【正文】 KN 1NHF 2NHF 1NVF 2NVF 彎矩 M KNmm? ? 12 2 6 .6 4 7 5VVMM?? 總彎矩KM 2212 7 7 .9 1 5 0HVM M M M KN m m? ? ? ? ? 扭矩 T=? （ 1）按彎扭合成應力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大的彎矩和扭矩的截面（即危險截面）的強度。根據(jù)【 1】 (P375)式（ 155）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)變應力，軸的計算應力： 12 88 9taF F KN?? 41 3taF F KN??1 ?? NVFF KN?? ? ?? ?? T= 22? ?? ?2213322231()7 7 9 1 5 0 .6 9 .7 2 2 10 .1 7 02 .2 7 1 6 6 0caMTdMP a MP a??? ???????? ? ?， 故安全。 精度校核軸的疲勞強度 （ 1）判斷危險截面 截面 II、 III、 IV 只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應力集中均將削弱軸的疲勞強度，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 II、 III、 IV均無需校核。 從應力集中對軸的疲勞強度的影響來看，截面 V和 VI 與蝸輪嚙合的應力集中最嚴重；從受載的情況來看，中心截面上的應力最大。截面 V的應力集中的影響和截面 VI 的相近，但截面VI 不受扭矩作用，同時軸徑也較大，故不必做強度校核。中心截面上雖然應力集中最大，但應力集中不大（過盈配合及鍵槽引起的應力集中均在兩端），而且這里軸的直徑最大，故截中心面也不必校核。因而該軸只需校核截面 V左右即可。 （ 2）截面 E 左側(cè) 抗截面系數(shù) 3 3 42 d m m? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) 3 3 42 d m m? ? ? ? 截面 E 左側(cè)彎矩 9 5 07 3 2 1 6 . 5 7 3 2 1 6 . 595M N m m?? ? ? ? 截面 E 上扭矩 3T =? 7 3 2 1 6 . 5 9 . 8 8 2 47 4 0 8 . 8a M M P aW? ? ? ? 3 1 5 7 9 8 7 .4 1 0 .6 6 2 11 4 8 1 7 .6TTT M P aW? ? ? ? 軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理由【 1】表 111 查得 ? ? 155,275,60,640 111 ???? ??? ???? M P aM P aB 截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按【 1】附表 32查取，因 ?? ， 50 0542Dd ?? MPa? ? mm? mm? 23?? ? , ?? ? 又由附圖 31可知軸的材料敏性系數(shù) ??q ， ??q 故有效應力集中系數(shù) 1 ( 1 ) 8rkq???? ? ? ? 1 ( 1) 1 .4 5 9kq? ? ??? ? ? ? 查【 1】附圖 32 尺寸系數(shù) ?? ? ， ?? ? 查【 1】附圖 34 ?? ?? ?? 軸未經(jīng)表面強化處理 1 1 2 .6 8 1 2kK ??? ???? ? ? ? 1 1 1 .8 0 3 5kK ??? ???? ? ? ? 又由【 1】附圖 31與 32 的碳鋼的特性系數(shù) ~??? 取 ??? ； ~??? ， ??? 。 計算安全系數(shù) caS 1275 1 0 .3 7 8 72 .6 8 1 2 9 .8 8 2 4 0 .1 0amS K????? ? ??????? ? ? 1155 522amS K????? ? ??????? ? ? 22 8 . 9 1 4 8 1 . 5rcaSSSSSS???? ? ? ? ?? 故該軸在截面左側(cè)強度是足夠的。 （ 3）截面 E 右側(cè) 抗截面系數(shù)按教材表 154 中的公式計算 3 3 50 12500W d m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 312500W mm? 325000TW mm? 24抗扭截面系數(shù) 3 3 50 25 00 0TW d m m? ? ? ? 彎矩 3T 及扭轉(zhuǎn)切應力為 9 5 0M = 8 4 .7 7 7 8 4 7 7 795 N m m?? ? ? 3 1 5 7 . 9 8 7 4 * 1 0 0 0 6 . 3 1 9 525000TTT M P aW? ? ? ? 84777 6 .7 8 2 212500a M P a? ?? 過盈配合處 ???K由【 1】附表 38 用插值法求出并取 ???? ?? KK ? ???K =，故 ??????K 按磨削加工，由【 1】附圖 34 表面質(zhì)量系數(shù) ?? ?? ?? 附圖 32尺寸系數(shù)， 故得綜合系數(shù)為 軸未經(jīng)表面強化處理 1 1 3 .2 4 7 0kK ??? ???? ? ? ? 1 1 2 .6 1 7 0kK ??? ???? ? ? ? 又 由由【 1】附圖 31 與 32的碳鋼的特性系數(shù) ~?c? 取 ?c? ； ~??? ，取 ??? 計算安全系數(shù) Sca 1*275 1 2 .4 8 7 63 .2 4 7 0 6 .7 8 2 2 0 .1 0amS K????? ? ??????? ? ? MPa? ? ? ? ? 251155 522amS K????? ? ??????? ? ? 22 1 0 . 3 3 1 5 1 . 5rSSSSSS????? ? ? ? ?? 故該軸在截面右側(cè)強度也是足夠的。本設計因無大的瞬時過載及嚴 重的應力循環(huán)不對稱，故可略去靜強度校核。至此蝸桿軸的設計即告結(jié)束。 求軸上的載荷 F FF tF FF rF aF tF rF aF d2F d1 首先根據(jù)軸的結(jié)構圖做出軸的計算簡圖。在確定軸承的支點的位置時，應從手冊中查取得 a 值。對于 32021x2 型軸承，由手冊中查得 a= 。因此，作為簡支梁的軸的支承跨距 ? ? L 136mm? 26? ?L 34 34 2 13 6m m m m m m? ? ? ?。根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖可以看出中間截面是軸的危險截面?，F(xiàn)將計算的截面的 HM 、 VM 及 M 的值計算過程及結(jié)果如下： 11212 9 . 7 2 2 1 2 0 . 3 8 8 950ta TF F K Nd? ? ? ? ? 22122 1 5 7 .9 8 7 4 2 1 .5 4 1 3205ta TF F K Nd? ? ? ? ? 1 ta n 20 0. 56 10r r tF F F K N? ? ? ? 12 280 .5N V N V rF F F N? ? ? ? 1 2 770 .65N H N H tF F F N? ? ? ? M 34 770 .65 34 262 02. 1H N HF N m m? ? ? ? ? ? M 34 280 .5 34 953 7V N VF N m m? ? ? ? ? ? 載荷 H V 支反力 N 1NHF 2NHF 1NVF 2NVF 彎矩 M Nmm? ? 129537VVMM?? 總彎矩 M 2212 2 7 8 8 3 .7 6 6 1 3HVM M M M N m m? ? ? ? ? 扭矩 T=? 按彎扭合成應力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大的彎矩和扭矩的截面（即危險截面）的強度。根據(jù)【 1】式（ 155）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)變應力，軸的計算應力： ? 1 9537VM ? 27? ?? ?2213322231() 0 .1 7 00 .8 1 2 9 6 0caMTdMP a MP a??? ???????? ? ?， 故安全 精度校 核軸的疲勞強度 （ 1）判斷危險截面 截面 II、 III 只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應力集中均將削弱軸的疲勞強度，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 II、 III均無需校核。 從應力集中對軸的疲勞強度的影響來看，截面 III 和 IV 處過盈處配合引起的應力集中最嚴重；從受載的情況來看，中心截面上的應力最大。截面 V的應力集中的影響和截面 IV的相近，但截面 V不受扭矩作用，同時軸徑也較大，故不必做強度校核。中心截面上雖然應力集中最大，但應力集中不大（過盈配合及鍵槽引起的應力集中均在兩端） ，而且這里軸的直徑最大，故截中心面也不必校核。由第三章附錄可知，鍵槽的應力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而該軸只需校核截面 IV左右即可。 （ 2）截面 V 左側(cè) 抗截面系數(shù) 3 3 40 6400W d m m? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) 3 3 40 12 80 0rW d m m? ? ? ? 截面 E 左側(cè)彎34 027 88 66 13 3427 88 66 13MN m m????? 截面 E 上扭矩 3T = mmn? 2 7 8 8 3 . 7 6 6 1 3 4 . 3 5 6 86400b M M P aW? ? ? ? 3 1 5 7 .9 8 7 4 * 1 0 0 0 1 2 .3 4 2 812800TTT M P aW? ? ? ? 軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由【 1】表 111查得 ? ? 155,275,60,640 111 ???? ??? ???? M P aM P aB 截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按附表32 查取，因 ??， 46 ?? ? ? 36400W mm? 312800rW mm? MPa? ? ? 28?? ? , ?? ? 又由【 1】附圖 31可知軸的材料敏性系數(shù) ??q ， ??q 故有效應力集中系數(shù) 1 ( 1 ) 8rkq ???? ? ? ? 1 ( 1) 1 .4 5 9kq? ? ??? ? ? ? 查【 1】附圖 32 尺寸系數(shù) ?? ? ， ?? ? 查【 1】附圖 34 ?? ?? ?? 軸未經(jīng)表面強化處理 1 1 2 .6 8 1 2kK ??? ???? ? ? ? 1 1 1 .8 0 3 5kK ??? ???? ? ? ? 又由 31與 32的碳鋼的特性系數(shù) ~??? 取 ??? ； ~??? ， ??? 計算