【文章內容簡介】 . 小軸承； ； 15. 螺栓； 實體圖： 旋架式加速度過載模擬實驗臺結構設計與分析 學士學位論文 12 圖 33 方案實體 圖 轉臂的長度 。 整體高度： 1655mm 箱體底座離轉盤的距離： 655mm 以下公式參考《機械設計手冊單行本 — 帶傳動和鏈傳動》 P31表 — 33 選帶：膠帆布平帶 帶速：取 v=10 m/s 20 m/s 小帶輪直徑： 1d =1100060 n v?? = 720 10100060 ? ??? = mm 取 1d =280 mm 大帶輪直徑 : 2d = i 1d ）（ ??1 =? 280? ()= mm 取 2d =710 mm 中心距： ? =（ ～ 2） ? （ 1d + 2d ） =（ ～ 2） ? （ 280+710） =1485～ 1980 mm 取 ? =1700 mm 帶長： L=2? +2? ( 1d + 2d )+ ?4 )(d 212 d? =2? 1700+ ? (250+600)+ 15004 )250(600 2?? 旋架式加速度過載模擬實驗臺結構設計與分析 學士學位論文 13 = mm 取 L=5000 mm 小帶輪包角 ： 1? =1800 ? 12d d? ? =1800 1700280107 ? ? =1500 撓曲次數(shù)： y= Lmv1000 = 5000 1011000 ?? =2 帶厚： ? =? n=? 6= mm 設計功率： 工況系數(shù)： AK = 小帶輪傳遞功率 ： P= kw 功率 ： Pd= AK P=? = kW 1帶截面積： A=??KKP0dP 膠帶單位面積所能傳遞的基本額定功率： 0P = 包角修正系數(shù)： ?K = 傳動布置系數(shù)： ?K = 計算得： A=??KKP0dP = ?? = cm2 1 帶寬： b= ? A?100 = ? = 取 b=90 mm 1 0? 為帶的預緊應力，取 0? = MPa 1有效圓周力： Ft= v dP1000 = 10 ? =605 N 1作用在軸上的力： Fr= 2sin2 10 ?? A= 0??? = N 軸設計的主要包括結構設計和工作能力計算兩方面的內容： （ 1）軸的結構設計是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，旋架式加速度過載模擬實驗臺結構設計與分析 學士學位論文 14 合理地確定軸的結構形式和尺寸。軸的結構設計不合理，會影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會增加軸的制造成本和軸上零件裝配的困難等。因此，軸的結構設計是軸設計中的重要內容。 （ 2）軸的工作能力計算是指軸的強度、剛度和震動穩(wěn)定性等方面的計算。多數(shù)情況下，軸的 工作能力主要取決于軸的強度。這時只需對軸進行強度計算，以防止鍛裂和塑性變形。而對剛度要求高的軸和受力的細長軸，還應進行剛度計算，以防止工作是產生過大的彈性變形。 軸的設計 設計過程如下：以下數(shù)據(jù)均出自《機械設計》 先按式（ 152）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 號鋼，調質處理。根據(jù)表 153，取 A0=126,于是得 dmin=A0 ? ?41 13β1?n P=126? ? ?43 ??= mm P1=P 總? =? = kW β為空心軸內外徑比 ,取 β= 為安全，乘安全系數(shù) ， d= = mm，現(xiàn)取 d=60 mm 考慮軸上開有兩個鍵槽應增大 10%15%即 d=70 mm. 輸出軸的最小直徑顯然是安裝下端軸承的直徑 dⅠ Ⅱ ，參照軸承設計手冊，選取內徑 d=70mm，外徑 D=125mm 代號為 33214 的圓錐滾 子軸承。 1)擬定軸上零件的裝配方案 旋架式加速度過載模擬實驗臺結構設計與分析 學士學位論文 15 圖 34 主軸數(shù)據(jù) 1 圖 34 主軸數(shù)據(jù) 2 旋架式加速度過載模擬實驗臺結構設計與分析 學士學位論文 16 圖 35 主軸數(shù)據(jù) 3 2)根據(jù)軸向的定位要求確定軸的各段直徑和長度 (1)為了滿足軸承的軸向的定位要求， Ⅰ Ⅱ 軸段右端需制出一軸肩，參照軸承安裝尺寸，故取 Ⅱ Ⅲ 段的直徑為 79mm。 Ⅰ Ⅱ 段的長度參照軸承寬度尺寸，現(xiàn)取lⅠ Ⅱ =77mm。 Ⅱ Ⅲ 段的長度暫時定為 53mm 。軸承與軸的配合公差為 H7/r6。確定軸上圓角和倒角尺寸，取軸端倒角為 2? 45176。 。 （ 2）軸 Ⅲ Ⅳ段為軸與大帶輪配合。根據(jù)大帶輪直徑確定內徑 d=110mm，所以取段軸直徑 dⅢ Ⅳ =110mm，帶輪與軸的配合公差為 H7/r6。長度方向上，為滿足軸向定為，此段軸長應大于大帶輪輪緣寬度，取 LⅢ Ⅳ =120mm。 （ 3）軸Ⅳ Ⅴ段為支撐段，考慮受力及帶輪直徑，現(xiàn)取 dⅣ Ⅴ =170mm， lⅣ Ⅴ =210mm 。 （ 4）軸Ⅴ Ⅵ段位支撐板，考慮大帶輪外徑及安裝要求，取代號為 30630 的圓錐滾子軸承配合安裝，參照軸承的安裝尺寸，取 dⅤ Ⅵ =630mm， ? =35mm 。轉盤直徑d=1300mm， 1? =55mm 。 （ 5）軸Ⅵ Ⅶ段位固定夾具段，根據(jù)測試件長度及旋轉半徑尺寸，現(xiàn)取 dⅥ Ⅶ=150mm， lⅥ Ⅶ =1600mm。 3)內軸設計 內軸的作用是：（ 1）將測試件上應變片的引線通過集流環(huán)引出； 旋架式加速度過載模擬實驗臺結構設計與分析 學士學位論文 17 （ 2）在旋轉軸發(fā)生意外的時候起到一定得保護作用。 圖 35 內軸數(shù)據(jù) 參照主軸，取外徑 1d =38mm，內徑 2d =24mm，長度 l=1615mm，底部為 ? 100，孔 ? ? 4均布 底座設計 此方案的底座主要承受裝置的壓力，因此選用鑄造 T250 剛，結構如下圖： 具體尺寸入下圖： 旋架式加速度過載模擬實驗臺結構設計與分析 學士學位論文 18 立柱設計 為方便帶傳動的工作，本方案采用的是八根支撐整個試驗臺結構，由于立柱只承受試驗臺的壓力，整個裝置的扭矩可以忽略，因此擬定這八根立柱的材料為鑄鋼TH250,具體尺 寸如下： 旋架式加速度過載模擬實驗臺結構設計與分析 學士學位論文 19 長 L=370mm，兩邊聯(lián)接處厚度各為 20mm 聯(lián)接孔的定位：在直徑為 100mm的圓周上均布 ? ? 8 的直徑孔。 4 主要零件的設計驗算 軸的校核 軸強度校核 進行軸的強度校核計算時，應根據(jù)軸的具體受載及應力情況，采取相應的計算方法，并恰當?shù)剡x取其許用應力。這次設計主要是既承受彎矩又承受扭矩的軸（轉軸），應按彎扭合成強度條件進行計算。其計算步驟如下： 1） 作出軸的計算簡圖（即力學模型） 軸所受的載荷是從軸上零件傳來的。計算時，常將軸上的分布載荷簡化為集中力，其作用點取為載荷分布段的中點。作用在軸上的扭矩，一般從傳動件輪轂寬度的中點算起。通常把軸當作置于鉸鏈支座上的梁，支反力的作用點與軸承的類型和布置方式有關，通過查表確定。 2） 作出彎矩圖 根據(jù)簡圖，分別按水平和垂直面計算各力產生的彎矩，并按計算結果分別作出水平面上的彎矩 MH 圖和垂直面上的彎矩圖 MV；然后按下式計算總彎矩并作出 M 圖； M= VH MM 22 ? 3） 作出彎矩圖 4） 校核軸的強度 已知軸 的彎矩和扭矩后，可針對某些危險截面（即彎矩和扭矩大而軸徑可能不足的截面）作彎扭合成強度校核計算。按第三強度理論，計算應力 σca= ][)(24 12222????????????????? ??? W TMWTWM 式中： σca— 軸的計算應力，單位為 MPa。 M— 軸所受的彎矩，單位為 N mm T— 軸所受的扭矩，單位為 N mm W— 軸的抗彎截面系數(shù)，單位為 mm3, 旋架式加速度過載模擬實驗臺結構設計與分析 學士學位論文 20 [σ 1]— 對稱循環(huán)變應力時軸的許用彎曲應力。 5）旋轉軸的校核 P1=P 總? =? = kW n1=ni1=720? =300 r/min T=9550000nP1=9550000? = Nmm 有效圓周力 ： Ft= dT2 =