【正文】 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P370（ 152）式，并查表 153，取 A0=115 d≥ 30 nPA=115 ()1/3mm= 考慮有鍵槽，將直徑增大 5%，則 d=22(1+5%)mm= ∴ 選 d=30mm (4)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）軸上零件的定位，固定和裝配 將兩齒輪安排在箱體中間方，齒輪下方由軸肩定位，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承由軸肩定位 2）確定軸各段直徑和長度 I 段（軸承段）： d1=30mm 軸承選用角接觸軸承，型號為 7206AC，內(nèi)徑 d 為30mm，寬度 B 為 16，所以長度取 L1=16mm II 段 :取第二段 d2=33mm，根據(jù)設(shè)計(jì)箱體大小與齒輪寬度，設(shè)定長度 L2=125mm III 段：取第三段 d3=38mm,根據(jù)設(shè)計(jì)齒輪寬度，取 L3=114mm IV 段（定位軸肩）：取根據(jù)軸肩高度 h=（ ） d，可以取 d4=44mm,長度L4=12mm V段：此段用于定位軸承，直徑選擇 d5=40mm,長度 L4=38mm VI 段：軸承段，軸承選擇接觸角軸承，型號為 7207AC，內(nèi)徑 d 為 35mm，寬度B 為 17mm，所以直徑 d5=35mm，設(shè)定這段長度 L5=17mm 3）確定鍵槽長度 鍵選用圓頭平鍵，根據(jù)軸的直徑為 33mm，可以選取鍵的寬度 b=10，高 h=8 廣州大學(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)院畢業(yè)論文 29 根據(jù)鍵的標(biāo)準(zhǔn)長度及齒輪輪轂 寬度，初選鍵 1 長度為 63mm,鍵 2 長度為 56mm (5)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算 1）繪制受力簡圖，如圖 36 2）軸承支反力： FAY=Fr1+Fr2FBY=Fr1+Fr23）繪制垂直面彎矩圖 截面 1 在垂直面的彎矩為 MCH1=FBy=mm 截面 2 在垂直面的彎矩為 MCH2=FAy85=mm 4）繪制水平面彎矩圖 FAz=Ft1FBz=Ft1= 截面 1 在水平面的彎矩為 MCV1=FBZ=mm 截面 2 在水平面的彎矩為 MCV2=FAZ85=mm 5） 繪 制總彎矩圖 2c H 121cVC1M MM ?? =mm 2c H 222cVC2M MM ?? =mm 6）繪制扭矩圖 TIII=9550103PIII/nIII =9550103 =mm 廣州大學(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)院畢業(yè)論文 30 圖 36 軸的載荷分析圖 Ft2 豎直面彎矩圖 水平面彎矩圖 總彎矩圖 扭矩圖 85 MC2 MC1 MC T Fr2 Ft1 Fr1 MC1 廣州大學(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)院畢業(yè)論文 31 合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時，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)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 p373式 155，及上面所計(jì)算的數(shù)據(jù) ,取總彎矩最大的 Mc1，以及軸為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取 α= ? ?322222ca ? ????? W TM C ??= 因?yàn)檩S的材料是選用 45鋼，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》 p362表 151得 [σ1]=60MPa。 因此 σca＜ [σ1]，所以安全。 (7)軸 III工作圖 圖 37 軸 III 軸 IV 的設(shè)計(jì) (1)輸出軸上功率 P轉(zhuǎn)速 n2和轉(zhuǎn)矩 T2 P2= n2= T2=331700Nmm (2)求作用在齒輪上的力 1） 已知小齒輪分度圓直徑： d1=87mm，大齒輪分度圓直徑： d2= 2） 轉(zhuǎn)矩：已知 T1=mm 廣州大學(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)院畢業(yè)論文 32 3） 求圓周力 Ft 根據(jù)公式得 小齒輪： Ft1=2T2/d1=2大齒輪： Ft2=2T2/d1=24） 求徑向力 Fr 根據(jù)公式得 小齒輪： Fr1=Fttanα=tan200= 大齒輪： Fr2=Fttanα=tan200= (3)按扭矩初算軸徑 選用 40Cr，調(diào)質(zhì)，硬度 241~286HBS 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P370（ 152）式 ，并查表 153，取 A0=100 d≥ 30 nPA=100()1/3mm= 考慮有鍵槽，將直徑增大 5%，則 d=(1+5%)mm= ∴ 選 d=35mm (4)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）軸上零件的定位，固定和裝配 將小齒輪安排在箱體中間，齒輪下方由軸肩定位，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承由軸肩定位；大齒輪安排在末端，由端蓋與卡簧定位 2）確定軸各段直徑和長度 I 段（軸承段）： d1=35mm 軸承選用角接觸軸承，型號為 7207AC，內(nèi)徑 d 為35mm，寬度 B 為 17，所以長度取 L1=17mm II 段 :取第二段 d2=38mm，根據(jù)設(shè)計(jì)箱體大小與齒輪寬度，設(shè)定長度 L2=140mm III 段（定位軸肩）：取根據(jù)軸肩高度 h=（ ） d，可以取 d3=44mm,長度L3=12mm IV段：此段用于定位軸承，直徑選擇 d3=40mm,長度 L4=50mm V段：這一段安裝軸承，軸承選擇接觸角軸承，型號為 7208AC，內(nèi)徑 d 為 40mm，寬度 B 為 18mm，所以直徑 d5=40mm，設(shè)定這段長度 L5=18mm Ⅵ段：這一段裝大齒輪，直徑 d6=35mm，設(shè)定長度 L6=119mm 廣州大學(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)院畢業(yè)論文 33 3）確定鍵槽長度 鍵選用圓頭平鍵，根據(jù)軸的直徑為 38mm，可以選取鍵的寬度 b=12，高 h=8 根據(jù)鍵的標(biāo)準(zhǔn)長度及齒輪輪轂寬度，初選鍵 1 長度為 80mm,鍵 2 長度為 63mm (5)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算 1）軸承支反力： 根據(jù)平行方程總力偶為 0 得 FAY=Fr170/140－ Fr2225/140= FBY=Fr170/140－ Fr285/140= 2）小齒輪處截面 1 在垂直面的彎矩為 MCH1=FBy70=mm 截面 2 在垂直面的彎矩為 MCH2=Fr285=mm 3）計(jì)算水平面彎矩 FAz=Ft170/140－ Ft2225/140= FBz=Ft170/140－ Ft285/140= 小齒輪處截面 1 在水平面的彎矩為 MCV1=FBZ70=mm 截面 2 在水平面的彎矩為 MCV2=Ft285=mm 4） 計(jì)算總彎矩 2c H 121cVC1M MM ?? =mm 2c H 222cVC2M MM ?? =mm 5）計(jì)算扭矩 TIV=mm (6)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時，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)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 p373式 155，及上面所計(jì)算的數(shù)據(jù)，以及軸脈動循環(huán)變應(yīng)力，取 α= ? ?322222ca ? ????? ）（W TM C ??= 因?yàn)檩S的材料是選用 40Cr，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》 p362表 151得 [σ1]=70MPa。 廣州大學(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)院畢業(yè)論文 34 因此 σca＜ [σ1]，所以安全。 (7)軸 工作圖 圖 38 軸 IV 主軸的設(shè)計(jì) (1)輸出軸上功率 P轉(zhuǎn)速 n2和轉(zhuǎn)矩 T2 P2= n2= T2=1715560Nmm (2)求作用在齒輪上的力 1） 已知大齒輪分度圓直徑： d1=480mm，設(shè)工作圓盤直徑： d2=400mm，L4= 2） 轉(zhuǎn)矩：已知 T1=1715560Nmm 3） 求圓周力 Ft 根據(jù)公式得 大齒輪： Ft1=2T2/d1=21715560/480= 工作盤： Ft2=2T2/L1=21715560/= 廣州大學(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)院畢業(yè)論文 35 4） 求徑向力 Fr 根據(jù)公式得 大齒輪： Fr1=Ft1tanα=tan200= 工作盤：水平徑向力 Fr2=2Ft2cos45=2cos450= (3)按扭矩初算軸徑 選用 40Cr，調(diào)質(zhì)，硬度 241~286HBS 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P370（ 152）式，并查表 153，取 A0=100 d≥ 30 nPA=100()1/3mm= 考慮有鍵槽，將直徑增大 5%，則 d=(1+5%)mm= ∴ 選 d=60mm (4)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）軸上零件的定位，固定和裝配 將大齒輪安排在箱體中間，齒輪下方由軸肩定位，上方由卡簧定位，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承由軸肩定位。 2）確定軸各段直徑和長度 I 段： d1=60mm 長度 L1=110mm II 段（軸承段） :軸承選擇接觸角軸承，型 號為 7213AC，內(nèi)徑 d 為 65mm，寬度B 為 23mm，所以直徑 d2=65mm，設(shè)定這段長度 L5=30mm III 段：此段連接大齒輪，取 d3=68mm，根據(jù)箱體，設(shè)定長度 d3=140mm IV段：根據(jù)軸肩高度 h=（ ） d，可以取 d4=78mm,長度 L3=12mm V段：這一段用于定位軸承，可以取 d5=74mm,長度 L5=38mm VI 段：這一段安裝軸承，軸承選擇接觸角軸承，型號為 7214AC，內(nèi)徑 d 為 70mm，寬度 B 為 24mm，所以直徑 d5=70mm，設(shè)定這段長度 L5=24mm 3）確定鍵槽長度 鍵選用圓頭平鍵，根據(jù)軸的直徑為 68mm，可以選取鍵的寬度 b=20，高 h=12 根據(jù)鍵的標(biāo)準(zhǔn)長度及齒輪輪轂寬度，初選鍵長度為 80mm。 (5)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算 1）軸承支反力： 廣州大學(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)院畢業(yè)論文 36 根據(jù)平行方程總力偶為 0 得 FAY=Fr195/190－ Ft2cos45122/190= FBY=Fr195/190－ Ft2cos45217/190= 2）大齒輪處截面 1 在垂直面的彎矩為 MCH1=FAy95=mm 工作盤截面 2 在垂直面的彎矩為 MCH2=Ft2cos4527=mm 3）計(jì)算水平面彎矩 FAz=Ft195/190－ Ft2sin45122/190+Fr2122/190= FBz==Ft195/190－ Ft2sin45217/190+Fr2217/190= 大齒輪處截面 1 在水平面的彎矩為 MCV1=FtZ95=mm 工作盤截面 2 在水平面的彎矩為 MCV2=（ Fr2－ Ft2） 27=mm 4） 計(jì)算總彎矩 2c H 121cVC1M MM ?? =mm 2c H 222cVC2M MM ?? =mm 5）計(jì)算扭矩 TIV=1715560Nmm (6)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時，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)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 p373式 155，及上面所計(jì)算的數(shù)據(jù)，以及軸脈動循環(huán)變應(yīng)力，取 α= ? ?322222ca 17 155 326 37 .12 ? ????? ）（W TM C ??= 因?yàn)檩S的材料是選用 40Cr，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》 p362表 151得 [σ1]=70MPa。 因此 σca＜ [σ1]，所以安全。 (7)主軸工作圖 廣州大學(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)院畢業(yè)論文 37