【文章內(nèi)容簡介】 4 ta n 1 4 .5 9atFF ?? ? ? ?N= 小齒輪受力與大齒輪等大反 向 。 支 點反力為： 1 4 7 4 1 .9 422tH A H B FFF? ? ?N= Ⅰ Ⅰ 截面處的彎矩為： M HⅠ = 179。 1972 N178。 mm =178。 mm Ⅱ Ⅱ 截面處的彎矩為： M HⅡ = 179。 （ 19+292 ） N178。 mm= N178。 mm （ 3）作垂直面內(nèi) 的彎矩圖（圖 ），支點反力為： 111 1 7 8 3 . 4 4 1 2 3 4 . 3 0 1 2 42 2 2 2 1 9 7arVA FdFF l ???? ? ? ??????N= 1VB r VAF F F??=()N= N Ⅰ Ⅰ 截面左側(cè)彎矩為： 20 M VⅠ 左 197 5 0 3 .2 622VA lF? ? ?N178。 mm =178。 mm Ⅰ Ⅰ 截面右側(cè)彎矩為： M VⅠ 右 197 1 2 8 0 .1 822VB lF? ? ?N178。 mm=178。 mm Ⅱ Ⅱ 截面處的彎矩為： M VⅡ 29192VBF ????????=179。33 .5N178。 mm=178。 mm （ 4）作合成彎矩圖（圖 ） 22HVM M M?? （ 31） Ⅰ Ⅰ 截面為： M?左 22HVMM????左 224 9 5 7 1 .1 1 2 3 3 5 3 7 .5 9??N178。 mm 23874? N178。mm 2 2 2 21 2 6 0 9 7 . 7 3 2 3 3 5 3 7 . 5 9HVM M M ???? ? ? ?右 右 N178。 mm 265406? N178。 mm Ⅱ Ⅱ 截面為： 2 2 2 24 2 8 8 6 . 0 3 7 9 4 2 7 . 5 0VHM M M?? ?? ??? ? ? ?N178。 mm 90266? N178。 mm （ 5）作轉(zhuǎn)矩圖（圖 31f） 1 294000T ? N178。 mm （ 6）求當量彎矩 因加速機構(gòu)單向運轉(zhuǎn)， 即 可認為轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)變化，修正系數(shù) ? 為 。 Ⅰ Ⅰ 截面： ? ? ? ?2222 265 406 294 000eM M T?? ?? ? ? ? ?右 N178。 mm 318681? N178。 mm Ⅱ Ⅱ 截面： 21 ? ? ? ?2222 902 66 294 000eM M T??? ??? ? ? ? ?N178。 mm 198154? N178。 mm （ 7）確定危險截面及校核強度 由前面圖可以看出，截面 Ⅰ Ⅰ ， Ⅱ Ⅱ 所受轉(zhuǎn)矩相同，但彎矩 eeMM? ?? ，且軸上還有鍵槽，故截面 Ⅰ Ⅰ 可能為危險截面。但由于軸徑 d3＞ d2，故也應(yīng)對截面 Ⅱ Ⅱ 進行校核。 Ⅰ Ⅰ 截面： 33186810 .1 4 8ee MW? ?? ?? ?MPa= Ⅱ Ⅱ 截面： 31981540 .1 4 5ee MW? ???? ?? ?MPa= 查 手冊， 得 ? ?1 60b?? ? MPa，滿足 e? ≤ ? ?1b?? 條件，故設(shè)計的軸有足夠的強度。 22 L=197F t 1F a 1F r 1F HA F HBF t 1M HCd 1d 2d 3d 4d 5d 212345ΙΙΙΙΙΙL / 28060AB( a )( b )( c ) 23 F VA F VBF r 1F a 1M VC1M VC2MT( d )( e )( f ) 圖 31小齒輪軸設(shè)計 大齒輪軸的設(shè)計與校核 ，確定許用應(yīng)力 選用 45號鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由 設(shè)計 手冊查得強度極限 B? =637MPa，許用彎 24 曲應(yīng)力 ? ?1b?? =60MPa，毛坯直徑 0d ≤200mm 。 （最小直徑） d≥ 3PCn =（ 107～ 118） 23 10T? =（ 107～ 118） 36294000 10??mm =～ 考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，會有鍵槽存在 ，故需將估算直徑加大 3%～ 5%，取為 ～ 。由設(shè)計手冊取標準直徑 1d =60mm。 （ 1）擬定軸上零件的裝配方案 ， 如圖 32a 所示 。 （ 2）確定軸上零件的位置和固定方式 齒輪從軸的右端裝入，如上圖所示，齒輪的左端用軸肩固定，右端用套筒固 定，這樣齒輪在軸上的軸向位置被完全確定。齒輪的周向固定采用平鍵連接，同時為了保證齒輪與軸有良好的對中性，故采用 H7/r6 的配合。由于軸承對稱安裝于齒輪的兩側(cè)，則其左軸承用軸肩固定、右軸承由 套筒右端面來定位，軸承的周向固定采用過盈配合。軸承的外圈位置由軸承蓋頂住，這樣軸組件的軸向位置即可完全固定。 （ 3）確定各軸段的直徑 如圖 32a 所示，軸段 ① （外伸端）直徑最小， d1=60mm；考慮到要對安裝在軸段 ① 上的聯(lián)軸器進行定位，軸段 ② 必須滿足軸承內(nèi)徑的標準，故取軸段 ②的直徑 d2=75mm（選擇軸承型號為 6215 GB/T29694）；為了便于拆卸左右軸承，可查出 6215 型深溝球軸承的安裝高度為 ，取 d5=84mm；由于大齒輪要做成輪腹式齒輪，齒輪孔徑 ? ? ? ?2 1241 . 2 1 . 5 1 . 2 1 . 5 1 . 2 1 . 5s bld ???～ ～ ～mm= ～，取 sd =83mm，則軸段 ③ 的直徑 ds=83mm；考慮到要對安裝的在軸段 ③ 25 上的大齒輪進行定位，軸段 ④ 上應(yīng)有軸肩，取軸間高度為 h=，則 d4=92mm。 （ 4）確定各軸段的長度 齒輪輪寬為 124mm， 為保證齒輪固定可靠，軸段 ③ 的長度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度，取為 122mm；查有關(guān)軸承的手冊， 6215 型深溝球軸承的寬度 B=25mm，則軸承支點間的距離 ? ?197 29 25l ? ? ?????mm=193mm；根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)及聯(lián)軸器距軸承蓋要有一定距離 要求，取 l? =80mm；查閱有關(guān)的聯(lián)軸器手冊取 l?? =107mm；在軸段 ① 、 ③ 上分別加工出鍵槽，使三個鍵槽處于軸的同一圓柱線線上。 （ 5）按設(shè)計結(jié)果畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖，如圖 32a 所示。 （ 1）畫出軸的受力圖（圖 32b）。 （ 2）作水平面內(nèi)的彎矩圖（圖 32c）。 支點反力為： 2 4 7 4 1 .9 422tH A H B FFF? ? ?N = Ⅰ Ⅰ 截面處的彎矩為： M HⅠ =179。 1932 N178。mm=178。mm Ⅱ Ⅱ 截面處的彎矩為： M HⅡ =179。178。mm=178。mm （ 3）作垂直面內(nèi)的彎矩圖（圖 ），支點反力為： 222 1 7 8 3 . 4 4 1 2 3 4 . 3 0 4 9 62 2 2 2 1 9 3arVA FdFF l ???? ? ? ??? ???N = ? ?1 1 7 8 3 . 4 4 2 4 7 7 . 7 6V B r V AF F F? ? ? ?N= Ⅰ Ⅰ 截面左側(cè)彎矩為： M VⅠ 左 193 2 4 7 7 .7 622VA lF? ? ?N178。mm= 178。mm Ⅰ Ⅰ 截面右側(cè)彎矩為： M VⅠ 右 193 6 9 4 .3 222VB lF? ? ? ?N178。mm= 178。mm 26 Ⅱ Ⅱ 截面處的彎矩為： M VⅡ ? ? ? ?N178。mm= 178。mm （ 4）作合成彎矩圖（圖 ） 22HVM M M?? Ⅰ Ⅰ 截面為： M?左 22HVMM????左 222 3 9 1 0 3 .8 4 2 2 8 7 9 8 .6??N178。mm= 330937N178。mm 2 2 2 26 7 0 0 1 . 8 6 2 2 8 7 9 8 . 6HVM M M ???? ? ? ?右 右 N178。mm= 238407N178。mm Ⅱ Ⅱ 截面為： 2 2 2 22 3 9 5 4 . 0 4 8 1 7 9 8 . 4 7VHM M M?? ?? ??? ? ? ?N178。mm= 85234N178。mm （ 5）作轉(zhuǎn)矩圖（圖 ） 2 294000 4T ??N178。mm= 1176000N178。mm （ 6）求當量彎矩 因加速機構(gòu)單向運轉(zhuǎn)， 即 可認為轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)變化，修正系數(shù) ? 為 。 Ⅰ Ⅰ 截面： ? ? ? ?2222 330 937 117 600 0eM M T?? ?? ? ? ? ?左 N178。mm= 779353N178。mm Ⅱ Ⅱ 截面： ? ? ? ?2222 852 34 117 600 0eM M T??? ??? ? ? ? ?N178。mm= 710740N178。mm （ 7）確定危險截面及校核強度 由圖 圖可以看出，截面 Ⅰ Ⅰ ， Ⅱ Ⅱ 所受轉(zhuǎn)矩相同，但彎矩 eeMM? ?? ，且軸上還有鍵槽，故截面 Ⅰ Ⅰ 可能為危險截面。但由于軸徑 d3＞ d2，故也應(yīng)對截面 Ⅱ Ⅱ 進行校核。 27 Ⅰ Ⅰ 截面： 37793530 .1 8 3ee MW? ?? ?? ?MPa= Ⅱ Ⅱ 截面： 37107400 .1 7 5ee MW? ???? ?? ?MPa= 滿足 e? ≤ ? ?1b?? 條件，故設(shè)計的軸有足夠的強度。 L=193mmd 1d 2d 5d 4d 3d 2d 1ΙΙΙΙΙΙ10780 801071234( a ) L=193n TF a 2F t 2F r 2( b ) 28 F t 2F HA F HBM HCF r 2F VA F VBF a 2M V C 1M V C 2( c )( d ) 29 MT( e )( f )圖 32 大齒軸軸設(shè)計 聯(lián)軸器型號的選擇 根 據(jù)小齒輪軸軸徑 d=38mm，承受的轉(zhuǎn)矩 Tmax=294N178。m ，最大轉(zhuǎn)速nmax=6000r/min，查閱有關(guān)聯(lián)軸器的手冊，確定小齒輪軸聯(lián)軸器為： YL9聯(lián)軸器 138 6038 60JJ ?? GB 584386 兩箱各一對。 根據(jù)大齒輪軸軸徑 d= 60mm，承受的轉(zhuǎn)矩 Tmax=1176N178。m ，最大轉(zhuǎn)速nmax=1500r/min，查閱有關(guān)聯(lián)軸器的手冊，確定大齒輪軸聯(lián)軸器為： YL12 聯(lián)軸器 160 10760 107JJ ?? GB 584386 由于大軸對稱布置，兩 伸出 端軸徑相同，因此選擇 YL12 聯(lián)軸器兩 對 。 兩軸處的聯(lián)軸器通過鍵與軸連接。 YL9聯(lián)軸器材料為鋼， YL12 聯(lián)軸器材料為鐵。 30 鍵的選擇與校核 由于軸上載荷沿鍵的長度方向是均勻分布的，所以應(yīng)該按平鍵連接的擠壓強度條件來校核鍵的強度。平鍵連接的擠壓強度條件為： 4000jy jyTdhl????? ??≤ （ ） 式中 T —— 被連接零件所傳遞的轉(zhuǎn)矩， N178。mm ； d —— 軸徑， mm； h —— 鍵的高度， mm； l —— 鍵的工作長度， mm， A 型鍵 l =Lb， B型鍵 l =L， C 型鍵 l =179。 b并且 L≤ （ ～ ） d，以免因鍵過長而增大壓力沿鍵長分布的不均勻性。 [ jy? ]—— 為鍵連接中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力。 （ 1）聯(lián)軸器處鍵的選擇與校核 根據(jù)軸徑 d=38mm，軸段長度為 60mm，轉(zhuǎn)矩 Tmax=294N178。m ，選擇鍵的型號為（ mm）： 鍵 10179。50 GB1096 79[平頭普通平（ A型）、 b= h= L=50] 鍵的工作長度 l =（ 5010） mm=40mm 則 4000 29438 8 40jy? ?? ??MPa= 查閱有關(guān)鍵的手冊，選擇鍵的材料為鋼，許用擠壓應(yīng)力 [ jy? ]=60～ 130MPa，由于 jy? ＜ [ jy? ]，因此鍵的強度足夠，合格。 （ 2）小齒輪連接鍵的選擇與校核 根據(jù)小齒 輪輪轂軸徑 d=48，軸段長度為 128mm，轉(zhuǎn)矩 Tmax=294N178。m ，選擇鍵的型號為（ mm）： 鍵 14179。110 GB1096 79[圓頭