【正文】 322 2 1 6 6 7 4 0 1 3 8 9 . 5240ta n ta n 2 01 3 8 9 . 5 5 2 1 . 2 2c o s c o s 1 4ta n 1 3 8 9 . 5 ta n 1 4 3 4 6 . 4 4tnrtatTFNdF F NF F N????? ? ??? ? ? ??? ? ? ? ? 初步確定軸的最小直徑 MPa? ? ???? SSSS????? ? ? 2 240mmd ? traFFF??? 機械基礎綜合課程設計設計計算說明書 第 24頁 先初步估算軸的最小直徑。 因軸承 只 受有徑向力，故選用 深溝球 軸承，參照工作要求并根據(jù) 34 40mmd ? ? ，由《機械設計課程設計》表 512 中初步選取 0 基本游隙組，標準精度級的 深溝球 軸承 6208 ， 其 尺 寸 為4 0 m m 8 0 m m 1 8 m md D T? ? ? ? ?， 34 20mml ? ? 。 3）軸承端蓋的總寬度為 20mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離 20mml? ，故取 2335mml ? ? 4） 4 5 7 84 0 m m , 3 5 m mll????。 由 表 151 查得116 4 0 , 2 7 5 , 1 5 5B M P a M P a M P a? ? ???? ? ?。 2 1 .7 91 0 .5 79 .5 1 1 .5caSSSS????? ?? ? 機械基礎綜合課程設計設計計算說明書 第 29頁 八、 滾動軸承的選擇及校核計算 計算輸入軸軸承 （ 1）已知 n=2920r/min 兩軸承徑向反力： FR1=FR2= 初選兩軸承為 角接觸球軸承 70000AC 型 根據(jù)教材 P322 表 137 得軸承內部軸向力 FS= 則 FS1=FS2== （ 2） ∵ FS1+Fa=FS2 Fa=0 故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取 1 端為壓緊端 FA1=FS1= FA2=FS2= （ 3）求系數(shù) x、 y FA1/FR1=FA2/FR2=根據(jù)教材 P321 表 135 得 e= FA1/FR1e x1=1 FA2/FR2e x2=1 y1=0 y2=0 （ 4）計算當量載荷 P P2 根據(jù)教材 P321 表 136 取 fP= 根據(jù)教材 P320 式 138a 得 P1=fP(x1FR1+y1FA1)=(1+0)= P2=fp(x2FR1+y2FA2)=(1+0)= （ 5）軸承壽命計算 ∵ P1=P2 故取 P= ∵ 角接觸球軸承 ε=3 根據(jù)手冊得 7206AC 型的 Cr=23000N 由教材 P320 式 135a 得 Lh=16670/n(ftCr/P)ε=16670/(123000/)3 =1047500h48720h ∴ 預期壽命足夠 根據(jù)相同原理，可得： 表 位置 型號 標準 中間 軸 圓錐滾子軸承（ 320xx） GB/T2971994 低速 軸 深溝球 軸 承（ 6208） GB/T2761994 FR1=FR2= Fa=0 x1=1 x2=1 y1=0 y2=0 P1= P2= P= Cr=23000N Lh=1047500h 機械基礎綜合課程設計設計計算說明書 第 30頁 九、 鍵 連接 的選擇及校核計算 輸入軸與齒輪采用 軸徑 1 22mmd ? 軸段長 38mm 查手冊 P51 選用 A 型平鍵，得： 8 7 L 20bh? ? ? 即： 鍵 820 GB/T109620xx 12mml L b? ? ? 1 mT ? 查《機械設計（第八版）》表 62 得 1 0 0 ~ 1 2 0 M P ap?????? 根據(jù) 教材 P106 式 61 得 4 / 4 1 7 5 0 0 / 2 2 7 1 2 3 7 . 8 8 M p a ppT d h l?? ??? ? ? ? ? ? ?? 中間軸 與齒輪 連接 采用平鍵 連接 1）與錐齒輪的連接 軸徑 2 30mmd ? 軸段長 35mm 查手冊 P51 選用 A 型平鍵，得： 10 8 L 25bh? ? ? 即：鍵 825 GB/T109620xx 15mml L b? ? ? 2 mT ? 查《機械設計（第八版）》表 62 得 1 0 0 ~ 1 2 0 M P ap?????? 根據(jù)教材 P106 式 61 得 4 / 4 4 3 3 7 0 / 3 0 8 1 5 4 8 . 1 9 M p a ppT d h l?? ??? ? ? ? ? ? ?? 2）圓柱直齒輪的連接 軸徑 3 30mmd ? 軸段長 56mm 查手冊 P51 選用 A 型平鍵，得： 10 8 L 40bh? ? ? 即：鍵 1040 GB/T109620xx 30mml L b? ? ? 2 mT ? 查《機械 設計（第八版）》表 62 得 1 0 0 ~ 1 2 0 M P ap?????? 根據(jù)教材 P106 式 61 得 4 / 4 4 3 3 7 0 / 3 0 8 3 0 2 4 . 0 9 M p a ppT d h l?? ??? ? ? ? ? ? ?? 輸出軸與齒輪 2 連接 用平鍵 連接 軸徑 1 45mmd ? 軸段長 56mm 8 7 L 20bh? ? ? 3 7 .8 8 M p app????? ?? 10 8 L 25bh? ? ? 4 8 .1 9M p app????? ?? 10 8 L 40bh? ? ? 2 4 .0 9M p app????? ?? 10 8 L 35bh? ? ? 機械基礎綜合課程設計設計計算說明書 第 31頁 查手冊 P51 選用 A 型平鍵，得： 10 。因 = ? ， 55= ? ，經插值后查得 , ?????? 又由《機械設計（第八版）》附圖 32 可得軸的材料敏感系數(shù)為 , ???? 故有效應力 集中系數(shù)為 1 ( 1 ) 1 0 . 8 2 ( 2 1 ) 1 . 8 21 ( 1 ) 1 0 . 8 5 (1 . 3 2 1 ) 1 . 2 7kq? ? ?? ? ???? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 由《機械設計（第八版）》附圖 32 的尺寸系數(shù) ?? ? ，扭轉尺寸系數(shù) ??? 。 （ 4）確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 2 45?? 求軸上的載荷 表 軸上載荷系數(shù) 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 1 1062NHFN? 1 156NVFN? 2 1872NH ? 2 1399NV ? 彎矩 M N m?? 1 N m?? 2 N m 總彎矩 22122 0 2 . 3 7 3 5 . 3 6 2 0 5 . 4 32 0 2 . 3 7 9 8 . 6 9 2 2 5 . 1 5M N mM N m? ? ? ?? ? ? ? 扭矩 T 4 N m?? 45 47mmd ? ? 67 56mml ? ? 67 45mmd ? ? 56 53mmd ? ? 568mml ? ? 2335mml ? ? 457840mm35mmll ?? ?? 機械基礎綜合課程設計設計計算說明書 第 26頁 圖 按彎扭合成應力校核軸的強度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力，取 ?? ，軸的計算應力 2 2 2 223( ) 2 2 5 . 1 5 (0 . 6 1 6 6 . 7 4 ) 1 4 . 8 10 . 1 0 . 0 5 5ca MT M P aW ?? ? ? ?? ? ?? 前已選定軸的材料為 45 鋼（調質），由《機械設計（第八版）》表 151 查得 ? ? ? ?116 0 , caM P a? ? ?????，故安全。 齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度 ? ，故取 4mmh? ，則軸環(huán)處的直徑為 56 53d mm? ? 。 軸的結構設計 （ 1） 擬定軸上零件的裝配方案（見圖七） 圖 （ 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1）為了滿足小鏈輪的軸向定位， 12 軸段右端需制出一軸肩，故取 23 段的直徑 23 40mmd ? ? ，左端用軸端擋圈定位，按軸端擋圈直徑 54D mm? ，小鏈輪與軸配合的轂孔長度 1 ? ，為了保證軸端擋圈只壓在小鏈輪上而不壓在軸的端面上，故 12 段的長度應比 1L 略短些，現(xiàn)取 1255l mm? ? 。 軸按磨削加工，由《機械設計（第八版）》附圖 34 得表面質量系數(shù)為 ?????? 軸未經表面強化處理，即 1q?? ，則綜合系數(shù)為 1 1 .7 4 11 1 2 .5 40 .7 1 0 .9 21 1 .4 0 11 1 1 .7 00 .8 7 0 .9 2kKkK????????????? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 又取合金鋼的特性 系數(shù) , ?????? 計算安全系數(shù) caS 值 11355 0200 22 ^ 2 ^ 2 ^ 2 ^ 2amamcaSKSKSSSSSS???????????? ? ??? ? ???? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ??? ? ? ? ??? 故可知安全。 精確校核軸的疲勞強度 （ 1）判斷危險截面 截面 5 左右側受應力最大 （ 2）截面 5 右側 抗彎截面系數(shù) 3 3 30 . 1 0 . 1 3 0 2 7 0 0 m mWd? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) 3 3 30 . 2 0 . 2 3 0 5 4 0 0m mTWd? ? ? ? 96789 N m mM ?? 截面 5 上的扭矩 2T 為 2 43370 N m mT ?? 截面上的彎曲應力 96789 3 5 .8 52700b M M P aW? ? ? ? 截面上的扭轉切 應力 2 43370 8 .0 3 M P a5400TTTW? ? ? ? 軸的材料為 40rC ，調質處理。 3） 已知圓柱直齒輪齒寬 60mmb? ，為了使套筒端面 可靠地壓緊端面，此軸段應略短于輪轂長，故取 45 56mml ? ? 。選取軸的材料為 40Cr （調質），根據(jù) 《 機 械 設 計 （ 第 八 版 ）》 表 153 ，取 0 110A? ，得30 5 . 1 4m i n 1 5 . 4 6 m m1 1 3 1 . 7 8dA??，中間軸最小直徑顯然是安裝滾動軸承的直 徑 12d? 和 56d? 軸的結構設計 （ 1） 擬定軸上零件的裝配方案（見下圖 圖 ） 圖 （ 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1）初步選擇滾動軸承。 截面上由于軸肩而形