【文章內(nèi)容簡介】 12vzz ?? 機電工程學(xué)院 機械設(shè)計制造及自動化（機械制造 ） 15 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 2 ? 7） 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) ? ，得 ? ?? ?1112220 .8 8 4 4 0 2 7 6 .5 71 .40 .9 2 4 2 5 2 7 9 .2 91 .4F N F EFF N F EFK M P aSK M P aS?????? ? ??? ? ? 8） 校核彎曲強度 根據(jù)彎曲強度條件公式 ? ?2 ( c o s ) ^ 2^ 2 ^ 3 F a S aFFdnK T Y Y Yzm?????????進行校核 ? ?111112 ( c o s ) ^ 2^ 2 ^ 32 2 .3 9 9 7 3 4 8 0 .8 8 ( c o s 1 3 5 9 39。 5 6 39。39。) ^ 2 2 .6 2 1 .5 9 6 8 .9 41 2 3 ^ 2 1 .6 3 1 3 ^ 3F a S aFdnFKTY Y YzmM P a????????? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ?221222 ( c o s ) ^ 2^ 2 ^ 32 2 .3 9 9 7 3 4 8 0 .8 8 ( c o s 1 3 5 9 39。 5 6 39。39。) ^ 2 2 .1 8 1 .7 9 6 4 .5 81 9 2 ^ 2 1 .6 3 1 3 ^ 3F a S aFdnFKTY Y YZmM P a????????? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? 滿足彎曲強度，所選參數(shù)合適。 六、 軸的設(shè)計計算 輸入軸設(shè)計 求輸入軸上的功率 2P 、轉(zhuǎn)速 2n 和轉(zhuǎn)矩 2T 2 kw? 2 960 / minnr? 2 N m?? 求作用在齒輪上的力 已知高速級小圓錐齒輪的分度圓半徑為 ? ?? ?12FFMPaMPa???? ? ?1 F MPa? ??? ? ?1 F MPa? ??? 機電工程學(xué)院 機械設(shè)計制造及自動化（機械制造 ） 16 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 1 11( 1 0. 5 ) ( 1 0. 5 ) 3 25 ( 1 0. 5 0. 33 ) 62 .6 25m R t Rd d m Z m m??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 而 12112 32 .7 3 10 ^ 3 2 1045ta n c os 10 45 ta n 20 c os 72 13 39。 42 39。39。 11 6ta n sin 10 45 ta n 20 sin 72 13 39。 42 39。39。 36 2tmrtatTFNdF F NF F N??????? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 圓周力 tF 、徑向力 rF 及軸向力 aF 的方向如圖二所示 圖二 1045116362traFNFN??? 機電工程學(xué)院 機械設(shè)計制造及自動化（機械制造 ） 17 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，根據(jù) 《機械設(shè)計（第八版）》表 153，取 0 112A? ，得 303 .2 9m in 1 6 .8 9960d A m m??，輸 入 軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑 12d ，為了使所選的軸直 徑 12d 與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 2ca AT KT? ，查《機械設(shè)計（第八版）》表 141，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取 ? ，則 2 32 73 0 42 54 9c a AT K T N mm? ? ? ? ? 查 《機械設(shè)計（機械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計》表 174，選 HL1 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 160000N mm? ，半聯(lián)軸器的孔徑 1 20d mm? ，故取 12 20d mm? ? ，半聯(lián)軸器長度 52L mm? ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為 38mm。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （ 1） 擬定軸上零件的裝配方案（見圖三） 圖三 min 16 .89d mm? 42549caT N mm?? 12 20d mm? ? 機電工程學(xué)院 機械設(shè)計制造及自動化（機械制造 ） 18 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 （ 2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1） 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位， 12 軸段右端需 制出一軸肩，故取 23 段的直徑23 27d mm? ? 2） 初步選 擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù) 23 27d mm? ? ，由 《機械設(shè)計（機械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計》表 157 中初步選取 0 基本游隙組，標準精度級的 單列圓錐滾子軸承 30306，其尺寸為 30 72 D T mm mm mm? ? ? ? ?， 3 4 5 6 30d d mm????，而34 mm? ? 。 這對軸承均采用軸肩進行軸向定位，由 《機械設(shè)計（機械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計》表 157 查得 30306 型 軸承的定位軸肩高度 mm? ，因此取 45 37d mm? ? 3）取安裝齒輪處的軸段 67 的直徑 67 25d mm? ? ；為使套筒可靠地壓緊軸承， 56 段應(yīng)略短于軸承寬度，故取 5619l mm? ? 。 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油 的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離 30l mm? ，故取 2350l mm? ? 5）錐齒輪輪轂寬度為 ，為使套筒端面 可靠地壓緊齒輪取 67 70l mm? ? 。 6） 由于 2baLL? ，故取 45 11 6l mm? ? （ 3） 軸上的周向定位 圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按 67d? 由《機械設(shè)計（第八版）》表 61 查得平鍵截面 87b h mm mm? ? ? ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 50mm，同時為保 23 27d mm? ? 3 4 5 630ddmm???? 34 mm? ? 45 37d mm? ? 67 25d mm? ? 5619l mm? ? 2350l mm? ? 67 70l mm? ? 45 11 6l mm? ? 機電工程學(xué)院 機械設(shè)計制造及自動化（機械制造 ） 19 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 證齒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 76Hk ；滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為 k6。 （ 4） 確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 2 45?? 求軸上的載荷 按彎扭合成應(yīng) 力校核軸的強度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn) ，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取 ?? ，軸的計算應(yīng)力 2^ 2 ( ) ^ 2 6 4 . 7 1 ^ 2 ( 0 . 6 3 2 . 7 3 ) ^ 2 2 5 . 0 50 . 1 0 . 0 3 ^ 3ca MT M P aW ?? ? ? ?? ? ?? 前已選定軸的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），由《機械設(shè)計（第八版）》表 151 查得? ? ? ?1160 , caM P a? ? ?????，故安全。 精確校核軸的疲勞強度 （ 1） 判斷危險截面 截面 5 右側(cè)受應(yīng)力最大 （ 2）截面 5 右 側(cè) 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 1 ? 1 ? 2 ? 2 ? 彎矩 M 64 .71HM N m?? 1 N m?? 2 11 .34VM N m?? 總彎矩 64. 71 ^ 2 5 ^ 2 64. 84M N m? ? ? ? 扭矩 T 2 N m?? MPa? ? ? ?1ca???? 機電工程學(xué)院 機械設(shè)計制造及自動化（機械制造 ） 20 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 抗彎截面系數(shù) ^ 3 30 ^ 3 27 00 ^ 3W d mm? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) ^ 3 30 ^ 3 54 00 ^ 3TW d mm? ? ? ? 截面 5 右 側(cè)彎矩 M 為 64840M N mm?? 截面 5 上的扭矩 2T 為 2 32730T N mm?? 截面上的彎曲應(yīng)力 64840 2 4 .0 12700b M M P aW? ? ? ? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 2 32730 6 .0 65400TTT M P aW? ? ? ? 軸 的 材 料 為 45 鋼 ， 調(diào) 質(zhì) 處 理 。 由 表 151 查得1164 0 , 27 5 , 15 5B M Pa M Pa M Pa? ? ???? ? ?。 截面上由于軸肩而形成的理 論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按《機械設(shè)計（第八版）》附表32 查取。因 ?? ， 37 ?? ，經(jīng)插值后查得 , ?????? 又由《機械設(shè)計（第八版）》附圖 32 可得軸的材料敏感系數(shù)為 , ???? 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 2700 ^ 3W mm? 54 00 ^ 3TW mm? 64840M N mm?? 2 32730T N mm?? MPa? ? MPa? ? 機電工程學(xué)院 機械設(shè)計制造及自動化（機械制造 ） 21 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 1 ( 1 ) 1 0 . 8 2 ( 1 . 9 3 1 ) 1 . 7 61 ( 1 ) 1 0 . 8 5 ( 1 . 5 5 1 ) 1 . 4 7kq? ? ?? ? ???? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 由 《機械設(shè)計（第八版）》附圖 32 的尺寸系數(shù) ?? ? ，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ?? ? 。 軸按磨削加工，由《機械設(shè)計（第八版）》附圖 34 得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?????? 軸未經(jīng)表面強化處理，即 1q?? ，則綜合系數(shù)為 1 1 .7 6 11 1 2 .5 70 .7 1 0 .9 21 1 .4 7 11 1 1 .7 80 .8 7 0 .9 2kKkK????????????? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 又取碳鋼的特性系數(shù) , ?????? 計算安全系數(shù) caS 值 11275 0155 22 ^ 2 ^ 2 ^ 2 ^ 2amamcaSKSKSSSSSS???????????? ? ??? ? ???? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ??? ? ? ?? ??? 故可知安全。 中間軸設(shè)計 求 中間 軸上的功率 3P 、轉(zhuǎn)速 3n 和轉(zhuǎn)矩 3T 3 kw? 3 310 / minnr? 3 N m?? ???? , ?????? 4. 4627 .9 54. 40 1. 5caSSSS????? ?? ? 機電工程學(xué)院 機械設(shè)計制造及自動化（機械制造 ） 22 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 求作用在齒輪上的力 已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑 11 23 m z mm? ? ? ? ? 而 11111312 2 2738t a n t a n 202738 1027c os c os 13 59 39。 56 39。39。t a n 2738 t a n 13 59 39。 56 39。39。 683tnrtatTFNdF F NF F N????? ? ??? ? ? ??? ? ? ? ? 已知圓錐直齒輪的平均分度圓半徑 2 22( 1 0. 5 ) ( 1 0. 5 ) 3 78 ( 1 0.