【文章內(nèi)容簡介】 扭矩 390TNm?載荷 水平面 H 垂直面 V支反力 F 1274,??1239,495NNVF??彎矩M5.? ? ?總彎矩 M 120,45m?扭矩T37Nm??6）按彎曲合成應(yīng)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的強度，由上表的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取 = 則：?????22 221 aTMPW???????前以選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表的 ＝60Mpa,因此 ，故安全。1??????ca?1?????7）精確校核軸的疲勞強度1判斷危險截面從受載情況來看，截面 c上的應(yīng)力最大，截面 c上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，而且這里軸的直徑最大，故截面 c也不必校核。因而只需校核截面 5左右兩側(cè)即可。2截面 5左側(cè)抗彎截面系數(shù)： ???抗彎截面系數(shù)： 265T截面左側(cè)的彎矩 M 為： ??截面上的扭矩 T 為：T=截面上的彎曲應(yīng)力： .710382b MpaW???截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： ?材料 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表 151 得 ， ， 。40Bpa??1275pa???15Mpa???截面上由于軸肩形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)：因 查得 ，?5..??.3?由附圖 31 得軸材料的敏性系數(shù)： ，082q??5?應(yīng)力集中系數(shù)為： 1()(.91).74kq???????????5326??由附圖 32 查得尺寸系數(shù) ；由附圖 33 得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 。?? ??軸按磨削加工，由附圖 34 查得表面質(zhì)量系數(shù)： .9????軸未進行表面強化處理，即 ，則得綜合影響系數(shù)：1q??.??????.????碳鋼的特性系數(shù)： ，取 =?????，取51??:??計算安全系數(shù) ，則得：????????? 1 ..????...ca S???????故可知其安全。3截面 5 右側(cè)抗彎截面系數(shù)： ???抗彎截面系數(shù)： 截面左側(cè)的彎矩 M 為： N截面上的扭矩 T 為：T=截面上的彎曲應(yīng)力： MpaW???截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： ?過盈配合處的 值，由附表 38 求出，并取k?? ????? ????軸按磨削加工，由附圖 34 查得表面質(zhì)量系數(shù)： 9??? ????????????計算安全系數(shù) ，則得：caS ??????????1 ..92aS??? S????????故可知其截面右側(cè)強度也是足夠的。致此，軸的設(shè)計計算即告結(jié)束。中間軸的設(shè)計計算1）中間軸上的功率 、轉(zhuǎn)速 及轉(zhuǎn)矩2p2n2T127.,98KWrN???2）求作用在齒輪 3 上的力因已知齒輪分度圓直徑 =.4 d323198 =?3tantan2 =??? ?3 = at??3）初步確定軸的最小直徑先按式（15—2）初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表 15—3，取，于是得：01A33omin7.=0=?4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1擬定軸上零件的裝配方案，如圖所示2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。1 根據(jù)計算的最小直徑顯然是安裝軸承的直徑，取軸的直徑 。因軸承同時受12675md??到徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求，并根據(jù) ，由12??軸承產(chǎn)品目錄中初步選取單列圓錐滾子軸承，其型號為 30211，其尺寸為,查得 a=21,而 ，因此 。56 ?????56?端需制出一軸肩，故取 ，因齒輪的寬度為 55mm，故取 。軸肩高度4d??471ml?h，取 h=6mm，直徑 。3802 為了滿足軸向定位要求，12 軸段右端需制出一軸肩，故取 23 段的直徑 ，齒輪 3236d?的寬度為 130mm，故取 。231ml??3取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離為 15mm，考慮考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離 s，取是 ， ， 。???c=20mm，故取 。??致此已初步確定了軸的各段直徑和長度。5 軸上零件的周向定位齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接，按截面 ，查表查得平鍵截面 ，236md??18bhm??鍵長為 110mm；按截面 ，查表查得平鍵截面 ，鍵長為 50mm 它們457??201bh?之間的配合采用 。76HK6 確定軸上的圓角和倒角尺寸參考表 152，取軸端倒角為 ，軸段 6 處軸肩的倒角為 mm,軸段 5 的倒角245m?? 為 R=2mm。5）求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算簡圖,從上已經(jīng)知道,對于圓錐滾子軸承 30211,由手冊中可查得a=21mm,作為簡支梁的軸的支承跨距 。對軸進行計算并做出彎矩圖23851027ml??和扭矩圖。對水平面進行計算： 123212330()()0NHtttFNFlll????????12386059NHF????2286NHt mM?? ?左 （1235690l?左217HN?右 2)31478t NmllF?????左 （對垂直面進行計算： 122339。39。1 133 332)()NVrNVr aFFMFolllM??? ??????（ ?12974635NVF????39。229740vNVv ml? ??左 （ ）123780m??右21vNVNlF??左 39。121322)6970rMNml?????右 （求總的彎矩，即合成彎矩： 221(860)(974)???上 3597?下 22()(10)40Nm??2上 14078697356??下 （ ） （ ）扭矩 TNm?載荷 水平面 H 垂直面 V支反力 F 123,08HF12974,1635NNVF??彎矩M 1286593740HNm???右左右左 12083769VVMm????左右左右總彎矩 M????下上 2下2上 ，扭矩T9?6）按彎曲合成應(yīng)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的強度，由上表的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取 = 則：?????22 2211 aTMPW???????22 2212 a前以選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表的 ＝60Mpa,因此 ，故安全。7）精??????ca?1?????確校核軸的疲勞強度1判斷危險截面從受載情況來看，截面 c上的應(yīng)力最大，截面 c上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，而且這里軸的直徑最大，故截面 c也不必校核。因而只需校核截面 5左右兩側(cè)即可。2截面 5左側(cè)抗彎截面系數(shù)： ???抗彎截面系數(shù)： 475T截面左側(cè)的彎矩 M 為： ??截面上的扭矩 T 為：T=截面上的彎曲應(yīng)力： MpaW???截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： ?材料 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表 151 得 ， ， 。Bpa??1275pa???15Mpa???截面上由于軸肩形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)：因 查得 ，???.3?由附圖 31 得軸材料的敏性系數(shù)： ，q??85?應(yīng)力集中系數(shù)為： 1()(.91).74k?????????85326q????由附圖 32 查得尺寸系數(shù) ；由附圖 33 得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 。?? ??軸按磨削加工，由附圖 34 查得表面質(zhì)量系數(shù)： .9???軸未進行表面強化處理，即 ，則得綜合影響系數(shù)：1q??.???????.???碳鋼的特性系數(shù)： ，取 =?????，取51??:??計算安全系數(shù) ，則得：caS?????????? 1 ??????????故可知其安全。3截面 5 右側(cè)抗彎截面系數(shù)： ???抗彎截面系數(shù)： 24T截面左側(cè)的彎矩 M 為： 截面上的扭矩 T 為：T=截面上的彎曲應(yīng)力： 385012bMpaW???截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： 94T?過盈配合處的 值，由附表 38 求出，并取k?? ????? ????軸按磨削加工，由附圖 34 查得表面質(zhì)量系數(shù)： 9??? ????????????計算安全系數(shù) ，則得：caS ???????????????????????故可知其截面右側(cè)強度也是足夠的。致此，軸的設(shè)計計算即告結(jié)束。輸出軸的設(shè)計計算1）輸入軸上的功率 、轉(zhuǎn)速 及轉(zhuǎn)矩3p3n3T1137.,382540mKWrNpT???2）作用在齒輪 1 上的力因已知齒輪分度圓直徑 1 =04 d4T2385 =27dtF???t4antan N??t4 =F96 aN??3）初步確定軸的最小直徑先按式（15—2）初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表 15—3，取，于是得：=0=.m825dP?輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，為了使所選的軸得直徑 和聯(lián)軸器的孔徑相78d?適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。查表 141,考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取 KA=,則聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩計算， ，按照計算轉(zhuǎn)矩 T NTK????? ca矩得條件，查手冊。選用 HL 7 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 6300000Nmm。聯(lián)軸器的孔徑 ，故取180m?，半連軸器長度 L＝172mm，半連軸器與軸配合的轂孔長度 ＝132mm 。2380md?? L4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1擬定軸上零件的裝配方案，如圖所示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)軸器的軸向定位要求，78 軸段左端需制出一軸肩，故 67 段得直徑 。678md??左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑 D=90mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故 78 段的長度應(yīng)比132mL?略短一些，現(xiàn)取 。78130ml??2 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受到徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求，并根據(jù)d =90mm,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取單列圓錐滾子軸承，其型號為 30218，其尺寸為32?,查得 a=,根據(jù)軸肩選 ；而 。???5690md????滾動軸承采用軸肩進行軸向定位，因此，取 。451?3取安裝齒輪處的軸段 23的直徑 ，齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位，已知239?齒輪輪轂的寬度為 98mm，為了使套筒端面可靠地壓緊輪齒，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度 h,故取 h=8mm，則軸環(huán)處的直徑2395ml??。軸環(huán)寬度 b，取 。41d3415ml??4軸承端蓋的總寬度為 32mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆，及便于對軸承添加潤滑脂的要求。取端蓋的外端面與樂趣、聯(lián)軸器的端面間的距離，l=30mm 故取 ，671l??。12453,???致此已初步確定了軸的各段直徑和長度。7 軸上零件的周向定位聯(lián)軸器、齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接，按截面 ，查表查得平鍵截面2395md??，鍵長為 110mm；按截面 ，查表查得平鍵截面2514bhm??780，鍵長為 110mm，它們之間的配合采用 。76HK8 確定軸上的圓角和倒角尺寸參考表 152，取軸端倒角為 ，軸肩圓角半徑 R=。??5）求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算簡圖,從上已經(jīng)知道,對于圓錐滾子軸承 30218,由手冊中可查得a=,作為簡支梁的軸的支承跨距 。對軸進行計算并做出彎矩231804732ml??圖和扭矩圖。對水平面進行計算： 122()NHtFll?????128906NHF????1890NmM?對垂直面進行計算： 1212()VrNFMll?????12045NVF?????04vV??2251836970N ml????求總的彎矩，即合成彎矩： 22211()(4)104HVMN????22890369756??扭矩 38540TNm?載 水平面 H 垂直面 V荷支反力F12890,1680NHNHF??1204,054NVNVF???彎矩Mm? 12,3697VVMmNm? ?總彎矩M12420,97056NN????扭矩T387?6）按彎曲合成應(yīng)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的強度，由上表的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取 = 則：?????22 221 aTMPW???????前以選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表的 ＝60Mpa,因此 ，故安全。1??????ca?1?????7）精確校核軸的疲勞強度1判斷危險截面從受載情況來看，截面 c上的應(yīng)力最大，截面