二级减速器箱体尺寸如何确定

3.2　轴的设计计算

当减速器箱外传动零件V带等传动和减速器箱内齿轮等传动零件设计计算完成后，就可对支承减速器箱内齿轮等传动零件的轴进行设计。由于轴的设计不仅与传动零件有关，还与箱体、箱盖等的尺寸有关。而箱体、箱盖等尺寸的确定一方面与箱体的结构形式有关，还与齿轮、轴承等的润滑等有关，所以轴设计要比V带传动、齿轮传动等的设计复杂。轴的设计可按《机械设计基础》教材上叙述的方法进行，也可参考［1］→【轴】。一般说来轴设计的步骤是：①选择轴的材料和热处理；②初步估算轴的最小直径；③轴的结构设计；④轴的强度校核；⑤绘制轴的零件图。

适合做轴的材料很多，但在减速器设计中，轴的材料一般用45号钢，并进行调质或正火处理。45号钢正火处理后其硬度为170～217HBS，调质处理后其硬度为217～255HBS。对于重要一些的轴，轴的材料可选用40Cr等合金钢，并进行调质处理。40Cr调质处理后其硬度为≤207HBS（当毛坯直径≤25mm时），或241～286HBS（当毛坯直径≤100mm时）。

初步估算轴的最小直径可用公式：

式中：P——轴传递的功率（kW）；

　　　n——轴的转速（r/min）；

　　　C——与轴所用材料有关的常数。

当轴的材料用45号钢时，C＝118～106；当轴的材料用40Cr钢时，C＝106～98。按式（3－1）计算的直径，当开一个键槽时，轴径应增大5％，然后进行圆整。

由于要使减速器各部分能协调地工作，轴的结构设计不仅仅要考虑轴的本身，而且跟轴直接或间接的有关零件也要考虑进去。为此要计算出减速器箱座、箱盖等相关零件的尺寸，这些尺寸的计算可参考第4章4.2节“减速器箱体的结构及设计”。当这些尺寸算出来后，轴结构图可按照第6章6.2节中叙述的方法，用AutoCAD、CAXA等机械绘图软件在计算机上进行绘制。

在轴的强度校核中，轴上各受力点间相互尺寸的确定，可以按《机械设计基础》课程中轴一章中所讨论的那样，用计算的方法来确定，但这有一定的麻烦。由于现在轴结构设计是在计算机上用相关的绘图软件完成的，所以可以使用绘图软件中的捕捉及标注尺寸等的功能，很方便地将这些尺寸确定出来。这些尺寸的值与用计算方法得到的值是一样的。在计算机上绘制完成并将受力点间尺寸确定出来的轴结构设计图如图3.43所示。

图3.43

轴的结构设计完成后，轴的强度校核可按《机械设计基础》教材上叙述的轴的强度校核方法进行，也可在计算机上按［1］→【常用设计计算程序】→【轴设计计算】的方法完成。

如果轴的强度校核不是用软件完成的，而是按《机械设计基础》教材上叙述的方法进行的，则轴的受力图、弯矩图、合成弯矩图、当量弯矩图等也可在使用CAXA等相关的绘图软件在计算机上绘制，绘制好后，可按第8章8.2节中叙述的方法，将这些图形放入设计计算说明书中，如图3.44所示。

图3.44