【文章內(nèi)容簡介】 計 選擇軸的材料 由于減速器傳遞的功率不大，其重量無特殊要求故選擇和小齒輪一樣的材料 40Cr 鋼 ,調(diào)質(zhì)處理 . 初步計算軸的最小直徑 用初步估算的方法，即按純扭矩并降低許用 扭轉切應力確定軸徑d，計算公式： 30 nPAd?，選用 40Cr 調(diào)質(zhì)鋼，查機設書 P370 表 153，得 1060 ?A mmd 3 ??? 在第一部分中已經(jīng)選用的電機 Y160L6,D=42。查《機械設計課程設計》 p131，選用聯(lián)軸器 HL3，故 mmd 30min ? 。 軸的結構設計 （ 1）擬定軸上零件的裝配方案，經(jīng)分析比較，選用如下方案： （ 2）、各軸的直徑和長度 1）、聯(lián)軸器采用軸肩定位 mmd 301 ? ，半聯(lián)軸器長度 mmL 82? ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 mmL 601 ? ，為了保證軸肩對半聯(lián)軸器的可 19 靠定位，故選擇 mmL 581 ? 2）、初步確定滾動軸承 8 因齒輪為斜齒輪則軸承受徑向力和軸向力作用，高速級轉速較高，載荷一般，故選用角接觸球軸承 7007AC，mmmmmmBDd 156235 ????? ，故 mmd 353 ? ， mmL 143 ? 3）、當直徑變化處的端面是為了固定軸上零件或承受軸向力時，則相鄰直徑變化要大些，故 mmd 404 ? ， mmL 1064 ? 4）、當軸徑變化僅為了裝配方便或區(qū)別加工表面時，不承受軸向力也不固定軸上零件的，則相鄰直徑變化較小，即 ： mmd 322 ? ， mmL 502 ? ， mmd 356 ? ， mmL 325? （ 3）、軸上零件的周向定位 半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用普通 C 型平鍵連接，mmLmmd 58,30 11 ?? ，查機設書 P106 表 61 選用鍵為mmLhb 50810 ????? ，半聯(lián)軸器與軸的配合為 67kH ，滾動軸承與軸的周向定位采用過度配合保證，選軸的直徑尺寸公差 m6。 （ 4）、確定軸向圓角和倒角尺寸 參照機設書 P365 表 152，取軸端倒角 ? ? ，各軸肩出圓角半徑見軸的零件圖 （ 5）、求軸上的載荷 小齒輪分度圓直徑 mmd ? NNdTF t 4111 ????? 20 NNβFF tr 2 2 o s 20t a 2 4 9c o s 20t a n1 ????? ? ?? NNFF ta a a n1 ???? ?? 首先根據(jù)軸的結構圖作出以下受力分析圖，在確定軸承的支撐點位置時，應從手冊中查取 a 的值，對于 7007AC 型角接觸球軸承，由指導書 P122 頁查得 a=。因此，作為簡支梁的軸的支 承跨距為 mmll 6 2 632 ???? ，根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖，從軸的結構圖以及彎矩圖可以看出齒輪中心截面受彎矩較大，計算該截面出的力與矩： 21 NNll lFF tNH 311 ?? ???? NNll lFF tNH 6 635 4932 212 ?? ???? mNmmNlFM NHH ?????? 2 67 3 2211 mNmmNlFM NHH ?????? 5 1 7322 mNmmNDFM aea ?????? 22 NNll MlFF arNV 332 311 ?? ??????? NNll MlFF arNV 332 212 ?? ??????? mNmmNlFM NVV ?????? 2 6 7211 mNmmNlFM NVV ?????? 8 9322 mNmNMMM HV ??????? 2221211 mNmNMMM HV ??????? 2222222 mNTT ??? 載荷 水平面 H 垂直面 V 支持力 F NF NFNHNH 773221 ?? NF NFNVNV 789 ?? 彎矩 M mNM H ?? mNM mNM VV ?? ?? 總彎矩 mNM mNM ?? ?? 扭矩 mNT ?? （ 6）、按彎矩合成應力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面強度，根據(jù) P373 式（ 155）及表中數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力，故取α =,軸的計算應力 23 M P aM P a. .W TMσca )()( 3322221 ??? ????? ? 其中 33 1032 ?? 前面以選定軸的材料為 40Cr 鋼（ 調(diào)質(zhì)），查機設書 P362 表 151，得： ? ? aMPσ 701 ?? ，因此 ? ?1?? σσca ，故安全。 (7)、精確校核軸的疲勞強度 1）、 判斷危險截面 由軸的結構圖以及受力圖和各平面的彎矩圖綜合可知齒輪左端截面 5 因加工齒輪有尺寸變化，引起應力集中，故該截面 左側需校核驗證 2)、 截面左側 抗彎截面系數(shù) 3333 64 00401010 ???? 抗扭截面系數(shù) 3333 1 2 8 0 mmmmdW T ???? 截面左側的彎矩 M 為：mNmNmNMM ?????????? 2 6 2 0 2 6 2 61 截面上的扭矩 T 為： mNTT ??? 截面上的彎曲應力： M P aM P aWMσb 4 0 0 3 ???? 截面上的扭轉應力： M P aM P aWTτ TT 3 ???? 軸的材料為 40Cr 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由機設書 P362 表 151 查得： aB MPσ 735? aMPσ 3551 ?? aMP1551 ??? 截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按機設書P40 附表 32 查取 因 0250401 .dr ?? .dD ?? 經(jīng)插入后得： ? ??? 24 又由附圖 31 可得軸的材料敏性系數(shù)為 ? ??q 則： 8211022800111 9611232780111 .).(.)( αqk .).(.)( αqk τττ σσσ ???????? ???????? 由附圖 32 的尺寸系數(shù) ? 由附圖 33 的扭轉尺寸系數(shù) ? 軸按磨削加工，由附圖 34 得表面質(zhì)量 τσ ?? 軸未經(jīng)表面強化處理，即 1?q? ，則按式 312 及 314b 得綜合系數(shù)為： 1721950 1860 821116021950 1770 96111....βεkK....βεkKττττσσσσ?????????????? 合金鋼的特性系數(shù) 3020 .～.σ ?? 取 ??? 15010 .～.τ ?? 取 ??? 則可計算安全系數(shù) caS 3551 ??????? ? ..σσK σS maaσσ ? 1551 ????????? ? ..ττK τS mταττ ? 2222 .SSS SSSτστσca ????????? ， 故可知其安全 （ 8）、軸承壽命的校核 1)已知軸承的預計壽命 L=2 8 365 8=46720h 由所選軸承系列 7007AC，查指導書 P122 表知額定動載荷C= 2)求兩軸承受到的徑向載荷 25 NFFFNFFFNHNVrNHNVr22222222221211?????????? 3)求兩軸承的計算軸向力 對于 70000AC型軸承，按表 137，軸承派生軸向力 rd FF ? ，則有： NNFF NNFF rd rd 22 11 ???? ???? 于是軸向力為： NFF NNFFF da daea 11 ?? ????? 4)當量動載荷 P 因 9 40 6111 ??? raFFe 63 8 79 3222 ??? raFFe 由表 135 得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為： 軸承 1 ?X ?Y 軸承 2 12?X 02?Y 因軸承運轉中有輕微沖擊載荷，故按表 136 取 ?pf ，則： NNFYFXfP NNFYFXfP arp arp )()( )()( 22222 11111 ???????? ???????? 5)驗算軸承壽命 因 21 PP? ，所以按軸承 2 的受力大小來驗算，則： hhhPCnL h 4 67 204 82 90 11 90 009 7060 106010366 ??????????????????? 所以所選軸承壽命符合要求，確定角接觸球軸承 7007AC 26 （ 9） 、鍵的校核 聯(lián)軸器與軸： 1)選用鍵的系列 50810 ????? lhb NT ? 2)鍵、軸和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由表 62 查得許用擠 壓應力? ? M Paσ p 120200 ?? ，取 ? ? MPaσ p 100? ，鍵的工作長度 mmblL 40??? ，鍵的接觸高度 mmhk ?? ，由式 61 得： M P aM P aM P ak L dTσ p 1 1 0 02102 33 ???? ????? ，所以合適 二 中速軸的設計 選擇軸的材料 該軸同樣選取 40Cr 鋼 ,調(diào)質(zhì)處理。 初步計算軸的最小直徑 根據(jù)表 153，取 1100 ?A ，于是根據(jù)公式 30 nPAd?有 ..d 982606233 443110 3 ??? 選定 mmd 40min ? 軸的結構設計 （ 1）擬定軸上零件的裝配方案，經(jīng)分析比較，選用如下方案： 27 （ 2）各軸的直徑和長度 1)根據(jù) mmd 40min ? ，選用角接觸球軸承 7208AC，尺寸188040 ????? BDd 得 mmdd 4051 ?? mm，為了使齒輪 3 便于安裝，故取 mmd 422