轴的计算

图9-1

（1） 横轴1整体规划设计为空心轴

a 求轴上的转矩T及功率P

初选轴1的外径D=73mm，内径d=53mm，负载为F=3500 N

FD转矩T1==127.75 N.m

2功率P1=

T1n19.55=1872.77 W

b 轴的结构设计

根据轴向和周向定位要求将轴设计为阶梯轴，两端用轴承及轴承座固定于机架

c初步选定球面轴承

因轴承所受轴向力较小，受径向力较大，选用球面轴承 d 轴的强度校核

轴1承受弯矩和扭矩作用，计算公式如下：

ca=(M2T2)4()[1] （9-1） W2W式中：ca------轴的计算应力，Mpa; M ------轴所受的弯矩，N.mm;

T ------轴所受的扭矩，N.mm;

W------轴的抗弯截面系数，mm3,可由表查得； 经过计算和查表轴1的计算数据如下： M=2450000N.mm T=127750N.mm W=27854 mm3

45钢弯曲疲劳极限[1]=255Mpa

=0.3

带入公式9-1得

ca=88Mpa[1]

因此轴是安全的。 （2） 轴2的设计

轴2要承受较大的弯矩设计为空心轴

a 初选外径D=60mm,内径d=42mm,负载F=3500N b 轴的结构设计

根据轴向和周向定位要求将轴设计为阶梯轴，两端用轴承及轴承座固定于机架

c. 初选球面轴承

因轴承所受轴向力较小，受径向力较大，选用球面轴承 d.轴的强度校核

轴2只承受弯矩作用计算公式如下：

Mca=[1] （9-2）

W经过计算和查表轴2的计算数据如下： M=2450000N.mm W=16413 mm3

45钢弯曲疲劳极限[1]=255Mpa 带入公式9-2得：

ca=149.27Mpa[1]

因此轴是安全的。 （3） 轴3的设计

轴3设计为实心轴

求轴上的扭矩T及功率P a 初选直径d=35mm,F=1750N

FD扭矩T==30.625 N.m

2功率P1=

Tn9.55=320.68W

b 轴的结构设计

根据轴向和周向定位要求将轴设计为阶梯轴，两端用连杆固定于轴

1上，连杆与轴3连接处使用轴瓦 c 轴的强度校核

轴3承受弯矩和扭矩作用，计算公式如下：

ca=(M2T2)4()[1] （9-3） W2W式中：ca------轴的计算应力，Mpa;

M ------轴所受的弯矩，N.mm;

T ------轴所受的扭矩，N.mm;

W------轴的抗弯截面系数，mm3,可由表查得； 经过计算和查表，轴3的计算数据如下： M=542500N.mm T=30625 N.mm W=4287.5 mm3

45钢弯曲疲劳极限[1]=255Mpa

=0.3

带入公式9-3得

ca=126.55Mpa[1]

因此轴是安全的。