【正文】 向力 ????3 = ????3 ???????? = ??????20176。 = ?? 軸承中點到低速級小齒輪中點距離 La=，低速級小齒輪中點到高速級大齒輪中點距離Lb=74mm，高速級大齒輪中點到軸承中點距離 Lc= 軸承 A在水平面內支反力 ?????? = ????3?????????2 (????+????)????+????+????= ?(+74)+74+ = ?? 軸承 B 在水平面內支反力 ?????? = ????3 ??????? ?????2 = ??= ?? 軸承 A在垂直面內支反力 ?????? = ????3???? +????2 (???? +????)???? +???? +????= + (+74)+74+ = ?? 軸承 B 在垂直面內支反力 ?????? = ????3(????+????)+????2???????? +????+????= (74+)+ +74+ = ?? 軸承 A的總支承反力為： 第 29 頁 /共 46 頁 ???? = √??????2 +??????2 = √()2+()2 = ?? 軸承 B 的總支承反力為： ???? = √??????2 +??????2 = √()2+()2 =?? 截面 A和截面 B 在水平面內彎矩 ?????? = ?????? = 0 截面 C 右側在水平面內彎矩 ??????右 = ??????? ???? = ?( )= ???????? 截面 C 左側在水平面內彎矩 ??????左 = ??????? ???? = ?( )= ???????? 截面 D 右側在水平面內彎矩 ??????右 = ?????? ???? = = ??????? 截面 D 左側在水平面內彎矩 ??????左 = ?????? ???? = 1132= ??????? 截面 A在垂直面內彎矩 ?????? = ?????? = 0??????? 截面 C 在垂直面內彎矩 ?????? = ?????? ???? = = ??????? 截面 D 在垂直面內彎矩 ?????? = ?????? ???? = = ??????? 截面 A和截面 B 處合成彎矩 ???? = ???? = 0??????? 截面 C 右側合成彎矩 ????右 = √??????右2 +??????2 = √(?)2 +( )2 = ??????? 截面 C 左側合成彎矩 第 30 頁 /共 46 頁 ????左 =√??????左2 +??????2 = √(?7980)2+(185640)2 = 185811??????? 截面 D 右側合成彎矩 ????右 = √??????右2 +??????2 = √()2+= ??????? 截面 D 左側合成彎矩 ????左 = √??????左2 +??????2 = √()2+( )2 = ??????? ??2 = ??????? 截面 A和截面 B 處當量彎矩 ?????? = ?????? = 0??????? 截面 C 右側當量彎矩 ??????右 = √????右2 +(????)2 = √+()2 = ??????? 截面 C 左側當量彎矩 ??????左 = √????左2 +(????)2 = √1858112+( )2 = ??????? 截面 D 右側當量彎矩 ??????右 = √????右2 +(????)2 = √+( )2 = ??????? 截面 D 左側當量彎矩 ??????左 = √????左2 +(????)2 = √+()2 = 359543??????? 第 31 頁 /共 46 頁 第 32 頁 /共 46 頁 因軸截面 D 處彎矩大，同時截面還作用有轉矩，因此此截面為危險截面。 其抗彎截面系數為 ?? = ?? ??332 = 6280????3 抗扭截面系數為 ???? = ?? ??316 = 12560????3 最大彎曲應力為 ?? = ???? = ?????? 剪切應力為 ?? = ??????= ?????? 按彎扭合成強度進行校核計算，對于單向傳動的轉軸，轉矩按脈動循環(huán)處理，故取折合系數α =，則當量應力為 ??????= √??2+4(?? ??)2 = ?????? 查表得 45，調質處理，抗拉強度極限σ B=640MPa，則軸的許用彎曲應力 [σ 1b]=60MPa，σe[σ 1b]，所以強度滿足要求。 低速軸設計計算 （ 1）已經確定的運動學和動力學參數 轉速 n=；功率 P=；軸所傳遞的轉矩 T=?mm （ 2）軸的材料選擇并確定許用彎曲應力 由表選用 45，調質處理，硬度為 217~255HBS，許用彎曲應力為 [σ ]=60MPa （ 3）按扭轉強度概略計算軸的最小直徑 由于低速軸受到 的彎矩較小而受到的扭矩較大，故取 A0=112。 ?? ≥ ??0 √????3 = 112 √ = ???? 由于最小軸段直徑截面上要開 1 個鍵槽，故將軸徑增大 7% ???????? = (1+) = ???? 查表可知標準軸孔直徑為 36mm 故取 dmin=36 （ 4）設計軸的結構并繪制軸的結構草圖 。 第 33 頁 /共 46 頁 低速軸設計成普通階梯軸，軸上的齒輪、一個軸承從軸伸出端裝入和拆卸，而另一個軸承從軸的另一端裝入和拆卸。軸輸出端選用 c 型鍵， b h=6 12mm(GB/T 10962021)，長 L=53mm；定位軸肩直徑為 50mm；聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別和軸承端蓋定位，采用過渡配合固定。 。 各軸段直徑的確定 d1：用于連接聯(lián)軸器，直徑大小為聯(lián)軸器的內孔徑， d1=30mm。 d2：密封處軸段，左端用于固定聯(lián)軸器軸向定位，根據聯(lián)軸器的軸向定位要求，軸的直徑大小較 d1 增大 5mm， d2=35mm d3：滾動軸承處軸段，應與軸承內圈尺寸一致，且較 d2 尺寸大 15mm，選取 d3=45mm，選取軸承型號為深溝球軸承 6213 d4：考慮軸承安裝的要求，查得 6213 軸承安裝要求 da=50mm，根據軸承安裝尺寸選擇d4=50mm。 d5：軸肩，故選取 d5=56mm。 d6：齒輪處軸段，選取直徑 d6=50mm。 d7：滾動軸承軸段，要求與 d3 軸段相同，故選取 d7=d3=45mm。 各軸段長度的確定 L1：根據聯(lián)軸器的尺寸規(guī)格確定，選取 L1=60mm。 L2：由箱體結構、軸承端蓋、裝配關系等確定，取 L2=60mm。 L3：由滾動軸承寬度確定，選取 L3=40mm。 第 34 頁 /共 46 頁 L4：過渡軸段， 由箱體尺寸和齒輪寬度確定，選取 L4=67mm。 L5：軸肩，選取 L5=15mm。 L6：由低速級大齒輪寬度確定，長度略小于齒輪寬度，以保證齒輪軸向定位可靠，選取L6=70mm。 L7：由滾動軸承寬度和齒輪端面到箱體內壁距離確定，選取 L7=56mm。 軸段 1 2 3 4 5 6 7 直徑(mm) 30 35 45 50 56 50 45 長度(mm) 60 60 40 90 15 70 56 （ 5）彎曲 扭轉組合強度校核 如圖所示為低速軸 受力圖以及水平平面和垂直平面受力圖 齒輪 4 所受的圓周力（ d4 為齒輪 4 的分度圓直徑） ????4 = 2 ??3??4= 2 =?? 齒輪 4 所受的徑向力 ????4 = ????4 ???????? = ??????20176。 = ?? 第一段軸中點到軸承中點距離 Lc=，軸承中點到齒輪中點距離 Lb=，齒輪中點到軸承中點距離 La= 軸承 A和軸承 B 在水平面上的支反力 RAH 和 RBH ?????? = ???? ???????? +????= + = ?? ?????? = ???? ??????? = 908.?= ?? 軸承 A和軸承 B 在垂直面上的支反力 RAV 和 RBV ?????? = ???? ????????+????= += ?? ?????? = ???? ???????? +????= += ?? 軸承 A的總支承反力為： 第 35 頁 /共 46 頁 ???? = √??????2 +??????2 = √()2+()2 = ?? 軸承 B 的總支承反力為： ???? = √??????2 +??????2 = √()2+()2 = ?? 彎矩圖如圖所示： 在水平面上，軸截面 A處所受彎矩： ?????? = 0??????? 在水平面上，軸截面 B 處所受彎矩： ?????? = 0??????? 在水平面上，大齒輪所在軸截面 C 處所受彎矩： ?????? = ?????? ???? = = ??????? 在水平面上，軸截面 D 處所受彎矩： ?????? = 0??????? 在垂直面上，軸截面 A處所受彎矩： ?????? = 0??????? 在垂直面上，軸截面 B 處所受彎矩： ?????? = 0??????? 在垂直面上，大齒輪所在軸截面 C 處所受彎矩： ?????? = ?????? ???? = = ??????? 在垂直面上，軸截面 D 處所受彎矩： ?????? =0??????? 截面 A處合成彎矩彎矩： ???? =√??????2 +??????2 = √(0)2 +(0)2 = 0??????? 截面 B 處合成彎矩： ???? = 0??????? 合成彎矩，大齒輪所在截面 C 處合成彎矩為 ???? = √??????2 +??????2 = √()2+()2 = ??????? 截面 D 處合成彎矩： ???? = 0??????? 轉矩為： 第 36 頁 /共 46 頁 ?? = ??????? 截面 A處當量彎矩： ?????? = √????+(????)2 = √0+()2 = ??????? 截面 B 處當量彎矩： ?????? = ???? = 0??????? 截面 C 處當量彎矩： ?????? = √????2+(????)2 = √()2+( )2 = ??????? 截面 D 處當量彎矩： ?????? = √???? +(????)2 = √0+()2 =??????? 第 37 頁 /共 46 頁 第 38 頁 /共 46 頁 因大齒輪所在軸截面彎矩大，同時截面還作用有轉矩，因此此截面為危險截面。 其抗彎截面系數為 ?? = ?? ??332 = ????3 抗扭截面系數為 ???? = ?? ??316 = ????3 最大彎曲應力為 ?? = ???? = ?????? 剪切應力為 ?? = ??????= ?????? 按彎扭合成強度進行校核計算，對于單向傳動的轉軸，轉矩按脈動循環(huán)處理，故取折合系數α =，則當量應力為 ??????= √??2 +4(?? ??)2 =?????? 查表得 45，調質處理，抗拉強度極限σ B=640MPa，則軸的許用彎曲應力 [σ 1b]=60MPa，σe[σ 1b]，所以強度滿足要求。 第九章 滾動軸承壽命校核 高速軸上的軸承校核 軸承型號 內徑 (mm) 外徑 (mm) 寬度 (mm) 基本額定動載荷 (kN) 6206 30 62 16 帶輪結構設計 根據前面的計算，選用 6206 深溝球軸承，內徑 d=30mm，外徑 D=62mm，寬度 B=16mm 由于不存在軸向載荷 軸承基本額定動載荷 Cr=，軸承采用正裝。 要求壽命為 Lh=19200h。 由前面的計算已知軸水平和垂直面的支反力，則可以計算得到合成支反力： ????1 = √??????2 +??????2 = √(?13)2 +(1417)2 = ?? 第 39 頁 /共 46 頁 ????2 = √??????2 +??????2 = √(3120)2+(468)2 = ?? 查表得 X1=1， Y1=0， X2=1， Y2=0 查表可知 ft=1， fp= ????1 = ??1????1+??1 ????1 = 1+00 = ?? ????2 = ??2 ????2+??2 ????2 = 1+0 0= ?? 取兩軸承當量動載荷較大值帶入軸承壽命計算公式 ??? = 10660??(???? ???????? ????)3= 19200? 由此可知該軸