【文章內(nèi)容簡介】 要承受高扭矩，高彎矩，是提升機(jī)中最重要的零件之一，故軸的材料選用 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）初步計算軸的直徑 參照文獻(xiàn) [3]中關(guān)于軸的設(shè)計部分，根據(jù)軸的承載情況，選擇扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算法來計算軸的直徑。 3min / nPAd ? （ 34）式中 A—— 系數(shù)，此處取 120， P—— 電動機(jī)功率， Kw n—— 軸的轉(zhuǎn)速， r/min, 將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式 34可得 mmd ??? （ 35） 因?yàn)檩S端裝聯(lián)軸器需要開鍵槽，會削弱軸的強(qiáng)度，故將軸徑增加 4%~5%，取軸的直徑為 70mm。 2）各軸段直徑的確定 如圖 31所示，軸段①與減速機(jī)空心輸出軸套裝配，并且在接近軸段②處裝有毛氈彌封圈，故直徑 d1=70mm。軸段②和軸段⑧上安裝軸承，現(xiàn)暫取軸承型號為 2217，其內(nèi)徑 d=85mm，外徑 D=150mm，寬度 B=36mm，故軸段②的直徑 d2= d8=85mm。軸段③和軸段⑦的直徑為軸承的安裝尺寸，查有關(guān)手冊，取 d3= d7=95mm。軸段④和軸段⑥上安裝驅(qū)動鏈輪，考 慮到軸段④與軸段⑥中間的截面承受的彎矩最大，故在直徑上有所增加，現(xiàn)暫定 d4= d6=100mm。軸段⑤考慮滾筒便于安裝拆卸，直徑略比軸段④和軸段⑥的直徑小，取 d5=110mm。 圖 31 驅(qū)動軸示意圖 3）各軸段長度的確定 軸段①與減速機(jī)空心輸出軸套裝配，其長度主要決定于減速機(jī)和頭部殼體之間的安 11 裝尺寸，同時還要保證與減速機(jī)相配合的部分有足夠的長度，從手冊中查知減速機(jī)的相關(guān)安裝尺寸要求，現(xiàn)暫取 l1=140mm。軸段②與軸段⑧上安裝軸承，其長度決定于軸承的安裝尺寸，故取 l2=l8=110mm。軸段③和軸段⑦的長 度主要根據(jù)兩軸承之間的距離和滾筒在軸向上的安裝尺寸來定。考慮到其軸向上密封板、殼體法蘭和軸承座等占據(jù)的位置，暫取兩軸承軸向上的中心距離為 590mm，則可以暫取 l3=l7=155mm。軸段④、⑤、⑥的長度要和驅(qū)動鏈輪一并設(shè)計，現(xiàn)暫定 l4=l6=120mm， l5=40，驅(qū)動軸總長為 950mm。 4) 軸上零件的固定 考慮到軸段①、④、⑥處鍵傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，故軸段①與聯(lián)軸器的配合選用 k6；軸段④、⑥與驅(qū)動鏈輪的配合選用 r6；軸段②、⑧與軸承內(nèi)圈的配合選用 r6。與減速機(jī)和驅(qū)動鏈輪的聯(lián)結(jié)均采用 A 型普通平鍵，分別為鍵 20 125 GB10961996 及鍵 28 110 GB10961996。 5) 軸上倒角及圓角 軸端倒角 2 45176。，安裝鏈輪的軸段倒角為 45176。，倒圓角為 ，為方便加工，其它軸肩圓角半徑均取為 。 軸的強(qiáng)度校核計算 1）軸的受力分析及彎扭矩圖 32 所示 圖 32 軸的受力分析及彎扭矩圖 2）計算支承反力 由于軸在水平面上不受力， 寧夏理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 12 故 FRIH=FR2H=0 （ 36） 在豎直面上 NFGGFF tt 32121 0 0 023610252 0 5 0 ???????????? 預(yù) （ 37） 式中： 1G —— 同一時刻提升機(jī)上行料斗中物料重量 ； 預(yù)F —— 環(huán)鏈預(yù)緊力（ 平均每米長度牽引構(gòu)件重量， 25kg/m） ； 2G —— 牽引構(gòu)件重量（ 2021N） 。 kNkNFFFF ttVRVR 2121 ????? （ 38） mmNmmNLFM VR ???????? 3 8 5 8 7 5 321 （ 39） mmNmmT ?????? 3 （ 310） 3） 按彎扭合成強(qiáng)度條件計算如下 ： 很顯然 bb截面為危險截面。 由于彎曲應(yīng)力 b? 為對稱循環(huán)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ? 為靜應(yīng)力，則 ? ?? ? 27018011 ??? ?? bb??? （ 311） M P aM P aW TMe 180][)( )15 30 28 (38 58 75 0)( 13 2222 ????? ????? ???? （ 312） 所以 bb截面左側(cè)安全，顯然 bb截面右側(cè)也是安全的。 4） 安全系數(shù)校核 彎曲應(yīng)力 ： MP aWMba 32385875 0 3 ?? ???? ?? （ 313） 應(yīng)力幅 ： M P aba ?? ?? 平均應(yīng)力 ： 0?m? Mpa 切應(yīng)力 ： MP aMP aWT TT 161530288 3 ?? ???? （ 314） MP aMP aTma ???? ??? （ 315） 13 安全系數(shù) ： 2701 ???????? ?maKS ?????????? （ 316） 1551 ???????? ?maKS ?????????? （ 317） 2222 ?????? ?? ?? SSSSS （ 318） 許用安全系數(shù) ? ? ， ～S ? 顯然 S??S , 故 b— b剖面安全。 以上計算表明，軸的彎扭合成強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度是足夠的。 軸承選用 1） 軸承選型 考慮驅(qū)動軸在的較大彎矩作用下會產(chǎn)生彎曲變形，且不易與減速機(jī)嚴(yán)格保證同心，故選用承載能力大并有自動調(diào)心功能的調(diào)心球軸承軸承 2217。其基本參數(shù)如表 32。 2） 工作情況分析及壽命計算 提升機(jī)驅(qū)動軸軸承主要承受徑向載荷，軸向載荷很小并可以忽略中等沖擊。其當(dāng)量動載荷為： kNkNFfP Rp ???? （ 319） 式中： pf —— 載荷系數(shù)，中等沖擊取 ～ 。 其壽命為： hPCnL rh 23 330) ( 667)(16 667 3/10 ???? ? （ 320） 式中： ? —— 軸承的壽命指數(shù)，滾子軸承 ? =10/3。 故驅(qū)動軸軸承的工作壽命為 24362 小時。 表 32 軸承 2217基本參數(shù) 基本尺寸 /mm 額定載荷 /kN d D B rC orC 85 150 36 驅(qū)動鏈輪鍵的設(shè)計校核 由驅(qū)動鏈輪軸的直徑 d為 100mm，文獻(xiàn) [2]，由 表 94可知，應(yīng)取鍵的寬 b=28mm，高度 h=16 寧夏理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 14 mm的普通平鍵，鍵的材料應(yīng)選 45鋼，由于鍵所受載荷性質(zhì)為輕微沖擊，由表 93可知 [σ c]=110 MP，[τ ]=90 MP，鍵連接工作面的強(qiáng)度校核如下： M P ad k lTc )28110(216100 1 5 3 0 2 8 8 ????????[σ c] （ 32