【文章內(nèi)容簡介】 出軸相適應(yīng)，故需先確定聯(lián)軸器的型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩： ca AT KT? ； 由于提升機(jī)的工作效率不大，工作轉(zhuǎn)矩變化小，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)。查表 141，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故選 ?AK ； 則： ca AT KT? =1. 3 48 26 0 62 73 8 N mm? ? ? 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，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選用 LT6型彈性 套 柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 2050Nm? 。半聯(lián)軸器的孔徑 1d =38mm，故取 12d? =38mm；半聯(lián)軸器長度Ｌ＝ 82mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 1 60L mm? 。 3． 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 4— 1 輸出軸的結(jié)構(gòu)與裝配 （ 1）根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段的直徑和長度 為使 1— 2 軸段滿足半聯(lián)軸器的配合要求，需制出一軸 肩，取 1— 2 段直徑23 42d mm? ? 。 初步選擇滾動(dòng)軸承 因所選用的齒輪為斜齒輪，則軸承同時(shí)承受有徑向和軸向力的作用，鼓選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) d23? =42mm，查手冊(cè)，初步選取 0基本游隙組標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承 30209，其尺寸為 45 75 D T mm mm mm? ? ? ? ?,故 3— 4軸的直徑 3 4 5 6 52d d mm????,而 56 26l mm? ? 。 3；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為 125mm，為了使套筒的端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 45 56l mm? ? 。 軸承端蓋的總寬度 20mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離 l=30mm 取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離 a=16mm，蝸輪與圓柱大齒輪之間的距離為 c=20mm。考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離 s，取 s=80mm。 至此，已知初步 確定了軸的各段直徑和長度。 （ 2） 軸上零件的周向定位 半聯(lián)軸 器與軸的周向 定位均采用平鍵 聯(lián)接。按 45d? 由手冊(cè) 選用平鍵 為3 2 1 8b h mm mm? ? ?，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 108mm，同時(shí)為了保證齒輪與軸的配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 7 6Hn 。同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為 28 16 90m m m m m m??，半聯(lián)軸器與軸的配合為 H7/k6，滾動(dòng)軸 承與軸的周向定位是借過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。 （ 3） 確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表 152，取左軸端倒角為 2 45??，右軸端倒角 45??， 2 出處倒圓 R=，其它處倒圓 R=。 4． 求軸上的載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖 4— 5， 在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)根據(jù)手冊(cè)查取 a 值。對(duì)于 32217型的滾動(dòng)軸承，由手冊(cè)查得 a=34mm。 又滾動(dòng)軸承如圖 53 正裝 ，則作為簡支梁的軸承跨距L= 23 4 4 .4 3 3 .4 7 7 .8L L m m? ? ? ?。根據(jù)軸的計(jì)算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖 4— 6。 圖 4— 6 輸出 軸的彎矩圖和扭矩 圖 從軸的機(jī)構(gòu)圖以及扭矩圖中可以看出， C截面是軸的危險(xiǎn)截面。 （ 1） 求軸上軸承的支座反力 NHF 和 NVF ，截面 C上的 HM 、 VM 、 M 求軸承的支反力 NHF 和 NVF 312322233 3 .4 1 7 3 0 7 2 4 .77 7 .84 4 .4 1 7 3 0 9 8 7 .37 7 .8tNHtNHFLFNLLFLLL? ? ? ??? ? ? ?? 31232223/2 279/2 raNVraNVF L F DFNLLF L F DLL? ? ????? ? ?? ? ?? 截面 C上的 HM 、 VM 、 M 12 321 N HM F L N m m? ? ? ? 1 1 22 2 32 7 9 4 4 . 4 1 2 3 8 7 . 68 4 3 . 6V N VV N VM F L N m mM F L N m m? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 則：總彎矩 M 為： 2 2 2 211 3 2 1 7 6 .6 8 1 2 3 8 7 .6 3 4 4 7 8 .9HVM M M N m m? ? ? ? ? ? 2 2 2 222 3 2 7 7 6 .6 8 8 4 3 .6 3 2 1 8 7 .7HVM M M N m m? ? ? ? ? ? 48260T N mm??； 5．扭矩合成應(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的強(qiáng)度，根據(jù)以上所算得的數(shù)據(jù)，并取 a =，軸的計(jì)算應(yīng)力為： ? ? ? ?222211 3 4 4 7 8 . 9 0 . 6 4 8 . 2 6 2 . 51 3 5 5 6 . 4 6caM a T M P a M P aW? ? ? ?? ? ?＜ ? ?1?? 前已選定軸的材料為 45鋼，由 表 151查得 ? ?1?? =60MPa ，故軸工作安全。 （ 6） 危險(xiǎn)截面 4校核： 截面 4左側(cè)： 抗彎截面系數(shù)： 3 3 49 d mm? ? ? ?； 抗扭截面系數(shù)： 3 3 30. 2 0. 2 49 23 52 9. 8TW d m m? ? ? ? ?； 截面左側(cè)的彎矩 M為： ??4 4 .4 2 6 1 4 2 8 8 .54 4 .4 N m m N m m? ? ? ?。 截面上的彎曲應(yīng)力： 1 4 2 8 8 .5 1 .21 1 7 6 4 .9b M M P aW? ? ? ?； 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： 1 48260 2 . 0 52 3 5 2 9 . 8T TT M P aW? ? ? ?； 軸的材料為 45 鋼，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) ?a 及 ?a 按附表 32查取。 因?yàn)? ?? ； 52 ?? ，經(jīng)插值后可查得： ? ? ； ? ? 又由附圖 31可得軸的材料的敏感系數(shù)為： ? ? ； ? ? ； 有效集中系數(shù)： ? ? ? ?1 1 1 0 .8 2 1 .9 1 1 .7 3 8k q a??? ? ? ? ? ? ? ?； ? ? ? ?1 1 1 0. 85 1. 30 1 1. 25 5k q a? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?； 由附圖 32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得表面質(zhì)量系數(shù) ?????? ； 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化，即 ,1?q? 則得綜合系數(shù)值為： 1 1 .7 3 8 11 1 2 .4 80 .7 2 0 .9 4kK ??????? ? ? ? ? ? ?； 1 1 . 2 5 5 11 1 1 . 7 40 . 7 2 0 . 9 4kK ??????? ? ? ? ? ? ?； 碳鋼的特性系數(shù)： ~??? ，取 ??? ； ~??? ，取 ??? ； 計(jì)算安全系數(shù) caS 值： 1 275 9 2 . 42 . 4 8 1 . 1 2 0 . 1 0amS K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ?； 1 155 5 4 522amS K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ?； 2 2 2 29 2 . 4 8 4 . 2 6 2 . 29 2 . 4 8 4 . 2ca SSS SS???? ?? ? ???＞ S=； 故可知其安全。 中間 軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞度，故采用碳鋼制造尤為廣泛。 材料選擇： 45鋼，采用熱處理（調(diào)質(zhì)）和表面未 強(qiáng)化處理，由機(jī)械手冊(cè)查得， 45號(hào)鋼采用調(diào)質(zhì)處理硬度為 217~255HB。 （ 1） 初步確定輸入軸的受力計(jì)算： 已知：輸入軸上的輸入功率 39。 KW? ? ； 轉(zhuǎn)速 1 600 / minnr? ； 轉(zhuǎn)矩 39。 11 0. 09T N mm? ??； 前面已經(jīng)算出軸上 蝸桿 分度圓直徑 : 140d mm?1 ； 求作用在蝸桿 上的力 39。11 2 2 1 1 0 0 9 0 1 6 3 9 . 5140ta TF F Nd ? ?? ? ? ?1； 12 2 2 1 1 0 0 9 0 387568at TF F Nd ?? ? ? ?22； 1 387 20 140 .9rF F tg N? ? ? ? ?r2 (2) 估算軸徑選取軸的型號(hào) 軸Ⅱ材料為 45 鋼， 經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算，初步計(jì)算軸徑， 軸徑計(jì)算公式30 nPAd? 查手冊(cè)可知道 A0=103~126 mm， 取 3 105A? ?d= 取軸頸 d = 24mm (3) 軸承選 取 圓錐滾子軸承 (30000 型 ) 標(biāo)準(zhǔn) =摘自 GB/T 2971994 參照 ISO3551977 單位 =(mm) 軸承代號(hào) =32020 尺寸 \d=45 尺寸 \D=75 尺寸 \T=20 尺寸 \B=19 3．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1)軸的方案設(shè)計(jì) (2)各段直徑及長度 軸承處直徑： d2~3= 45mm 軸承處長度： L2~3=66 mm 齒輪處的直徑： d1~2=38 mm（齒輪孔徑大于所通過的軸徑） 齒輪處長度： L1~2=54mm , (軸段長度應(yīng)略小于 輪轂長度 ) 擋油環(huán)處： L =18mm 蝸桿齒處： d5~6=117 ㎜ L5~6=117㎜ 軸承與箱體內(nèi)壁距離 s =5 mm 蝸輪與箱體內(nèi)壁距離 a =10mm 1． 確定輸出軸上的功率 P3 ，轉(zhuǎn)速 n3 和轉(zhuǎn)距 T3 。由前面可知 P3 =， n3 =, T3 =5912450NM。 2． 求作用在軸上的力：已知低速級(jí)齒輪的分度圓直徑為d3 =568mm,F t= 332Td? = 32 5 9 1 2 1 0 20818568?? ?N, F3r = F3t ta n 2 02 0 8 1 8 7 6 0 7 . 6c o s 5 . 0 9ntg N? ?? ? ? ?? 1. 初步確定軸的最小直徑： 低速軸Ⅲ材料為 45 鋼， 經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算，初步計(jì)算軸徑，取 3 105A? d 3333 5 .4 31 0 5 8 9 .58 .7 6PA m mn? ? ? ? ?,顯然此處為軸的最小直徑為使得出軸與鏈輪的孔徑相同，故需確定 彈性聯(lián)軸器。 孔徑 90Id mm? ， 基本尺寸為 D*d*T=105*90*39 4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) １） 擬訂軸晌零件的裝配方案圖 ２） 根據(jù)軸的軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 ３） d23= L1=175mm 取 L12=173mm ４） 選擇圓錐輥?zhàn)虞S承型號(hào)為（ 30221） ５） d56=113mm d45=115mm d56=125mm L45=115mm L56=15mm 第七章 軸承的校核 、 第一對(duì)軸 承的校核（即與軸 I裝配得軸承） 初選單列圓錐滾子軸承，其型號(hào)為 30209，其尺寸為 45 75 20 .7 5d D T? ? ? ? ?軸承得受力情況（簡圖）如下圖所示： （ 1） 計(jì)算徑向力 rF 軸向力 aeF 齒輪的徑向力1 2 2 2 211 7 2 4 . 7 2 7 9 7 7 6NHr N VF F F N? ? ? ? ?（ ） （ ） 2 2 2 22 2 2 9 8 7 . 3 3 7 0 . 9 1 0 5 4r N H N VF F F N? ? ? ? ?（ ） （ ） 齒輪的軸向力 444aeFN? （ 2）計(jì)算軸向派生力 由手冊(cè)查得 e= Y= 由課本表 137 得 YFF rd 2?則有： 11 724 2122 2 1 .7rd FFNY? ? ?? 22 987 2902 2 1 .7rd FFNY? ? ?? （ 3）計(jì)算軸承得軸向載荷 由于 21444 290 734ae d dF F N F? ? ? ? ?即軸承 1壓緊，軸承 2放松 由此得 12 444 290 734a ae dF F F N? ? ? ? ? 22290adF F N?? （ 4）計(jì)算當(dāng)量載荷 因 為 11776 1 .