【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 —— 軸轉(zhuǎn)速， r/min。 C—— 系數(shù)。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》取： C=100，于是 ?d mm。 計(jì)算所得直 徑應(yīng)為安裝齒輪或蝸桿的最小直徑，取 d=60mm. ③軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)估算所得直徑 ，輪轂寬及安裝情況等條件，軸的結(jié) 13 構(gòu)及尺寸可進(jìn)行草圖設(shè)計(jì)，如圖 所示，軸的輸出端孔徑 40mm，孔長(zhǎng) 90mm，聯(lián)軸臺(tái)階起定位作用。離合器用軸肩定位，彈簧座安裝在離合器的左邊，蝸輪安裝在右邊，然后在兩端個(gè)安裝一個(gè)角接觸球軸承（ GB27682），其寬度為 25mm，用軸套定位。根據(jù)減速器的內(nèi)壁到蝸輪和 軸承端面的距離，以及軸承蓋裝拆方便等要求參見設(shè)計(jì)手冊(cè)中有關(guān)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將軸的結(jié)構(gòu)尺寸初步取定如圖 所示，這樣軸承跨距為 210mm， 由此可進(jìn)行軸和軸承等的校核計(jì)算。 圖 軸結(jié)構(gòu)示意圖 ④計(jì)算蝸輪受力。蝸桿、蝸輪分度圓直徑分別為： 40mm， 160mm。 蝸桿、蝸輪所受轉(zhuǎn)矩分別為： mm， mm。 蝸輪作用力： 圓周力 ?2tF ? ?NdT 2 8 0 5/2 22 ? 徑向力 ?2rF ? ?NFt 6 6 0ta n2 ?? 軸向力 )(3 9 6 4 9/2 112 NdTF a ?? 加工工件的最大質(zhì)量是 100kg，由減速器和尾架間的三爪卡盤平均承受，因此，軸行承受的徑向力 F=490N。 軸受力的大小及方向如圖 。 ⑤計(jì)算軸承反力。垂直面受力圖如圖 所示，水平面受力圖如圖 所示。 圖 軸受力示意圖 14 圖 垂直面受力示意圖 圖 水平面受力示意圖 垂直面： ? ? ? ?NFFdFR raV ????? ? ?NRFR VrV ????? 水平面： ? ?NFR tH 5 1 2210/741 ??? ? ?NRFR HtH 2 9 312 ??? ⑥繪制彎矩圖。垂直面彎矩圖如圖 。 圖 垂直面彎矩示意圖 ? ? xRxMAC Vx : 1 ??? ? ? ? ? : a1 ?????? xxFdFRxMCB rVx ? ? ? ? ? ? 3 7 1 9 92 1 01 3 62/: 2a1 ???????? xRxFdFRxMBD VrVx 截面 c: 9 7 6 7 9 2 439。 ???? xM cV （ N mm） 6 5 7 2 0 1 9 2 ???? xM cV （ N mm） 截面 b: 3 7 1 9 2 7 039。 ???? xM bV （ N mm） ???? xM bV （ N mm） 水平面彎矩圖如圖 49所示。 ? ? xRxMAC Hx 5 1 2: 1 ?? 圖 水平面彎矩示意圖 15 ? ? ? ? 7 4 1 5 5 2 9 31 3 6: 1 ?????? xxFRxMCB tHx ? ? ? ? ? ? : 21 ??????? xxRxFRxMBD HtHx 截面 c: 1 3 6 9 5 1 5 1 239。 ???? xM cH （ N mm） 1 3 6 9 7 4 1 5 5 2 9 3 ???? xM cH （ N mm） 截面 b： 39。 ???? xM bH （ N mm） ??? xM bH （ N mm） 合成彎矩圖如圖 。 圖 合成彎 矩示意圖 3 1 2 7 239。39。39。22c ??? cVcH MMM（ N mm） 6 8 7 4 722 ??? cVcHc MMM（ N mm） 3 7 1 9 939。39。39。22 ??? bVbHb MMM（ N mm） 3 7 1 9 922 ??? bVbHb MMM（ N mm） ⑦繪制扭矩圖。扭矩示意圖如圖 所示。 圖 扭矩示意圖 由渦輪受力計(jì)算結(jié)果可知： ?T N mm，又根據(jù) σb=750MPa，由設(shè)計(jì)手冊(cè)可知 ? ? 73b1 ?? MPa， ? ? 124b0 ?? MPa，故 a=73/124=，則 0 3 0 9 0 2 4 4 4 ???aT （ N mm） ⑧繪制當(dāng)量彎矩圖。當(dāng)量彎矩圖如圖 所示。 16 圖 當(dāng)量彎矩示意圖 對(duì)于截面 c: ? ? 39。39。 22 ??? aTMM cce（ N mm） ? ? 2 ??? aTMM cece （ N mm） 對(duì)于截面 b: ? ? 39。39。 22 ??? aTMM bbe（ N mm） ? ? 85 07 22 ??? aTMM bbe（ N mm） ⑨ 計(jì)算危險(xiǎn)截面 c處的直徑。危險(xiǎn)截面 c處的直徑為 ? ? 1 ?? ? bcec Md ?（ mm） 取截面 c直徑為 60mm，所以該軸強(qiáng)度滿足要求。 齒輪 軸的設(shè)計(jì) ①選擇軸的材料。 40Cr，調(diào)質(zhì)處理。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得：硬度為241~286HBS， a750MPb ?? ， a550MPs ?? 。 ②按轉(zhuǎn)矩估算軸的最小直徑。?。?C=100，于是 ?d mm。 計(jì)算所得應(yīng)是最小軸徑（即安裝齒輪）處的直徑，因 該段軸上有平鍵，對(duì)軸的消弱較大，為增大強(qiáng)度，取 15?d mm。 ③軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。齒輪軸的結(jié)構(gòu)及尺寸草圖 設(shè)計(jì)如圖 所示，安裝齒輪處的直徑為 15mm，長(zhǎng)為 14mm，軸間臺(tái)階作齒輪左側(cè)軸向定位用，根據(jù)減速器的內(nèi)壁到電動(dòng)機(jī)齒輪端面得距離，可將軸肩寬度取為 5mm；右側(cè)定位用擋圈（直徑為 20mm，中間有一個(gè)直徑為 的孔，厚度為 ），用 M6? 4 的螺釘將其固定于軸端。左邊的軸段固定于箱壁內(nèi)，使其與箱體為過(guò)盈配合。軸的結(jié)構(gòu)尺寸初步取定如圖 所示。 17 圖 齒輪軸結(jié)構(gòu)示意圖 ④計(jì)算齒輪受力。由設(shè)計(jì)手冊(cè)中可知： a． 大 齒輪作用力如下 圓周力 ?? dTFt （ N） 徑向力 n11 ?? ?tr FF （ N） b． 小齒輪作用力如下。 圓周力 6 2/2 222 ?? dTFt （ N） 徑向力 ?? ?tr FF （ N） 軸受力的大小及方向如圖 所示。 圖 軸受力示意 圖 ⑤計(jì)算軸承反力。垂直面受力圖如圖 所示，水平面受力圖如圖 所示。 垂直面： ? ? ????? rrV FFR （ N） 圖 垂直面受力示意圖 18 圖 水平面受力示意圖 ?????? VrrV RFFR （ N） 水平面： ? ? 4 972/1852 211 ??? ttH FFR （ N） ???? HttH RFFR （ N） ⑥繪 制彎矩圖。垂直面彎矩圖如圖 所示。 圖 垂直面彎矩示意圖 ? ? xxRxMAC V : 1 ??? ? ? ? ? : 11 ?????? xxFxRxMCB rV ? ? ? ? ? ? 2 1 5 6 85420: 211 ??????? xxFxFxRxMBD rrV 截面 c: 8 1 39。 ???? xM cV (N mm) 8 1 0 9 ????? xM cV (N mm) 截面 b: 0 3 0 9 39。 ????? xM bV (N mm) 0 3 2 1 5 6 8 ???? xM bV (N mm) 水平面彎矩圖如圖 所示。 圖 水平面彎矩示意圖 ? ? xxRxMAC H : 1 ?? ? ? ? ? 0 1 : 11 ????? xxFxRxMCB tH ? ? ? ? ? ? 3 3 9 : 211 ???????? xxFxFxRxMBD ttH 截面 c: 39。 ?? xM cH (N mm) 9 9 0 1 ??? xM cH (N mm) 截面 b： 3 4 0 1 39。 ??? xM bH (N mm) 19 3 4 3 3 9 ???? xM bH (N mm) 合成彎矩圖如圖 419 所示。 圖 合成彎矩示意圖 39。39。39。 22 ??? cVcHc MMM (N mm) 3 1 0 22 ??? cVcHc MMM (N mm) 8 8 439。39。39。 22 ??? bVbHb MMM (N mm) 8 8 4 22 ??? bVbHb MMM (N mm) ⑦繪制扭矩圖。扭矩圖如圖 所示。 圖 扭矩示意圖 由表 可知： T=7313N m，有根據(jù) 750?b? MPa，查設(shè)計(jì)手冊(cè)得? ? 731 ?? b? MPa， ? ? 1240 ?b? MPa，故 ??a 3 1 47 3 1 ???aT （ N mm） ⑧繪制當(dāng)量彎矩圖。當(dāng) 量彎矩圖如圖 所示。 圖 當(dāng)量彎矩示意圖 截面 c: ? ? 239。39。 22 ??? aTMM cce（ N mm） ? ? 22 ??? aTMM cce（ N mm） 截面 b: ? ? 639。39。 22 ??? aTMM bbe(N mm) ? ? 22 ??? aTMM bbe(N mm) ⑨ 分別計(jì)算軸截面 c和 b處的直徑。公式如下。 20 ? ? 1 ?? ? bcec Md ?（ mm） ? ? 1 ?? ? bceb Md ?（ mm） 兩截面雖有鍵槽削弱，但結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所確定的直徑分別達(dá)到 20mm 和 15mm，所以強(qiáng)度滿足要求。 蝸桿軸的設(shè)計(jì) ①選擇軸的材料。用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度為 241~286HBS， 750?b? MPa，550?s? MPa。 ② 按轉(zhuǎn)矩估算軸的最小直徑。 去 C=100，則 ?d mm，計(jì)算所得應(yīng)是最小軸徑（即安裝齒輪）處的直徑，因該段軸上有平鍵，對(duì)軸的影響較大，為增大強(qiáng)度，取 d=25mm。 ③軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。蝸桿軸的結(jié)構(gòu)及尺寸可進(jìn)行草圖設(shè)計(jì)，如圖 所示，安裝齒輪 2 處的直徑為 25mm，長(zhǎng)為 32mm，軸間臺(tái)階作齒輪左側(cè)軸向定位用，將軸間寬度取為 5mm 左側(cè)定位用軸套（直徑為 35mm，長(zhǎng)度為 17mm）。同