【文章內(nèi)容簡介】 用軸肩定位，軸肩高度h，取 h=6mm，則軸環(huán)處的直徑 mmd 8265 ?? 。軸環(huán)寬度 b≥ ，取mml 1265 ?? 。 (4)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脂的要求，取端蓋的外端面與聯(lián)軸器右端 面間的距離 l=30mm，故取mml 5032 ?? 。 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。 3）軸上零件的周向定位 主動輪，聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按 54?d 由手冊查得平鍵截面 b h=20mm 12mm（ GB/T10951979） ,鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 63mm（標準鍵長見 (B/T10951979） ,同時為了保證輪與軸配合有良好的對中性。故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 H7/n6；同樣，聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為 16mm10mm 70mm,聯(lián)軸器與軸的配合為 H7/k6。滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 共 32 頁 第 14 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 4）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表，取軸端倒角為 2 ?45 ，各軸肩處的圓角半徑見圖。 表 零件倒角 C與圓角半徑 R的推薦值 mm 直徑d 610 1018 1830 3050 5080 80120 120180 C或 R 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。在確定軸承的支點位置時，從手冊中查得 a值。對于 30313 型圓錐滾子軸承，由手冊查得 a=29mm。因此，作為簡支梁的軸的支承跨矩 32 LL? =71mm+141mm=212mm。根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面 C 是危險截面，現(xiàn)將計算出的截面 C處的 HM ， VM 及 M的值列于下表： 表 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F ?1NHF 332N， ?2NHF 167N ?1NVF 186N, ?2NVF 30N 彎矩 M ?HM 23621N ?1VM 13269Nmm, ?2VM 414Nmm 總彎 矩 2 7 0 9 41 3 2 6 92 3 6 2 1 221 ???M Nmm 2 3 6 2 54142 3 6 2 1 222 ???M Nmm 扭矩 T=105050Nmm 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 C）的強度。根據(jù)軸的彎矩合成強度條件公式 ? ?122222 )()(4)( ?????? ??? ? W TMWTWMca 式中： ca? — 軸的計算應(yīng)力，單位為 MPa； M— 軸所受的彎矩，單位為 ； T— 軸所受 的扭矩，單位為 ； W— 軸的抗彎截面系數(shù)，單位為 3mm ； ? ?1?? — 對稱循環(huán)應(yīng)變力時軸的許用彎曲應(yīng)力 及上表的數(shù)值，并取 ? =，軸的計算應(yīng)力 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 共 32 頁 第 15 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ? ?122222 )()(4)( ?????? ??? ? W TMWTWMca = 前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得 ? ?1?? =60 MPa。因此 ca? ? ?1?? ，故安全。 1）判斷危險截面 截面 A， 2， 3， B只受扭矩作用，雖然鍵槽，軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強度較為寬裕地確定的，所以截面 A， 2， 3， B均無需校核。 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強度的影響來看，截面 4 和 5 處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴重；從受載的情況來看，截面 C 上的應(yīng)力最大。截面 V 的應(yīng)力集中的影響和截面 4 的相近，但截面 5 不受扭矩作用，同時軸徑也較大，故不必做強度校核。截 面 C 上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大（過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里軸的直徑最大，故截面 C 也不必校核。截面 6和7顯然更不必校核。鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而該軸只需校核截面 4 左右兩側(cè)即可 2）截面 4左側(cè) 抗彎截面系數(shù) ： W= 3d = 365 3mm =27463 3mm 抗扭截面系數(shù) ： dWt ? = 365 3mm =54925 3mm 截面 4左側(cè)的彎矩 M為 ： M=13356 3mm 截面 4上的扭矩 T 為 ： T=105050Nmm 截面上的彎曲應(yīng)力 ： WMb ?? =4086MPa 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ： TT WT?? = MPa 軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由手冊查得 B? =640MPa, 1?? =275MPa, 1?? =155 MPa。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 由資料查取。因長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 共 32 頁 第 16 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ r/d=,D/d=70/65=,經(jīng)插值后可查得 ： ?? =， ?? = 又可查得軸的材料的敏性系數(shù)為 ： ?q =， ?q = 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 ： ?k =1+ ?q （ ?? 1） = ?k =1+?q （ ?? 1） = 由資料查得尺寸系數(shù) ?? ；扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ?? 軸按磨削加工，可查得表面質(zhì)量系數(shù)為 ： ?? = ?? = 軸未經(jīng)表面強化處理，即 q? =1，則可得綜合系數(shù)值為 ： ???? 11???? ??kK ???? 11???? ??kK 由查得碳鋼的特性系數(shù) ，~??? 取 ?? = ，~??? 取 ?? = 于是，計算安全系數(shù) caS 值，得 ： ??? ? maKS ??? ? ??? 1 ??? ? maKS ??? ? ??? 1 caS = ??22 ???? SS SS 》 S= 故可知其安全。 3）截面 4右側(cè) 抗彎截面系數(shù) W= 3d =34300 3mm 抗扭截面系數(shù) dWt ? =68600 3mm 彎矩 M及彎曲應(yīng)力為 M=13356Nmm WMb ?? = MPa 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 共 32 頁 第 17 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 扭矩 T及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 T=105050 Nmm TT WT?? = MPa 過盈配合處的 ?? ?/k 值，查資料用插入法求出，并取 ?? ?/k = ?? ?/k ， 于是得 ????k ????k = 軸按磨削加工，查得表面質(zhì)量系數(shù)為 ： ?? ?? ?? 故得綜合系數(shù)為 ： ???? 11???? ??kK ???? 11???? ??kK 所以軸在截面 4右側(cè)的安全系數(shù)為 ??? ? maKS ??? ? ??? 1 ??? ? maKS ??? ? ??? 1 caS = ??22 ???? SS SS S= 故該軸在截面 5右側(cè)的強度也 是足夠的。因其無太大的瞬時過載及嚴重的應(yīng)力循環(huán)不對稱性，故可略去靜強度校核。 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 共 32 頁 第 18 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 如下圖所示： 圖 167。 收繩輪裝置的設(shè)計 電機的選擇 由于收繩論的轉(zhuǎn)速要求很低，所以需要選擇速比較大的電機，經(jīng)過查閱資料發(fā)現(xiàn) 型號的電機適合要求。它的技術(shù)參數(shù)為功率 ，速比為 17。它具有以下特點： （ 1）結(jié)合國際技術(shù)要求制造，具有很高的科技含量； （ 2）節(jié)省空間，可靠耐用，減速比可達 17； （ 3）能耗低，性能優(yōu)越，效率廠可達 95%以上； （ 4）振動小，噪 音低，節(jié)能高； （ 5）選用優(yōu)質(zhì)鍛鋼材料，剛性鑄鐵箱體，齒輪表面經(jīng)過高頻熱處理； （ 6）經(jīng)過精密加工，確保軸平行度和定位軸承要求，完全保證了產(chǎn)品使用質(zhì)量特性。 收繩論軸的設(shè)計與校核 1）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要取決于： 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 共 32 頁 第 19 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ （ 1）軸在機器中的安裝位置及形式； （ 2）軸上安裝的重要零件類型、尺寸、數(shù)量以及和軸連接的方法； （ 3）載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況。 軸沒有標準的結(jié)構(gòu)形式， 初步設(shè)計軸的直徑 d =48mm。 根據(jù)表零件倒角 C 和圓角半徑 R 的推薦值。 取 30 50d? C = R = 有配合要求的軸段，盡量采用標準直徑。 為了保證軸向定位可靠，與齒輪和聯(lián)軸器等零件相配合的軸段長度一般比輪轂長度短 2 到 3mm。 表 45零件倒角 C 和圓角半徑 R 的推薦值 直徑 18 30? 30 50? 50 80? C 或 R 為了減少軸所受的彎矩，傳動件盡量靠近軸承。較大的過度圓角半徑 R 會降低應(yīng)力集中。 軸的結(jié)構(gòu)工藝性要求：一般來說軸的結(jié)構(gòu)越簡單工藝性越好，軸端有 45 倒角。 2） 按扭轉(zhuǎn)強度條件計算： T TTW? ? 39550000pnd? ? ?T?? 式中 t? ：扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 MPa； T ：軸所受的扭矩，單位為 N mm； TW ：軸的彎扭截面系數(shù)，單位為 3mm ； n ：軸的轉(zhuǎn)速，單位為 r/min； P ：軸傳遞的功率，單位為 kw； d ：計算界面處軸的直徑，單位為 mm； ??T? ：許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 MPa，見表 46。 表 46 軸常用幾種材料的 ??T? 及 0A 長 春 大 學(xué)