韶关市职工大学 08数控双高 班 二级斜齿圆柱齿轮减速器的设计 机盖、机座肋板厚度 m,m1 m≈0.85δ, m1≈0.85δ1 7 轴承端盖外径 D2 轴承孔直径+(5~5.5)d3 未填 120(1轴)125(2轴)150(3轴) 轴承旁联接螺栓距离 S 尽量靠近以d1和d3互不干 涉为准, 一般取S=D2 轴承端盖凸缘厚度 t t=(1~1.2)d3=(1~1.2)8 9
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第五章 减速器轴的设计
5.1 轴的概述
5．1．1 轴的功能
轴用于支撑回转零件并传递扭矩。 5．1．2 轴的分类
轴的用途及分类轴的主要功用是支承回转零件及传递运动和动力，按照承受载荷的不同，轴可分为：
心轴─只承受弯矩的轴，如火车车轮轴。 传动轴─只承受扭矩的轴，如汽车的传动轴。 转轴─同时承受弯矩和扭矩的轴，如减速器的轴。
按照轴线形状的不同，轴可分为曲轴和直轴两大类。直轴根据外形的不同，可分为光轴和阶梯轴。轴一般是实心轴，有特殊要求时也可制成空心轴，如航空发动机的主轴。除了刚性轴外，还有钢丝软轴，可以把回转运动灵活地传到不开敞地空间位置。
5.2 高速轴的设计
5.2.1 选择轴的材料
轴的材料主要是碳钢和合金钢，钢轴的毛坯多数用圆钢或锻件，各种热处理和表面强化处理可以显著提高轴的抗疲劳强度。
碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性比较低，适用于一般要求的轴。 合金钢比碳钢有更高的力学性能和更好的淬火性能，在传递大功率并要求减小尺寸和质量、要求高的耐磨性，以及处于高温、低温和腐蚀条件下的轴常采用合金钢。 在一般工作温度下（低于200℃），各种碳钢和合金钢的弹性模量均相差不多，因此相同尺寸的碳钢和合金钢轴的刚度相差不多。 高强度铸铁和球墨铸铁可用于制造外形复杂的轴，且具有价廉、良好的吸振性和耐磨性，以及对应力集中的敏感性较低等优点，但是质较脆。
考虑到该减速器功率不大，高速轴选取 45 号钢，调质，HBS= 230 ； 列出轴的功率，转速，转矩： P??3.81 n??1440 T??25.27kwr/mNm5.2.2 初步计算轴的最小直径
查教科书[3]表14-2，取C=112，得
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P13.8133d?C??112??16mmmin
n11440输入轴的最小直径显然是安装在联轴器处的直径，为了使所选的轴直径与联轴器的孔
相适应，故需同时选取联轴器型号
联轴器的计算转矩 T ca ? K AT I 查表14-1，因转矩变化小，故取KA =1.4
Tca?1.4?25.27?36Nm按照转矩Tca应小于联轴器的公称转矩条件。查标准GB5843-86。根据前选用的电动
机；其轴径为28mm，故选用YL7型凸缘联轴器，轴孔长度L=62mm ，L1=44mm
轴径d=28mm，取轴dmin为28mm 5.2.3 轴的结构设计
ABCDEFG
拟定轴上零件装配方案
A段联轴器配合，故取其长度为44 mm
B段台阶：考虑轴承透盖的轴向尺寸和透盖左端面与联轴器右端面有一定的间隔，取该段长度为60 mm
C段台阶：查教科书[3]左右两段轴颈上安装圆锥滚子轴承，d= 35 mm T≈23 mm damin = 44,a
≈17mm，取 LC= 23mm
D段由于没有配合，长度就要与中间轴相比较，取其长度，中间轴从左端轴承到右端轴承
的距离为190 mm，经计算得出E段长度为50mm，取D段为120 mm
E段为齿轮宽度，LE=50mm
F段台阶:查教科书[3]轴承与箱体内壁之间5mm，斜齿轮端面与箱体内壁之间间隔15 mm取LF= 20 mm
G段台阶：由于轴承配合，因此取轴承宽为长度LG= 23 mm
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轴承支承跨距：L=LC+LD+LE+LF+LG-2a=23+120+50+20+23-2317=202mm 5.2.4 按弯矩合成力校核轴的强度 (1) 绘出轴的受力简图
计算斜齿轮的圆周力径向力和轴向力 151mm 51mm A C LAB=202 mm
LAC= LC-a+LD+LE/2 =23-17+120+50/2=151mm LBC =202-151=51 mm
圆周力 Ft?
RAH= 278N
（2）水平面支撑力
RBH= 823N 151mFt=1101 N 51mm B B 2T2?25270??1101Nd45.92tanantan20??1101??409Ncos?cos11.5?径向力 Fr?Ft轴向力 Fa?Fttan??1101?tan11.5??224N?MB??RAHL?FtLCB??RAH?202?1101?51?0RAH?278N?F?RAH?RBH?Ft?0?RBH?Ft?RAH?1101?278?823N水平面弯矩
MCH?RAHLAC?278?151?41978Nm19
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（3）垂直面 Fa=224N Fr=409N A 151mm 51mm
RAV=78N RBV=362N
B
力矩平衡式
?MB??RAVL?FrLBC?FaRAV?78Nd??RAV?202?409?51?224?45.92/2?02?Y?0?RBV?Fr?RAV?409?78?331N垂直面弯矩
??RAVLAC?78?151?11778NmMCV???RBVLBC?331?51?16881NmMCV在C处的突变值 ???MCV??16881?11778?5103NmMCV集中力偶为
Fad45.92?224??514322可见弯矩突变值等于集中力偶的大小（其微小的差别是由于计算过程中的舍入误差造成的）说明垂直面的计算结果是正确的。 （4）计算C处左右两侧的合成弯矩
（5）计算危险截面的当量弯矩
由弯矩图可见C处是危险截面（其上的内力最大）按照式（14-3）计算该处的当量弯矩（对一般轴可视其扭矩为脉动循环性质，取扭矩校正系数a=0.6 ）
??MCH??MCV??419782?117782?43599NmMC???MCH???MCV???419782?168812?45245NmMC2222可见C处右侧的合成弯矩M”较大,合成弯矩见图
Me?Mc2?(aT)2?452452?(0.6?25270)2?47718Nm（6）计算C处的需要轴径dc
参照表14-1和表14-4得钢调质的轴在对称循环状态下的许用弯曲应力[δ
20
-1]w=