【正文】 0L ? 進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以 rFP? ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》 36 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算及說明 6 承壽命校核 表 134 取溫度系數(shù) ft =1，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 136，取載荷系數(shù) ? 。310??。 按最不利的條件考慮，則有： F12NH 12NV 11r FFFF ??? = 3 4 5 0 .8 7 N2 7 4 4 .2 5 76 6 4 .2 4 52 4 1 .0 4 5 22 ??? F22NH 22NV 22r FFFF ??? = 5 022 5 1 4 911 6 7 3 22 ??? 取 r1 ?? 則 ?）（dt6h PfCfn6010L ? = 31036 10130173060 10 ）（ ??? = 106 h。又 16h3001039。L ?h =48000h，故 h＞L39。hL 合適 圖 81 軸的結(jié)構(gòu)與裝配 37 圖 82 彎矩圖和扭矩圖 中間 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 見表 82 表 82 中間軸的設(shè)計(jì) 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算及說明 1. 初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 153，取 97Ao? ，于是得， 97nPd 33m in ???ⅡⅡoA 2. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ⑴ 擬定軸上零件的裝配方案，如圖 中間軸的齒輪分別安排在箱體左右兩側(cè)。低速級小齒輪的左側(cè)、高速級大齒輪右側(cè)都用套筒進(jìn)行軸向定位，低速級小齒輪的右側(cè)，高速級大齒輪的左側(cè) 38 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算及說明 2. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 用軸肩定位。靠平鍵和過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定。軸兩端軸承實(shí)現(xiàn)周向定位。 ⑵ 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1） ⅡⅠd 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)尺寸查得取 ⅡⅠd =30mm。 ⅡⅠd 段右端制出一個(gè)軸肩，軸肩高度 R3~2h ）（? ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 152查得 R=,故取 h=，所以 mm36d ?ⅢⅡ 。則 mm48d ?ⅣⅢ 。因?yàn)?ⅤⅣd 段裝配的是高速級大齒輪，取 ⅤⅣd =36。 ⅥⅤd 段裝配軸承，故取 ⅥⅤd = ⅡⅠd =30mm。 2﹚ 初步選擇 深溝球軸承， 軸承主要受到徑向載荷的力，故選用圓錐滾子軸承。參照工作需要并根據(jù) ⅥⅤd = ⅡⅠd =30mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的 深溝球滾動軸承 6006，其尺寸為 d D T=30mm 55mm 13mm。 3﹚ 低速級小齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂寬度為 112，為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取mm110l ?ⅢⅡ 。同樣的高速級大齒輪輪轂長度為 68 mm，取 mm66l ?ⅥⅤ 。 32 ???? 高高 又因?yàn)?mm1502110213030L2 ???? 故 B2 2 ?????? ）（ⅥⅤⅡⅠ = ????? ）（ 因此 1 ??????? ?ⅡⅠ 3 ??????? ? ⅥⅤ 4﹚ 軸上零件的周向定位 齒輪與軸的周向定位均采用平鍵連接，按 ⅢⅡd 由械設(shè)計(jì)》表 61查得平鍵截面 b h=10mm 8mm，由 39 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算及說明 2. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 62 查得 [ p? ]=100 a120~ MP 。因?yàn)閙m110l ?ⅢⅡ ，初選鍵長為 80mm，校核 108063 34000dl h4000 1p MPMPT ????? ）（? ＜[ p? ]，所選鍵長為 b h L=14mm 9mm 50mm 的 B型鍵。為了 保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為 6n7H ；同樣的，高速級大齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接。故所選的鍵位 b h L=14mm 9mm 50mm。圓錐滾子軸承的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選擇軸的直徑公差是非基準(zhǔn)制的為 m6。 ⑶確定軸上的圓角和倒角的尺寸 參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 152，取軸端倒角為 C2，Ⅱ、Ⅴ處 R=，Ⅲ、Ⅵ處 R=2mm。 3. 求軸上的載荷 先根據(jù)軸上的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖，作為簡支梁的軸的支撐跨距321 LLL ?? =+150mm+。根據(jù)軸的計(jì)算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。 ⑴作用在齒輪上的： 圓周力為22t1 dT2F ? = 1038 2 3 ?? 32t2 dT2F ? = 10384. 7332 3 ?? 徑向力為 ot1r1 ta n 2 0 4 2 3tanFF ?? ? = ot2r2 ta n 2 0 2 0 5tanFF ?? ? = 1﹚求垂直反力 ①根據(jù)平面任意力系的平衡方程得：∑ 0?DM 有 321313221 LF LLL LFLF rrNV ?? ??? ）（ 40 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算及說明 3. 求軸上的載荷 ?? ???? ）（ 12r12 F NVrNV FFF ??? =+= ②確定垂直彎矩，并繪制垂直面上的彎矩 圖VM b。 311B 10 ??? LF NVV = m 332C 10 3 1 1M ??? LF NVV = m 2﹚求水平反力： ①由∑ 0?DM 得： 32131t322t1H LF LLL LFLFN ?? ??? ）（ ?? ????? ）（ ? ）（ 1t1t22H F??? NHN FFF =（ +） = ②確定水平彎矩 ，并繪制水平面上的彎矩 HM 圖 c。 311B 10 7 4 6M ??? LF NHH = m 332C 10 ??? LF NHH = N m 3﹚求合成彎矩圖 e 2 B2BB HV MMM ?? = N8 1 1 38 8 7 15 2 8 1 22 ?? m 222 C2 CC ????? HV MMM N m 4﹚計(jì)算兩齒輪的外力偶矩 mNnPM ?????? 2221 故扭矩 T= m，見圖 f 41 計(jì) 算項(xiàng)目 計(jì)算及說明 合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 從圖中可以看出 BB截面最危險(xiǎn)， d=36mm，進(jìn)行校核時(shí)通常指校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面，根據(jù)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(jì)算應(yīng)力： 抗彎扭截面系數(shù) d2 tdbt32dW 23 ）（ ??? ? = 74 23 ?? ????? ）（? 計(jì)算應(yīng)力 W TM 212ca ）（ ?? ?? M P 22 ）（ ??? = 因?yàn)橐堰x定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 151查得 [ 1?? ]=60MPa，因此 ca? ＜ [ 1?? ]，故所選軸直徑安全。 命校核 軸承壽命可由式 ?）（dt6h PfCfn6010L ? 進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以 rFP? ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》 表 134取溫度系數(shù) ft =1，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 136，取載荷系數(shù) ? 。 310?? 。 按最不利的條件考慮，則有： 2NH 12NV 11r FFF ?? = 4 1 6 9 .4 6 5 22 ?? 2NH 22NV 22r FFF ?? = N2 0 3 1 29 2 3 3 1 1 22 ?? 取 r1 ?? 則 ?）（dt6h PfCfn6010L ? = 31036 10130173060 10 ）（ ??? 42 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算及說明 5. 軸承壽命校核 = 10 6 h。又 16h3001039。L ?h =48000h，故h＞L39。hL 合適 圖 83 軸的結(jié)構(gòu)與裝配 圖 84 彎矩圖和扭矩圖 43 低 速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 見表 83 表 83 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算及說明 1 低速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速（ minr ） 低速軸功率 （ Kw） 轉(zhuǎn)矩 T（ N m） 117 2. 作用在軸上的力 已知低速級大齒輪的分度圓直徑 mm26d4 ? ，則 219 102dT2F343t ?? = otr tan 2 0 8 6 6tanFF ?? ? =1771N 3. 初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 153，取 97A0? ，于是有 97nPAd 330m in ??? 4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ⑴ 擬定軸上零件的裝配方案。如圖 85。 ⑵ 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求， Ⅶ Ⅷ 軸段左端需制出一軸肩，故 Ⅵ Ⅶ 段的直徑 mm40d ?ⅦⅥ ；半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 L=84mm，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 ⅧⅦl 的長度應(yīng)比 L略短一些，現(xiàn)取 mm82l ?ⅧⅦ 。 ⑶ 初步選取滾子軸承。因軸承只需要受到徑向力和少量的軸向力的作用，故選 深溝球 軸承。參照工作要求并根據(jù) mm50d ?ⅥⅤ ，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的 深溝球 軸承 6010，其尺寸為 d D T=50mm 80mm 16mm，左端 深溝球 軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊上查得 30312 型軸承最高定位軸肩高度為 3mm，因此，取 ⅤⅣd =56mm。因?yàn)?Ⅰ Ⅱ 軸段和 Ⅴ Ⅵ 軸段都裝軸承，所以 mm50d ?ⅡⅠ ，mm52l ?ⅥⅤ 。 44 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算及說明 4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ⑷ 取安裝齒輪處的軸段 Ⅳ Ⅴ 的直徑 mm60d ??ⅤⅣ ；低速級大齒輪的輪轂寬度為 105mm，為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故?、螈騦 =103mm。 齒 輪 右 端 采 用 軸 肩 定 位 ， 軸 肩 的 高 度R3~2h ）（? ，由軸徑 d=60mm，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 152的， R=2mm ， 故 取 h=6mm ， 則 軸 環(huán) 處 的 直 徑mm65d ??ⅣⅢ 。軸環(huán)寬度 ? ，取 mm12l ?ⅣⅢ ⑸ mm55166099B6099l ???????ⅡⅠ mm73l ?ⅤⅣ ⑹ 軸上零件的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接，按 ⅢⅡd =56mm 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 61 查得平鍵截面 bh=16mm 10mm，由 《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 62 ][P? =100~120MPa 因?yàn)?mm103l ?ⅢⅡ ，初選鍵長為 80mm，校核： M P 168056 4000dl h T4000 3P ???? ）（? ＜ ][P? ，所選鍵為 b h L=16mm 10mm 80mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 6n7H ；同樣的，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵 b h=12mm 8mm， 初選鍵長為 70，校核： M P 127040 4000dl h T4000 3P ???? ）（? ＜ ][P? ，所選鍵為 b h L=12mm 8mm 70mm，圓錐滾子軸承的周向定為是由過渡配合來保證的，此處選擇的直徑公差是非基準(zhǔn)制為 m6。 ⑺ 確定軸上圓角和倒角尺寸 參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 152，取軸端倒角為 C2，各軸肩處的圓角半徑 R=2mm。 ⑻ 校核軸和軸承 1﹚ 求垂直反力： 45 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算及說明 4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)