軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課件

軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（習(xí)題課）1-軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（習(xí)題課）1-本習(xí)題課包含三部分一、單級(jí)齒輪軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以單級(jí)圓柱齒輪減速器為例，手繪設(shè)計(jì)。二、軸的安全系數(shù)校核計(jì)算所設(shè)計(jì)減速器輸出軸的安全系數(shù)。三、軸承的壽命校核

計(jì)算輸出軸上支撐軸承的壽命。四、其它減速器軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)2-本習(xí)題課包含三部分一、單級(jí)齒輪軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2-試設(shè)計(jì)低速軸設(shè)計(jì)題目3-試設(shè)計(jì)低速軸設(shè)計(jì)題目3-由前面設(shè)計(jì)可知：

（1）裝配簡(jiǎn)圖（2）軸：P2＝2.22KW，n2＝89.2rpm（T2＝237679Nmm）（3）齒輪：b2＝55mmd2＝225.58mmβ＝15°21′32″（4）鏈輪寬：b＝52mm（5）鏈輪壓軸力：Q＝3699N4-由前面設(shè)計(jì)可知：4-一、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5-一、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5-6-6-（一）選材料、軸承潤(rùn)滑密封方式1、材料:45調(diào)質(zhì)查手冊(cè)：σb＝650MPaσs＝360MPa

7-（一）選材料、軸承潤(rùn)滑密封方式7-2、軸承潤(rùn)滑及密封：因?yàn)辇X輪的圓周速度V＝V1＝V2＝1.01m/s<2m/s所以軸承采用→脂潤(rùn)滑→氈圈密封。1234568-2、軸承潤(rùn)滑及密封：1

1、軸的結(jié)構(gòu)外形如上圖2、軸的長(zhǎng)度尺寸：（與箱體尺寸，齒輪，鏈輪有關(guān)）齒輪寬度：b2＝54mm、齒輪側(cè)邊與內(nèi)壁距離：a＝10～15mm（取12mm）箱體壁厚：δ≥8mm（取10mm）軸外伸長(zhǎng)度：l≥10mm（取15mm）、加工留量：△＝3～5mm（取4mm）、扳手空間：M12，C1＝18mm、C2＝16mm軸承端蓋厚度：S=1.2δ=12mm鏈輪寬度：b=52mm（二）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9-1、軸的結(jié)構(gòu)外形如上圖2、軸的長(zhǎng)度尺寸：（與箱體尺寸，3、初算軸頸dmin10-3、初算軸頸dmin10-4、軸尺寸（dili）（1）d1，l1初算d'min=35.56與鏈輪孔相配②l1＝b1-(1～3)mm=52-2

=50mm

①d1取d1=36mm12345611-4、軸尺寸（dili）初算d'min=35.5鏈輪軸向定位：d2>密封環(huán)內(nèi)徑（0，2，5，8）r<c<a（定位軸肩）1.5<2<3d2＝42mm⑵d2，l2①d2②l2＝？（待定）12345612-鏈輪軸向定位：d2>密封環(huán)內(nèi)徑（0，2，5，8）r<c<a（裝配方便：d3>d2直徑差為1～3mm（非定位軸肩）軸承內(nèi)徑（0，5）①

d3d3＝45mm⑶d3，l3②l3＝？（待定）12345613-裝配方便：d3>d2①d3d3＝45mm⑶d3d3＝45mm查軸承型號(hào)6209：B＝19mm，D＝85mm，S＝10mm擋油環(huán)與軸承座孔配合寬度10～15mm，取為12mm擋油環(huán)與探出內(nèi)壁1～2mm，取為2mm

LSΔC1C2

δ（L2和L3的確定）B12a12314-d3＝45mm查軸承型號(hào)6209：LS裝配方便：d4>d3直徑差為1～3mm（非定位軸肩）⑷d4，l4

②l4：l4=b2－（1～3）＝54－1＝53mmd4＝48mm

①d412345615-裝配方便：d4>d3⑷d4，l4

②l5：l5＝a－（1～4）＝12－4＝8mmr<c<a1.5<2<2.5d5＝d4+5＝53mm①d5：⑸d5，l5定位軸肩12345616-②l5：l5＝a－（1～4）＝12－4＝8mmr<c<⑹d6，l6①d6：d6＝d3＝45mm

②l6：l6＝B+（10～15）+（1～4）＝19+12+4=35mm12345617-⑹d6，l6①d6：d6＝d3＝45mm②二、軸的安全系數(shù)校核18-二、軸的安全系數(shù)校核18-（三）強(qiáng)度校核1、支點(diǎn)、受力點(diǎn)確定按比例作圖、量出支點(diǎn)及力作用點(diǎn)距離：L1＝77.5mm、L2＝L3＝60.5mm19-（三）強(qiáng)度校核1、支點(diǎn)、受力點(diǎn)確定19-2、求受力點(diǎn)力，支反力20-2、求受力點(diǎn)力，支反力20-21-21-3、畫彎矩扭矩圖水平面彎矩圖：22-3、畫彎矩扭矩圖水平面彎矩圖：22-垂直面彎矩圖：23-垂直面彎矩圖：23-合成彎矩圖、扭矩圖：24-合成彎矩圖、扭矩圖：24-4、危險(xiǎn)剖面①應(yīng)力大（彎矩M大、有扭矩T、軸徑d?。趹?yīng)力集中（過(guò)盈配合、鍵槽、過(guò)渡圓角）選在接近截面A（A附近）25-4、危險(xiǎn)剖面25-5、校核安全系數(shù)26-5、校核安全系數(shù)26-27-27-28-28-最后取過(guò)盈配合的應(yīng)力集中系數(shù)帶入安全系數(shù)計(jì)算公式：29-最后取過(guò)盈配合的應(yīng)力集中系數(shù)帶入安全系數(shù)計(jì)算公式：29-三、軸承的壽命校核30-三、軸承的壽命校核30-（由上面軸的設(shè)計(jì)知）已知：⑴n2＝89.2rpm⑵RHA＝－5926N，RHB＝1432NRVA＝RVB＝1054NFA＝579N

（3）dA＝dB=45mm（4）載荷平穩(wěn)試校核軸承31-（由上面軸的設(shè)計(jì)知）已知：⑴n2＝89.2rpm（3）dA（一）軸承型號(hào)

d＝45mm→6209軸承C＝31500NC0＝20500Nε＝3查手冊(cè)32-（一）軸承型號(hào)C＝31500Nε（二）當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷P1、軸承的徑向反力R33-（二）當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷P33-2、當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷P1）軸承A：RA34-2、當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷P34-2）B軸承（RB、FA）35-2）B軸承（RB、FA）35-（三）軸承的壽命3）36-（三）軸承的壽命3）36-若選30209軸承（圓錐滾子軸承）C＝67800NY=1.5e=0.4ε＝10/3（一）查手冊(cè)：37-若選30209軸承（圓錐滾子軸承）C＝67800Nε＝（二）當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷的計(jì)算1、內(nèi)部軸向力（S＝R/2Y）38-（二）當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷的計(jì)算1、內(nèi)部軸向力（S＝R/2、軸承軸向力3、當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算1）軸承A2）軸承B39-2、軸承軸向力3、當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算2）軸承B39-3）選最大載荷（三）軸承的壽命40-3）選最大載荷（三）軸承的壽命40-四、其它減速器軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)41-四、其它減速器軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)41-（一）二級(jí)圓柱齒輪減速器42-（一）二級(jí)圓柱齒輪減速器42-43-43-44-44-45-45-46-46-47-47-48-48-此類減速器軸設(shè)計(jì)時(shí)要考慮：1、軸向尺寸要考慮兩個(gè)齒輪的寬度和其間距。2、一般由輸入軸開(kāi)始設(shè)計(jì)，要考慮電機(jī)軸頭直徑與減速器輸入軸頭直徑的尺寸相配問(wèn)題。49-此類減速器軸設(shè)計(jì)時(shí)要考慮：49-（二）蝸桿——圓柱齒輪減速器50-（二）蝸桿——圓柱齒輪減速器50-51-51-52-52-53-53-此類減速器軸設(shè)計(jì)時(shí)要考慮：1、一般由主視圖的輸入軸開(kāi)始設(shè)計(jì)，待設(shè)計(jì)出第一根軸的支承座尺寸后再進(jìn)行俯視圖上其它兩個(gè)周的設(shè)計(jì)。2、俯視圖的第二根軸的設(shè)計(jì)時(shí)，箱體的內(nèi)壁要考慮到內(nèi)部支承座所占據(jù)的空間。54-此類減速器軸設(shè)計(jì)時(shí)要考慮：54-（三）同軸二級(jí)圓柱齒輪減速器55-（三）同軸二級(jí)圓柱齒輪減速器55-56-56-57-57-此類減速器軸設(shè)計(jì)時(shí)要考慮：1、一般由俯視圖上開(kāi)始設(shè)計(jì)。2、在確定箱體內(nèi)壁距離時(shí)候，要留出充分的空間來(lái)容留下內(nèi)部的兩個(gè)軸承座。58-此類減速器軸設(shè)計(jì)時(shí)要考慮：58-（四）圓錐——圓柱齒輪減速器59-（四）圓錐——圓柱齒輪減速器59-60-60-61-61-62-62-此類減速器軸設(shè)計(jì)時(shí)要考慮：1、一般由俯視圖來(lái)開(kāi)始設(shè)計(jì)，定好第一根軸的兩個(gè)支點(diǎn)見(jiàn)的跨距。2、在第二根軸設(shè)計(jì)時(shí)，內(nèi)壁一般可按照第一根軸才軸向?qū)ΨQ來(lái)設(shè)計(jì)，其位置設(shè)計(jì)可能出現(xiàn)兩種確定方法，一種是按照大齒輪輪轂間隔一定距離定出一側(cè)內(nèi)壁，然后對(duì)稱畫出另一側(cè)內(nèi)壁，另一種是留有一定空間位置后確定小齒輪的位置，然后根據(jù)小齒輪的位置定出一側(cè)的內(nèi)壁位置，之后，對(duì)稱的定出另一側(cè)內(nèi)壁位置。63-此類減速器軸設(shè)計(jì)時(shí)要考慮：63-本部分設(shè)計(jì)完成！64-本部分設(shè)計(jì)完成！64-軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（習(xí)題課）65-軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（習(xí)題課）1-本習(xí)題課包含三部分一、單級(jí)齒輪軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以單級(jí)圓柱齒輪減速器為例，手繪設(shè)計(jì)。二、軸的安全系數(shù)校核計(jì)算所設(shè)計(jì)減速器輸出軸的安全系數(shù)。三、軸承的壽命校核

計(jì)算輸出軸上支撐軸承的壽命。四、其它減速器軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)66-本習(xí)題課包含三部分一、單級(jí)齒輪軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2-試設(shè)計(jì)低速軸設(shè)計(jì)題目67-試設(shè)計(jì)低速軸設(shè)計(jì)題目3-由前面設(shè)計(jì)可知：

（1）裝配簡(jiǎn)圖（2）軸：P2＝2.22KW，n2＝89.2rpm（T2＝237679Nmm）（3）齒輪：b2＝55mmd2＝225.58mmβ＝15°21′32″（4）鏈輪寬：b＝52mm（5）鏈輪壓軸力：Q＝3699N68-由前面設(shè)計(jì)可知：4-一、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)69-一、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5-70-6-（一）選材料、軸承潤(rùn)滑密封方式1、材料:45調(diào)質(zhì)查手冊(cè)：σb＝650MPaσs＝360MPa

71-（一）選材料、軸承潤(rùn)滑密封方式7-2、軸承潤(rùn)滑及密封：因?yàn)辇X輪的圓周速度V＝V1＝V2＝1.01m/s<2m/s所以軸承采用→脂潤(rùn)滑→氈圈密封。12345672-2、軸承潤(rùn)滑及密封：1

1、軸的結(jié)構(gòu)外形如上圖2、軸的長(zhǎng)度尺寸：（與箱體尺寸，齒輪，鏈輪有關(guān)）齒輪寬度：b2＝54mm、齒輪側(cè)邊與內(nèi)壁距離：a＝10～15mm（取12mm）箱體壁厚：δ≥8mm（取10mm）軸外伸長(zhǎng)度：l≥10mm（取15mm）、加工留量：△＝3～5mm（取4mm）、扳手空間：M12，C1＝18mm、C2＝16mm軸承端蓋厚度：S=1.2δ=12mm鏈輪寬度：b=52mm（二）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)73-1、軸的結(jié)構(gòu)外形如上圖2、軸的長(zhǎng)度尺寸：（與箱體尺寸，3、初算軸頸dmin74-3、初算軸頸dmin10-4、軸尺寸（dili）（1）d1，l1初算d'min=35.56與鏈輪孔相配②l1＝b1-(1～3)mm=52-2

=50mm

①d1取d1=36mm12345675-4、軸尺寸（dili）初算d'min=35.5鏈輪軸向定位：d2>密封環(huán)內(nèi)徑（0，2，5，8）r<c<a（定位軸肩）1.5<2<3d2＝42mm⑵d2，l2①d2②l2＝？（待定）12345676-鏈輪軸向定位：d2>密封環(huán)內(nèi)徑（0，2，5，8）r<c<a（裝配方便：d3>d2直徑差為1～3mm（非定位軸肩）軸承內(nèi)徑（0，5）①

d3d3＝45mm⑶d3，l3②l3＝？（待定）12345677-裝配方便：d3>d2①d3d3＝45mm⑶d3d3＝45mm查軸承型號(hào)6209：B＝19mm，D＝85mm，S＝10mm擋油環(huán)與軸承座孔配合寬度10～15mm，取為12mm擋油環(huán)與探出內(nèi)壁1～2mm，取為2mm

LSΔC1C2

δ（L2和L3的確定）B12a12378-d3＝45mm查軸承型號(hào)6209：LS裝配方便：d4>d3直徑差為1～3mm（非定位軸肩）⑷d4，l4

②l4：l4=b2－（1～3）＝54－1＝53mmd4＝48mm

①d412345679-裝配方便：d4>d3⑷d4，l4

②l5：l5＝a－（1～4）＝12－4＝8mmr<c<a1.5<2<2.5d5＝d4+5＝53mm①d5：⑸d5，l5定位軸肩12345680-②l5：l5＝a－（1～4）＝12－4＝8mmr<c<⑹d6，l6①d6：d6＝d3＝45mm

②l6：l6＝B+（10～15）+（1～4）＝19+12+4=35mm12345681-⑹d6，l6①d6：d6＝d3＝45mm②二、軸的安全系數(shù)校核82-二、軸的安全系數(shù)校核18-（三）強(qiáng)度校核1、支點(diǎn)、受力點(diǎn)確定按比例作圖、量出支點(diǎn)及力作用點(diǎn)距離：L1＝77.5mm、L2＝L3＝60.5mm83-（三）強(qiáng)度校核1、支點(diǎn)、受力點(diǎn)確定19-2、求受力點(diǎn)力，支反力84-2、求受力點(diǎn)力，支反力20-85-21-3、畫彎矩扭矩圖水平面彎矩圖：86-3、畫彎矩扭矩圖水平面彎矩圖：22-垂直面彎矩圖：87-垂直面彎矩圖：23-合成彎矩圖、扭矩圖：88-合成彎矩圖、扭矩圖：24-4、危險(xiǎn)剖面①應(yīng)力大（彎矩M大、有扭矩T、軸徑d?。趹?yīng)力集中（過(guò)盈配合、鍵槽、過(guò)渡圓角）選在接近截面A（A附近）89-4、危險(xiǎn)剖面25-5、校核安全系數(shù)90-5、校核安全系數(shù)26-91-27-92-28-最后取過(guò)盈配合的應(yīng)力集中系數(shù)帶入安全系數(shù)計(jì)算公式：93-最后取過(guò)盈配合的應(yīng)力集中系數(shù)帶入安全系數(shù)計(jì)算公式：29-三、軸承的壽命校核94-三、軸承的壽命校核30-（由上面軸的設(shè)計(jì)知）已知：⑴n2＝89.2rpm⑵RHA＝－5926N，RHB＝1432NRVA＝RVB＝1054NFA＝579N

（3）dA＝dB=45mm（4）載荷平穩(wěn)試校核軸承95-（由上面軸的設(shè)計(jì)知）已知：⑴n2＝89.2rpm（3）dA（一）軸承型號(hào)

d＝45mm→6209軸承C＝31500NC0＝20500Nε＝3查手冊(cè)96-（一）軸承型號(hào)C＝31500Nε（二）當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷P1、軸承的徑向反力R97-（二）當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷P33-2、當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷P1）軸承A：RA98-2、當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷P34-2）B軸承（RB、FA）99-2）B軸承（RB、FA）35-（三）軸承的壽命3）100-（三）軸承的壽命3）36-若選30209軸承（圓錐滾子軸承）C＝67800NY=1.5e=0.4ε＝10/3（一）查手冊(cè)：101-若選30209軸承（圓錐滾子軸承）C＝67800Nε＝（二）當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷的計(jì)算1、內(nèi)部軸向力（S＝R/2Y）102-（二）當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷的計(jì)算1、內(nèi)部軸向力（S＝R/2、軸承軸向力3、當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算1）軸承A2）軸承B103-2、軸承軸向力3、當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算2）軸承B39-