【文章內容簡介】 NFP ? 15 根據《機械設計》表 153，由于最小直徑處只受扭矩作用 ,取 112A0 ? ，根據 P： 370公式（ 152）于是得 8112nPAd 31130 ??? mm 由圖可知，最小直徑處與聯軸器相連，考慮到聯軸器是標準件，故取 mmd 20min ? ▲ 為了使聯軸器的孔徑與所選的軸直徑 ⅡⅠ ?d 相適應，故需同時選取聯軸器型號： 聯軸器的計算轉矩 1TKT Aca ? ，查《機械設計》表１４－１，考慮到轉矩變化很小， 故取 ?AK ，則： mmNmmNTKT Aca ?????? 5 4 0 0 03 8 6 0 按照計算轉矩 caT 應小于聯軸器公稱轉矩的條件，并根據電動機型號，因處于高速級，小功率，選取彈性柱銷聯軸器，查《設計手冊》表 8— 5，選取 LX2型彈性柱銷聯軸器，型號： LX2聯軸器，其公稱扭矩為mNTn ??560 。半聯軸器的孔徑 mmd 22?Ⅰ ，故取 mmd 22??ⅡⅠ ，半聯軸器長度 mmL 38? ，半聯軸器與軸配合的轂孔長度 mmL 521 ? （其余尺寸按表中取值）。 軸的結構設計 （ 1）擬訂軸上零件的裝配方案 選 用 如 下 圖 所 示 裝 配 方 案 小圓錐齒輪采用懸臂結構，軸裝于套杯內，一對圓錐滾子軸承支撐（正裝）。 （２）根據軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度 選取原則： 定位軸肩的高度 h=(~)d ,非定位軸肩高度一般取 1~2mm １） mmd 22??ⅡⅠ mmL 40??ⅡⅠ 為了滿足半聯軸器的軸向定位要求，Ⅰ －Ⅱ軸段右端需制出一軸肩 mmd 25??ⅢⅡ mmL 25??ⅢⅡ Ⅲ ~Ⅳ處與 滾動軸承 配合，考慮到滾動軸承是標準件，內徑為 5的倍數，故 mmd 20min ? LX2 聯軸器 mmd 22??ⅡⅠ mmL 40??ⅡⅠ mmd 25??ⅢⅡ 16 取 mmd 30??ⅣⅢ ▲ 所以同時選取相應的軸承， 因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參考工作要求，并根據 mmd 30??ⅣⅢ ，查 《 設計手冊 》 表 6－７，取０基本游隙組、標準精度級的單列圓錐滾子軸承30206。 取 mmL 16??ⅣⅢ 同理， mmd 30??ⅥⅤ mmL 16??ⅥⅤ 取 mmd 35??ⅤⅣ mmL 65??ⅤⅣ mmd 25??ⅦⅥ mmL 55??ⅦⅥ （定此長度時要考慮到小錐齒輪輪轂） 求軸上的載荷 首先根據軸的結構圖作出軸的計算簡圖。在確定軸承支點位置時，查《設計手冊》表 6－７，取 a值。對于 30206型圓錐滾子軸承，由手冊中查 得a=。懸臂長度 mmBDL ?? ，作為懸臂梁的軸的支撐跨距mmABL ?? ， mmCAL ?? 根據軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖 受力簡圖 ： 水平面： 垂直面： mmL 25??ⅢⅡ mmd 30??ⅣⅢ 圓錐滾子 軸承30206 mmL 16??ⅣⅢ mmd 30??ⅥⅤmmL 16??ⅥⅤ mmd 35??ⅤⅣmmL 65??ⅤⅣmmd 25??ⅦⅥmmL 55??ⅦⅥ 17 合成彎矩： 扭矩： 在（ a）圖中：tBZBZtAZ FF FFF ??? 得： NFAZ ? NFBZ ? mmNM Z ?? 702600 在（ b）圖中： mmNFadFaMa m ?????? MaFrF FFFr BY BYAY ???? 得： NFAY ? NFBY ? mmNM Y ?? 19970 載荷 水平面（ a） 垂直面 (b) 支反力 F NF NFnhnh ?? NF NFnvnv ?? 彎矩 M mmNMZ ?? 702600 mmNMY ?? 19970 總彎矩 mmNMMM YZ ???? 730400221 扭矩 mmNT ?? 3860001 18 按彎扭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（即危險截面 B）的強度，根據式（ 155）及上表中的數值，并取 ?? ，軸的計算應力 M P )(730400W)T(M3222121ca??????? M P a?? 前 已選定軸的材料為 45鋼 ，調質處理。由《機械設計》表 151查得MPa06][ 1 ?? 。因此 ][ 1ca ?? ?? ，故非常安全。 判斷危險截面：軸承右邊截面 VI 右側受應力最大 1）截面 VI 右側 抗彎截面系數 3 3 25 1562. 5W d m m? ? ? ? 抗扭截面系數 3 3 25 31 25tW d m m? ? ? ? 截面 VI右側彎矩 4 9 .3 1 3 .87 3 0 4 0 5 2 5 9 4 .74 9 .3M N m m?? ? ? ? 截面 VI上的扭矩 T = m 截面上的彎曲應力 5 2 5 9 4 . 7 3 3 . 6 6 11 5 6 2 .5b M M P aW? ? ? ? 截面上的扭轉切應力 3 38600 1 2 . 3 5 23125T TT M P aW? ? ? ? 軸的材料為 45，調質處理。由表 151 查得 MPaB 640?? MPa2751 ??? MPa1551 ??? 截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數 ?? 及 ?? 按課本附表 32查取。因 ??， 30 ??，經插值后查得 ?? = ?? = 又由課本附圖 31 可得軸的材料敏感系數為 ? ? ? ? 故有效應力集中系數為? ?11 ??? ??? ?qk = ? ?1 0. 82 1. 88 6 1 1. 72 6? ? ? ? ? ?11 ??? ??? ?qk = ? ?1 4 1 04? ? ? ? 由課本附圖 32查得尺寸系數 ??? ，附圖 33查得扭轉尺寸系數 ??? 。軸按磨削加工，由課本附圖 34 得表面質量系數 ?? mind =30mm 19 為 ?? = ?? = 軸未經表面強化處理，即 1?q?，則綜合 系數為 ??K ?k / ?? +1/ ?? 1? =+1/ 1? = ??K ?k /?? +1/ ?? 1? =+1/ 1? = 計算安全系數 caS 值 ??? ? maKS ??? ? ??? 1 275 3 .8 62 .1 1 8 3 3 .6 6 1 0 .1 0 ?? ? ? ??? ? maKS ??? ? ??? 1155 1 5 . 5 31 . 5 6 6 1 2 . 3 5 2 / 2 0 . 0 5 1 2 . 3 5 2 / 2 ?? ? ? ??? 22???? SS SSS ca 223 .8 6 1 5 .5 3 3 .7 4 63 .8 6 1 5 .5 3? ?? S= 故可知安全。 2）截面 VI 左側 抗彎截面系數 333 2 7 0 mmdW ???? 抗扭截面系數 333 5 4 0 mmdW t ???? 截面 VI左側彎矩 5 2 5 9 4 .7M N mm?? 截面 VI上的扭矩 T = m 截面上的彎曲應力 5 2 5 9 4 . 7 1 9 . 4 82700b M M P aW? ? ? ? 截面上的扭轉切應力 38600 7 .1 55400T TT M P aW? ? ? ? 由課本附表 38用插值法求得 (其中為 H7/r6) ?k / ?? =，則 ?k /?? =? = 軸按磨削加工，有附圖 34 查得表面質量系數為 ?? = ?? = 故得綜合系數為 ??K ?k / ?? +1/ ?? 1? =+1/ 1? = ??K ?k /?? +1/ ?? 1? =+1/ 1? = 又取碳鋼的特性系數 , 5?????? 所以軸的截面 VI左 側的安全系數為 ??? ? maKS ??? ? ??? 1 275 4 .8 02 .9 4 1 9 , 4 8 0 .1 0 ?? ? ? 20 ??? ? maKS ??? ? ??? 1 155 1 7 . 9 22 .3 7 7 . 1 5 / 2 0 . 0 5 7 . 1 5 / 2 ?? ? ? ??? 22???? SS SSS ca 224 .8 0 1 7 .9 2 4 .6 34 .8 0 1 7 .9 2? ?? S= 故可知其安全。 （二） 中速軸的設計計算 求輸入軸上的功率 P轉速 n2 和轉矩 T2 kWP ? , min/3202 rn ? , mNT ?? 求作用在齒輪上的力 大錐齒輪 小斜齒輪 NdTF t 3 5 5/2 ,2, ?? NdTF t 5 5 2/2 ,2, ?? NFtFr os20t a n,? ???? NFtFr os 20tan, ???? NFtFa in20t a n39。39。? ???? NFtFa a n ???? 初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45鋼調質處理。根據 《機械設計》 表 153，取 112A0 ? ，于是得 mmnpAd 330m in ???? 最小直徑處為兩端，因為與軸承相連，所以取 mind =30mm ４、軸的結構設計 （１）擬定軸上零件的裝配方案 具體結構見圖。 （２）根據軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度 mmdd 30?? ?? ⅥⅤⅡⅠ mmLL 35?? ?? ⅥⅤⅡⅠ ▲ 所以同時選取相應的軸承， 因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐 滾子軸承。 《設計手冊》表 6－７，?。盎居蜗督M、標準精度級的單列圓錐滾子軸承 30206 21 mmd 35??ⅢⅡ mmL 32??ⅢⅡ （要考慮大錐齒輪的輪轂） mmd 40??ⅣⅢ mmL 20??ⅣⅢ mmd 35??ⅤⅣ mmL 66??ⅤⅣ （要考慮小斜齒輪的輪轂） 求軸上的載荷 首先根據軸的結構圖作出軸的計算簡圖。 在確定軸承支點位置時，從手冊中查取 a值。對于 30305型圓錐滾子軸承，由手冊中查得 a=13mm。因此， , mmACL ?? , mmCDL 692 ?? , mmDBL ?? 根據軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖 受力簡圖 水平面：