【文章內(nèi)容簡介】 mmmmmmTD ????? ，,45 mmdd VIVIVIII ?? ?? 而 mmll VIVIVIII ?? ?? 。這對軸承均采用軸肩進行軸向定位，由 文獻【 4】 表 157 查得 30309 型 軸承的定位軸肩高度 ?h ，因此取 mm50d ??VIV 機械設(shè)計課程設(shè)計 17 3）取安裝齒輪處的軸段 VIVII 的直徑 mmd VIIVI 38?? ；為使套筒可靠地壓緊軸承， VVI段應(yīng)略短于軸承寬度，故取 mmVIV 40l ?? 。 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 mml IIIII 50?? 5）錐齒輪輪轂寬度為 45mm，為使套筒端面可靠地壓緊齒輪取 mml VIIVI 40?? 6）由于 2baLL? ，故取 lⅣ Ⅴ =65 （ 3） .軸上的周向定位 圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按 dⅥ Ⅶ =38mm 由 文獻【 1】 表 61 查得平鍵截面mmmmmmlhb 36810 ????? ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 36mm，同時為保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 67nH ；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 m6。 （ 4） . 確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 2 45??,各軸肩處的圓角半徑 R2. 參考 文獻【 3】 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F NFNH ? NFNV ?? NFNH ?? NFNV ? 彎矩 M 0 2 1 2 ?? NM H 8 921 ?? ?? NM NMVV Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 機械設(shè)計課程設(shè)計 18 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 ? ? 36 40 70 0)(3222122ca MPW TM ?? ????? ??， 前已選定軸的材料為45 鋼（調(diào)質(zhì)），由 文獻【 1】 表 151 查得 ? ? ? ?1160 , caM P a? ? ?????，故安全。 7. 精確校核軸的疲勞強度 （ 1） . 判斷危險截面 截面 A,II,III,B 只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均削弱軸的 疲勞強度，但由于軸的最小直徑是按強度寬裕確定的，所以截面 A,II,III,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 II 過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，從受載的情況來看，截面上的應(yīng)力最大截面 D 上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，故截面 D不必校核，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而只需校核截面 VI 左右兩側(cè)即可。 （ 2） . 截面 VI 左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 333 . 1 dW ???? 抗扭截面系數(shù) 333T . 2 dW mm???? 截面 VI 右側(cè)彎矩 M 為 mmNM ????? 截面 VI 上的扭矩 1T 為 mmNT ?? 364001 截面上的彎曲應(yīng)力 總彎矩 mm2 0 7 0 0 . 7 NM222H22V121????????NMMMVH 扭矩 T ?? NT 機械設(shè)計課程設(shè)計 19 MP aWMb ???? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MP aWT TT 22536 4001 ???? 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由 文獻【 1】 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) b? 及 ?? 按附表 32 查取。因 ??dr ， ?dD ，經(jīng)插值后查得 , ?? tb ?? 又由附圖 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)1(1 )1(1k ???? ???? T bqk q ???? ?? 由 文獻【 1】 附圖 32 查得尺寸系數(shù) ??? ，由 文獻【 1】 附圖 33 查得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ?r? 軸按磨削加工，由 文獻【 1】 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 ????????????????????kKk 又取碳鋼的特性系數(shù) , ?? ?? ?? 計算安全系數(shù) caS 值 221552752211??????????????????????SSSSSSkSKScmm????????????????????? 故可知安全。 （ 3）截面 VI 右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 333 . 1 dW ???? 抗扭截面系數(shù) 333T 0 9 7 .2 dW mm???? 機械設(shè)計課程設(shè)計 20 截面 VI 左側(cè)彎矩 M 為 mmNM ?? 截面 VI 上的扭矩 1T 為 mmNT ?? 364001 截面上的彎曲應(yīng)力 M PaWMb ??? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MP aWTTT ??? 過盈配合處的???k ，由 文獻【 1】 附表 38，用插值法，并取???? ?? kk ? ，有 ???k = ????k 軸按磨削加工，由 文獻【 1】 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 ????????????????????kKk 又取碳鋼的特性系數(shù) , ?? ?? ?? 計算安全系數(shù) caS 值 221552752211??????????????????????SSSSSSkSKScmm????????????????????? 故可知安全 。 中間軸設(shè)計 求輸入軸上的功率 2P 、轉(zhuǎn)速 2n 和轉(zhuǎn)矩 2T mNTrnkwP ???? 94m i n ,/, 333 求作用在齒輪上的力 機械設(shè)計課程設(shè)計 21 已知圓柱斜齒輪的分度圓直徑為 mmmz 11 ?? 而 NFFNFFNdTFtntrmt o sc o stan11114141???????????????????? 已知圓錐齒輪與輸入軸的錐齒輪之間的力為作用力和反作用力因 而 NFNFNFrt222???? 圓周力 tF 、徑向力 rF 及軸向力 aF 的方向如圖所示 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 40 rc （調(diào)質(zhì)），根據(jù) 文獻【 1】 表 153，取 118A 0 ? ，得 mmA 42 30m in ??，中間軸的最小直徑顯然是安裝滾動軸承的直徑 IIId? 和 VIVd? （ 1） . 擬定軸上零件的裝配方案如下 (2). 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1 ）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) dⅠ Ⅱ 和 dⅤ Ⅵ ? ，由 文獻【 6】 初步選取 0 基本游隙 組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的 單列圓錐滾子軸承 30305，其尺寸為mmmmmmTD ????? ， ,25 mmdd VIVIII ?? ?? 這對軸承均采用軸肩機械設(shè)計課程設(shè)計 22 進行軸向定位，由 文獻【 6】 查得 30305 型 軸承的定位軸肩高度 mm? ，因此取套筒直徑 32mm。 2）取安裝齒輪處的軸段 mmd VIVIIIII 32d ?? ?? ；錐齒輪左端與左 軸承之間采用套筒定位，已知錐齒輪轂長 L=42mm，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長，故取 mm39l ??IIIII ，齒輪的右端面采用軸間定位，軸間高度 ? ，故取mmh 3? ，則軸環(huán)處的直徑為 dⅢ Ⅳ mm38? 。 3）已知圓柱斜齒輪齒寬 mm701 ?B ，為使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸應(yīng)略短于輪轂長，故取 mm68l ??VIV 。， 4）取齒輪距箱體壁內(nèi)之距 mma 16? ,錐齒輪與軸之上的圓柱齒輪間的距離 mmc 20? ， 考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承的位置上，應(yīng)距箱體內(nèi)壁有一段距離mms 8? 。 mmasTl III )3740( ??????? mmasTl VIV )6870( ??????? mml IVIII 20?? （ 3） .軸上的周向定位 圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按 IIIII?d 由 文獻【 1】 表 61 查得平鍵截面mmmmh 810b ??? ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 32mm，同時為保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67mH ；圓柱齒輪的周向定位采用平鍵連接，按VIVd? 由表 61 查得平鍵截面 mmmmh 810b ??? ，鍵槽 用鍵槽銑刀加工，長為 56mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故 參考 文獻【 5】 選擇齒輪輪轂與軸的配合為67mH ；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 6m 。 （ 4） . 確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 2 45??,各軸肩處的圓角半徑 R2. 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算簡圖。在確定軸承的支點位置上 a 的值，對于 30305 型圓錐滾子軸承，有機械設(shè)計課程設(shè)計中查得 a=13mm,故作為簡支梁的軸的支撐跨距 機械設(shè)計課程設(shè)計 23 mmLLL ?????? 。 參考 文獻【 3】 軸的計算 列于下表： 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 ? ? MPw TMca 232 ??? ?? 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F ?NHF NFNV ? NFNH ? NFNV ? 彎矩 M ?? NM H 12 1921 ?? ?? NM NMVV 總彎矩 64 94M 2V12m a x ???? HMM 扭矩 T m942 ?? NT 機械設(shè)計課程設(shè)計 24 )( 222ma xca MPW TM ??? ?? 前已選定軸的材料為 40 rc （調(diào)質(zhì)），由 文獻【 1】 表 151 查得 ? ? ? ?1ca1 M P a70 ?? ?? ??? ，故安全。 7. 精確校核軸的疲勞強度 （ 1） . 判斷危險截面 Ft Fr1 Fa1 Ft Fa Fr Fnv1 Fnh1 F/NV1 F/NV2 FNH2 FNV2 74 Fr1 Ft1 FNH1 Ft FNH2 FNV1 Fr1 Fa1 Fr Fa Ma1 Fa T 21749 5642 MH MV M 機械設(shè)計課程設(shè)計 25 由圖知Ⅱ、Ⅲ、 Ⅳ、Ⅴ截面為應(yīng)力集中面，其中Ⅳ、Ⅴ受到的彎矩最大，但是Ⅳ較Ⅴ的直徑大，但是由于還受到扭矩，因此Ⅳ是危險截面，校核該截面即可。 （ 2） . 截面Ⅳ左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 333 . 1 dW ???? 抗扭截面系數(shù) 333T . 2 dW mm???? 截面Ⅳ右側(cè)彎矩 M 為 mmNM ?? 截面 VI 上的扭矩 1T 為 mmNT ?? 940001 截面上的彎曲應(yīng)力 MP aWMb ???? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MP aWT TT 3940 001 ???? 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由 文獻【 1】 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) b? 及 ?? 按 文獻【 1】 附表 32 查取。因 ??dr ， ?dD ，經(jīng)插