【文章內(nèi)容簡介】 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的軸向定位均采用平鍵聯(lián)接 查機械設(shè)計手冊得 半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用 A型 平鍵 b h l?? = 6179。 6179。 25 ， 半聯(lián)軸器與軸的配合為 7/ 6Hk 齒輪與軸的聯(lián)接，選用 B 型 平鍵 b h l??= 8179。 7179。 10， 齒輪與軸的配合為 7/ 6Hn 鍵的強度校核 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 (1)A 型鍵的材料為鋼，查手冊得許用擠壓應(yīng)力 [ p? ]=100~120MPa,取[ p? ]=110MPa,鍵的工作長度 l L b??=256=19mm ,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度? =179。 6=3mm 由式 332 1 0 2 3 9 . 8 2 3 5 1 03 1 9 1 9p T k ld? ? ? ??? ??=[ p? ],故符合要求。 鍵的標(biāo)記為：鍵 6179。 25 GB109679 (2)B 型鍵的材料為鋼，查手冊得許用擠壓應(yīng)力 [ p? ]=100~120MPa,取[ p? ]=110MPa,鍵的工作長度 lL? =10 mm ，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度? =179。 7= 由式 332 1 0 2 3 9 . 8 2 3 5 1 03 . 5 1 0 2 6p T k ld? ? ? ??? ??=[ p? ],故符合要求。 鍵的標(biāo)記為：鍵 B8179。 10 GB109679 確定軸上圓角和倒角尺寸 兩 軸 端 端倒角為 1179。 45176。，各軸肩處的圓角半徑 R = 1 ~ 2mm 求作用在齒輪上的力 2tF T d? = 2179。 tanrtFF?? = 179。 tan20176。 = cosntFF ?? =176。 = 求軸上的載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖 做 出軸的計算簡圖 如圖中軸上所受的力作受力分析得 圖 33 軸的受力分析圖 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做 出軸的彎矩和扭矩圖 ，從 中可以看出截面 C 是軸的危險截面 。 圖 34 軸的載荷分析圖 由以上圖可以計算： 表 31 截面 C 載荷值 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反 力 F 1NHF = , 2NHF = 1NVF = , 2NVF = 彎矩 HM = .Nmm VM = .Nmm 總彎矩 M M = 22HVMM? = .Nmm 扭矩 T T = .Nmm 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 按彎扭合成應(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（即危險截面 C ）的強度。根據(jù)式（ 155）及上表中的數(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 ? =，軸的計算應(yīng)力 ? ? ? ?222233 4 9 2 0 .1 9 0 .6 3 9 8 2 3 .50 .1 2 6caMTW ?? ? ? ??? ? MPa= 前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 151 查得 1[]?? =60MPa。因此1[]ca???? ，故安全。 精確校核軸的疲勞強度 判斷危險截面 截面 A , II , B , III 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扭轉(zhuǎn)強度較為寬裕確定的，所以截面 A , II , B , III 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 IV 和 V 處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來看，截面 C 上的應(yīng) 力最大。截面 IV 的應(yīng)力集中的影響和截面 III 的相近， 但截面 IV 不受扭矩作用，同時軸徑也較大，故不必做強度校核。截面 C 生雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大（過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里中軸的直徑最大，故截面 C 也不必校核。截面 V 和VI顯然更不必校核。由第三章附錄可知，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而該軸只需校核截面 III 左右兩側(cè)即可。 截面 III 左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3 3 3 30 .1 0 .1 2 2 1 0 6 4 .8W d m m m m? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) 3 3 3 30 . 2 0 . 2 2 2 2 1 2 9 . 6TW d m m m m? ? ? ? 截面 III 左側(cè)的彎矩 M 為 3 8 6 .53 4 9 2 0 .1 9 . 2 8 9 4 7 .38M N m m N m m?? ? ? 截面 III 上的扭矩 T 為 T = .Nmm 截面上的彎曲應(yīng)力 28947 b M M P a M P aW? ? ? ? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 3 9 8 2 3 .5 1 8 .7 02 1 2 9 .6TTT M P aW? ? ? ? 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表 151 查得 B? =640MPa， 1?? =275MPa，1?? =155MPa。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中 系數(shù) ?? 及 ?? 按附表 32 查取。因? =， 2622Dd? ，經(jīng)插值后可查得 ?? =, ?? = 又由附圖 31 可得軸的材料的敏性系數(shù)為 q? =， q? = 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式（附表 34）為 ? ? ? ?1 1 1 0 . 7 8 1 . 8 5 9 1 1 . 6 7 0kq? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1 1 1 0 . 8 0 1 . 4 1 8 1 1 . 3 3 4kq? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? 由附圖 32的尺寸系數(shù) ?? ? ；由附圖 33的扭轉(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)為 ?????? 軸未經(jīng)表面強化處理，即 q? =1，則按式（ 312）及式（ 312a）得綜合系數(shù)為 ` 1 1 .6 7 0 11 1 2 .0 5 20 .8 5 0 .9 2kK ?? ????? ? ? ? ? ? ? 1 11 1 ??????? ? ? ? ? ? ? 又由 167。 31及 167。 32 得碳鋼的特性系數(shù) ~ ?? ? ，取 ?? = ~ ?? ? ，取 ?? = 于是，計算安全系數(shù) caS 值，按式（ 156） ~（ 158）則得 1 275 4 .9 2 92 .0 5 2 2 7 .1 9 0 .1 0amS K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ? 1 155 1 0 .4 4 61 8 .7 0 1 8 .7 01 .5 3 7 0 .0 522amS K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ? .2 2 2 24. 92 9 10 .4 46 4. 46 1. 54. 92 9 10 .4 46ca SSSSSS???? ?? ? ? ? ? ??? 故可知其安全。 截面 III右側(cè) 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 抗彎截面系數(shù) W W 按表 154 中 的 公式計算。 3 3 3 30 .1 0 .1 2 6 1 7 5 7 .6W d m m m m? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) 3 3 3 30 . 2 0 . 2 2 6 3 5 1 5 . 2TW d m m m m? ? ? ? 彎 矩 M 及彎曲應(yīng)力為 3 8 6 .53 4 9 2 0 .1 9 . 2 8 9 4 7 .3828947 1 6 .4 71 7 5 7 .6bM N m m N m mM M P a M P aW??? ? ?? ? ? 扭矩 T 及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 398 . TT N mmT M Pa M PaW??? ? ? 過盈配合處的 k???，由附表 38用插值法求出，并取 ??????，于是得 k???= 0. 8 2. 62 4 2. 09 92k ??? ? ? ? 軸按磨削加工，由附圖 34 得表面質(zhì)量系數(shù)為 ????? = 故得綜合系數(shù)為 111 2. 62 4 1 2. 71 ??????? ? ? ? ? ? ? 111 99 2 1 2kK ??????? ? ? ? ? ? ? 所以軸在截面 III 右側(cè)的安全系數(shù)為 1 275 6 .1 5 92 .7 1 1 1 6 .4 7 0 .1 0a a mS K? ??? ? ??? ? ?? ? ? ? 1 155 1 2 .2 3 71 1 .3 3 1 1 .3 32 .1 8 6 0 .0 522amS K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ? 2 2 2 2. 59 12 .23 7 0 59 12 .23 7ca SSSSSS?????? ? ? ? ? ??? 故該軸在截面 III 右側(cè)的強度也是足夠的。因無大的 瞬時過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱 性， 故可略去靜強度校核。至此，主動軸的設(shè)計計算結(jié)束。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 從動軸的計算 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 圖 35 軸的結(jié)構(gòu)與裝配 由于齒輪寬度為 22mm ，為滿足從動軸不轉(zhuǎn)動，可在齒輪里加上滾動軸承，為使所用軸承寬度小于齒輪寬度和軸承外徑小于齒輪齒根圓直徑，選用軸承型號 7100C ， 軸承配合為 7/ 6Hm， 其尺寸 d D B??=12mm 179。 28mm 179。 8mm 。 則IId? =12mm ；同時為使其在左泵蓋內(nèi)部，取其長度 IIIl? =62 mm 。 IIIII 軸段在其內(nèi)部腔體內(nèi)，而腔體直徑為 57 mm ， 故 II IIId? =57mm ,取其長度 I IIl? =5 mm . 由一較大軸肩，取 III IVd? =25mm ，而其長度為 III IVl ? =70 mm ； 同時在軸段 III 處也有一軸套其直徑 D =25mm 。 軸段 IVV 與軸段 IIIIV 有一軸肩，去軸肩高度為 ，則IVVd? =20mm 。因為在軸段 IVV 與軸段 IIIIV 后接有變量機構(gòu)，為是其滿足變量特性 軸段 IVV要稍長些， 取 IVVl? =40mm ，并取一橫截面，其寬度為 10mm 這樣就確定了從動軸各段的直徑和長度。 求軸上的載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做 出軸的計算簡圖 如圖中軸上所受的力作受力分析得 圖 36 軸的受力分析圖 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 根據(jù) 軸的結(jié)構(gòu)圖 做 出軸的彎矩和扭矩圖 ，從 中可以看出截面 C 是軸的危險截面。 圖 37 軸的載荷分析圖 由以上圖可以計算： 表 32 截面 C 的載荷值 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 12NH NHFF? = 12NV NVFF? = 彎矩 HM = .Nmm VM = .Nmm 總彎矩 M M = 22HVMM? = .Nmm 精確 校核軸的強度 進行校核時，由于軸不受扭矩作用，則 只需要計算 軸 上危險截面 CC? 的彎曲應(yīng)力即可。 截 面 C 的抗彎 截面 系數(shù) 3 3 3 30 . 1 0 . 1 1 2 1 7 2 . 8W d m m m m? ? ? ? 截面 C 的彎曲應(yīng)力 b M M P a M P aW? ? ? ? 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表查得 [ 1?? ]= 60MPa 則 b? [ 1?? ] , 故安全 。 求強度安全系數(shù) n? 過盈配合處的 k???的值 , 由附表 38用插入法求出 ??? ? 軸按磨削加工 ,由附圖 34得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? = 故得綜合系數(shù)為 111 2. 28 3 1 2. ??????? ? ? ? ? ? ? 軸的材料為 45 鋼 ,調(diào)質(zhì)處理 ， 由表 151查得 1?? = 275MPa