr49.32786.0364.057.113costan122这里两个锥齿轮的设计是一模一样的，具有变向的作用，所以俩锥齿轮的力都是32.49N，由于该径向力所产生的弯矩很小，故此处不用考虑，仅需校核扭转强即可。此处需要校核两花键部分。右边花键:124216.62032364641614.33180324MPaDdDdDNBdMWMl右第3页/共5页第3页/共5页左边花键：124299.12832524642414.33180324MPaDdDdDNBdMWMl右同样满足强度。（3）最后校核轴的扭转刚度，根据公式：mIlTLGpiiizi/)(11037.514式中：T—轴所受的扭矩，mmN；G—轴的材料的剪切弹性模量，MPa,对于45钢，4101.8G；Ip—轴截面的极惯性矩，4mm,对于圆轴，324dIpL—阶梯轴受扭矩作用的长度，mm；Ti、li、Ipi—分别代表阶梯轴第i段上所受的扭矩、长度和极惯性矩；z—阶梯轴受扭矩作用的轴段数。轴的扭转刚度条件为：对于一般传动轴，可取m/)(15.0m/)(经计算轴的扭转刚度满足要求。4.1.4花键的校核左边花键是和内外花键齿轮套相配合，并且可以自由滑动，一直在工作的工作长度是34mm，而且花键采用的是中系列，其中主要配合是：1011411102077166dHaHfHBDdN第4页/共5页第4页/共5页计算它的名义切向力为：NdFmt3.3532/162031802T2名可以求出它的单位载荷，mmNlzFWt/73.13463.353名（1）齿面压应力：MPahWwH865.0273.1计算齿面许用压应力:MPaKKKKSubH5.1195.115.175.14.16404321计算结果HH,满足要求。（2）齿根弯曲应力的计算公式：MPaShWFwF30.1473.126622按照设计手册，计算齿根许用弯曲应力为：MPaKKKKSFbF26.815.115.175.10.26404321计算结果FF,设计安全。（3）齿根剪切应力的校核：mmDdDKdddk6.17204165.016MPadTkm97.26.1714.33180161633MPaF63.40226.81因为Fm，所以满足条件。（4）扭转与弯曲强度校核：MPamFav14.597.2303222许用应力：MPaKKKKSFbv26.815.115.175.126404321计算结果vv，因此安全。第5页/共5页第5页/共5页（5）静连接静应力校核：MPaZhldTmF15.118342675.0318022计算得知MPaF6401所以设计满足要求。又因为右边花键是用花键套连接，其连接方式是：1011811102877246dHaHfHBDdN采用同样的方法校核，也是满足强度要求的。