【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 15 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 153，由于最小直徑處只受扭矩作用 ,取 112A0 ? ，根據(jù) P： 370公式（ 152）于是得 8112nPAd 31130 ??? mm 由圖可知，最小直徑處與聯(lián)軸器相連，考慮到聯(lián)軸器是標(biāo)準(zhǔn)件，故取 mmd 20min ? ▲ 為了使聯(lián)軸器的孔徑與所選的軸直徑 ⅡⅠ ?d 相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)： 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 1TKT Aca ? ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表１４－１，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取 ?AK ，則： mmNmmNTKT Aca ?????? 5 4 0 0 03 8 6 0 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩 caT 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，并根據(jù)電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因處于高速級(jí)，小功率，選取彈性柱銷聯(lián)軸器，查《設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 8— 5，選取 LX2型彈性柱銷聯(lián)軸器，型號(hào)： LX2 聯(lián)軸器，其公稱扭矩為mNTn ??560 。半聯(lián)軸器的孔徑 mmd 22?Ⅰ ，故取 mmd 22??ⅡⅠ ，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度 mmL 38? ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 mmL 521 ? （其余尺寸按表中取值）。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 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(jié)構(gòu)，軸裝于套杯內(nèi)，一對(duì)圓錐滾子軸承支撐（正裝）。 （２）根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)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(lián)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(dòng)軸承 配合，考慮到滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，內(nèi)徑為 5的倍數(shù)，故 mmd 20min ? LX2 聯(lián)軸器 mmd 22??ⅡⅠ mmL 40??ⅡⅠ mmd 25??ⅢⅡ 16 取 mmd 30??ⅣⅢ ▲ 所以同時(shí)選取相應(yīng)的軸承， 因軸承同時(shí)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(jù) mmd 30??ⅣⅢ ，查 《 設(shè)計(jì)手冊(cè) 》 表 6－７，取０基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)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(zhǎng)度時(shí)要考慮到小錐齒輪輪轂） 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，查《設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 6－７，取 a值。對(duì)于 30206型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得a=。懸臂長(zhǎng)度 mmBDL ?? ，作為懸臂梁的軸的支撐跨距mmABL ?? ， mmCAL ?? 根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖 受力簡(jiǎn)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(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面 B）的強(qiáng)度，根據(jù)式（ 155）及上表中的數(shù)值，并取 ?? ，軸的計(jì)算應(yīng)力 M P )(730400W)T(M3222121ca??????? M P a?? 前已選定軸的材料為 45鋼 ，調(diào)質(zhì)處理。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 151查得MPa06][ 1 ?? 。因此 ][ 1ca ?? ?? ，故非常安全。 判斷危險(xiǎn)截面：軸承右邊截面 VI 右側(cè)受應(yīng)力最大 1）截面 VI右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3 3 25 1562. 5W d m m? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) 3 3 25 31 25tW d m m? ? ? ? 截面 VI右側(cè)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(yīng)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(zhuǎn)切應(yīng)力 3 38600 1 2 . 3 5 23125T TT M P aW? ? ? ? 軸的材料為 45，調(diào)質(zhì)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(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按課本附表 32查取。因 ??， 30 ??，經(jīng)插值后查得 ?? = ?? = 又由課本附圖 31可得軸的材料敏感系數(shù)為 ? ? ? ? 故有效應(yīng)力集中系數(shù)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(shù) ??? ，附圖 33查得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ??? 。軸按磨削加工，由課本附圖 34得表面質(zhì)量系數(shù) ?? mind =30mm 19 為 ?? = ?? = 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 1?q? ，則綜合系數(shù)為 ??K ?k / ?? +1/ ?? 1? =+1/ 1? = ??K ?k /?? +1/ ?? 1? =+1/ 1? = 計(jì)算安全系數(shù) 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(cè) 抗彎截面系數(shù) 333 2 7 0 mmdW ???? 抗扭截面系數(shù) 333 5 4 0 mmdW t ???? 截面 VI左側(cè)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(yīng)力 5 2 5 9 4 . 7 1 9 . 4 82700b M M P aW? ? ? ? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)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(zhì)量系數(shù)為 ?? = ?? = 故得綜合系數(shù)為 ??K ?k /?? +1/ ?? 1? =+1/ 1? = ??K ?k /?? +1/ ?? 1? =+1/ 1? = 又取碳鋼的特性系數(shù) , 5?????? 所以軸的截面 VI左 側(cè)的安全系數(shù)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(shè)計(jì)計(jì)算 求輸入軸上的功率 P轉(zhuǎn)速 n2 和轉(zhuǎn)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(diào)質(zhì)處理。根據(jù) 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 表 153，取 112A0 ? ，于是得 mmnpAd 330m in ???? 最小直徑處為兩端，因?yàn)榕c軸承相連，所以取 mind =30mm ４、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （１）擬定軸上零件的裝配方案 具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖。 （２）根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 mmdd 30?? ?? ⅥⅤⅡⅠ mmLL 35?? ?? ⅥⅤⅡⅠ ▲ 所以同時(shí)選取相應(yīng)的軸承， 因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。 《 設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 6－７，?。盎居蜗督M、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)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(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承支點(diǎn) 位置時(shí)，從手冊(cè)中查取 a值。對(duì)于 30305型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得 a=13mm。因此， , mmACL ?? , mmCDL 692 ?? , mmDBL ?? 根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖 受力簡(jiǎn)圖 水平面： 垂直面： 合成彎矩 : 扭矩：