【正文】 向力 ????3 = ????3 ???????? = ??????20176。 = ?? 軸承中點(diǎn)到低速級(jí)小齒輪中點(diǎn)距離 La=，低速級(jí)小齒輪中點(diǎn)到高速級(jí)大齒輪中點(diǎn)距離Lb=74mm，高速級(jí)大齒輪中點(diǎn)到軸承中點(diǎn)距離 Lc= 軸承 A在水平面內(nèi)支反力 ?????? = ????3?????????2 (????+????)????+????+????= ?(+74)+74+ = ?? 軸承 B 在水平面內(nèi)支反力 ?????? = ????3 ??????? ?????2 = ??= ?? 軸承 A在垂直面內(nèi)支反力 ?????? = ????3???? +????2 (???? +????)???? +???? +????= + (+74)+74+ = ?? 軸承 B 在垂直面內(nèi)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(nèi)彎矩 ?????? = ?????? = 0 截面 C 右側(cè)在水平面內(nèi)彎矩 ??????右 = ??????? ???? = ?( )= ???????? 截面 C 左側(cè)在水平面內(nèi)彎矩 ??????左 = ??????? ???? = ?( )= ???????? 截面 D 右側(cè)在水平面內(nèi)彎矩 ??????右 = ?????? ???? = = ??????? 截面 D 左側(cè)在水平面內(nèi)彎矩 ??????左 = ?????? ???? = 1132= ??????? 截面 A在垂直面內(nèi)彎矩 ?????? = ?????? = 0??????? 截面 C 在垂直面內(nèi)彎矩 ?????? = ?????? ???? = = ??????? 截面 D 在垂直面內(nèi)彎矩 ?????? = ?????? ???? = = ??????? 截面 A和截面 B 處合成彎矩 ???? = ???? = 0??????? 截面 C 右側(cè)合成彎矩 ????右 = √??????右2 +??????2 = √(?)2 +( )2 = ??????? 截面 C 左側(cè)合成彎矩 第 30 頁 /共 46 頁 ????左 =√??????左2 +??????2 = √(?7980)2+(185640)2 = 185811??????? 截面 D 右側(cè)合成彎矩 ????右 = √??????右2 +??????2 = √()2+= ??????? 截面 D 左側(cè)合成彎矩 ????左 = √??????左2 +??????2 = √()2+( )2 = ??????? ??2 = ??????? 截面 A和截面 B 處當(dāng)量彎矩 ?????? = ?????? = 0??????? 截面 C 右側(cè)當(dāng)量彎矩 ??????右 = √????右2 +(????)2 = √+()2 = ??????? 截面 C 左側(cè)當(dāng)量彎矩 ??????左 = √????左2 +(????)2 = √1858112+( )2 = ??????? 截面 D 右側(cè)當(dāng)量彎矩 ??????右 = √????右2 +(????)2 = √+( )2 = ??????? 截面 D 左側(cè)當(dāng)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(shí)截面還作用有轉(zhuǎn)矩，因此此截面為危險(xiǎn)截面。 其抗彎截面系數(shù)為 ?? = ?? ??332 = 6280????3 抗扭截面系數(shù)為 ???? = ?? ??316 = 12560????3 最大彎曲應(yīng)力為 ?? = ???? = ?????? 剪切應(yīng)力為 ?? = ??????= ?????? 按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，對(duì)于單向傳動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，故取折合系數(shù)α =，則當(dāng)量應(yīng)力為 ??????= √??2+4(?? ??)2 = ?????? 查表得 45，調(diào)質(zhì)處理，抗拉強(qiáng)度極限σ B=640MPa，則軸的許用彎曲應(yīng)力 [σ 1b]=60MPa，σe[σ 1b]，所以強(qiáng)度滿足要求。 低速軸設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1）已經(jīng)確定的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù) 轉(zhuǎn)速 n=；功率 P=；軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩 T=?mm （ 2）軸的材料選擇并確定許用彎曲應(yīng)力 由表選用 45，調(diào)質(zhì)處理，硬度為 217~255HBS，許用彎曲應(yīng)力為 [σ ]=60MPa （ 3）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度概略計(jì)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(gè)鍵槽，故將軸徑增大 7% ???????? = (1+) = ???? 查表可知標(biāo)準(zhǔn)軸孔直徑為 36mm 故取 dmin=36 （ 4）設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)并繪制軸的結(jié)構(gòu)草圖 。 第 33 頁 /共 46 頁 低速軸設(shè)計(jì)成普通階梯軸，軸上的齒輪、一個(gè)軸承從軸伸出端裝入和拆卸，而另一個(gè)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(nèi)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(jù)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(dòng)軸承處軸段，應(yīng)與軸承內(nèi)圈尺寸一致，且較 d2 尺寸大 15mm，選取 d3=45mm，選取軸承型號(hào)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(jù)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(dòng)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(jù)聯(lián)軸器的尺寸規(guī)格確定，選取 L1=60mm。 L2：由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定，取 L2=60mm。 L3：由滾動(dòng)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(jí)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(dòng)軸承寬度和齒輪端面到箱體內(nèi)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(zhuǎn)組合強(qiáng)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(diǎn)到軸承中點(diǎn)距離 Lc=，軸承中點(diǎn)到齒輪中點(diǎn)距離 Lb=，齒輪中點(diǎn)到軸承中點(diǎn)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(zhuǎn)矩為： 第 36 頁 /共 46 頁 ?? = ??????? 截面 A處當(dāng)量彎矩： ?????? = √????+(????)2 = √0+()2 = ??????? 截面 B 處當(dāng)量彎矩： ?????? = ???? = 0??????? 截面 C 處當(dāng)量彎矩： ?????? = √????2+(????)2 = √()2+( )2 = ??????? 截面 D 處當(dāng)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(shí)截面還作用有轉(zhuǎn)矩，因此此截面為危險(xiǎn)截面。 其抗彎截面系數(shù)為 ?? = ?? ??332 = ????3 抗扭截面系數(shù)為 ???? = ?? ??316 = ????3 最大彎曲應(yīng)力為 ?? = ???? = ?????? 剪切應(yīng)力為 ?? = ??????= ?????? 按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，對(duì)于單向傳動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，故取折合系數(shù)α =，則當(dāng)量應(yīng)力為 ??????= √??2 +4(?? ??)2 =?????? 查表得 45，調(diào)質(zhì)處理，抗拉強(qiáng)度極限σ B=640MPa，則軸的許用彎曲應(yīng)力 [σ 1b]=60MPa，σe[σ 1b]，所以強(qiáng)度滿足要求。 第九章 滾動(dòng)軸承壽命校核 高速軸上的軸承校核 軸承型號(hào) 內(nèi)徑 (mm) 外徑 (mm) 寬度 (mm) 基本額定動(dòng)載荷 (kN) 6206 30 62 16 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)前面的計(jì)算，選用 6206 深溝球軸承，內(nèi)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(dòng)載荷 Cr=，軸承采用正裝。 要求壽命為 Lh=19200h。 由前面的計(jì)算已知軸水平和垂直面的支反力，則可以計(jì)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(dāng)量動(dòng)載荷較大值帶入軸承壽命計(jì)算公式 ??? = 10660??(???? ???????? ????)3= 19200? 由此可知該軸