【正文】 ( ) [ ] 其中 ，故所選鍵安全。 10. 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 （ 1）判斷危險截面 截面 III過盈配合引起的應(yīng)力集中嚴(yán)重，同時受彎矩和扭矩和最大應(yīng)力面很近，所以只校核截面 III兩側(cè) （ 2）截面左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3333 5 7 4 ???? 抗扭截面系數(shù) 3333T ???? 截面 III左側(cè)的彎矩 mmN11 66 63 21M ????? 截面 III上的扭矩 T為 mmN352630T ?? 截面上的彎曲應(yīng)力 b ???? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ???? 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由 文獻(xiàn)【 2】 表 151 采用插值法 查得 M P a551,M P a752,M P a406 11B ??? ?? ??? 過盈配合處的 ?? ?k 值，由 文獻(xiàn)【 2】 附表 38用插值法求出，并取 ???? ?? ? ，于是得 ???? ； ?????? 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按 文獻(xiàn)【 2】附表 32查取。因 , ???? ，得, ?? ?? ?? 又由 文獻(xiàn)【 2】 附圖 31 可得軸的材料的敏性系數(shù)為, ?? ?? 軸按磨削加工，由 文獻(xiàn)【 2】 附圖 34 得表面質(zhì)量系數(shù)為?? ?? ?? 聯(lián)軸器鍵強(qiáng)度符合 齒輪鍵強(qiáng)度符合 Ⅱ Ⅱ ? Ⅱ 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 24 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 1?q? ，則按 文獻(xiàn)【 2】 式（ 312）及（ 314b）得綜合系數(shù)為 ??????? ???? ?? ??????? ???? ?? 又由 13?? 及 23?? 得碳鋼的特性系數(shù) ~??? ，取 ??? ， ~??? ，取 ??? 于是計算安全系數(shù) caS 值，按 文獻(xiàn)【 2】 式（ 156） ~（ 158）則得 . 57 275KS ma 1 ??????? ? ??? ? ??? 22155KS ma 1 ??????? ? ??????? SSS 2222ca ???????????? 故可知其安全。 （ 2）截面 III 右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3333 ???? 抗扭截面系數(shù) 3333T ???? 截面 III右側(cè)的彎矩 mmN11 66 63 21M ????? 截面 III上的扭矩 T為 mmN352630T ?? 截面上的彎曲應(yīng)力 83 66 12WMb ???? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 665. 635 2630WT T2T ???? 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由 文獻(xiàn)【 2】 表 151查得 M P a551,5 M P a72,M P a406 11B ??? ?? ??? 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按 文獻(xiàn)【 2】附表 32查取。因 , ???? ，得, ?? ?? ?? 又由 文獻(xiàn)【 2】 附圖 31 可得軸的材料的敏性系數(shù)為, ?? ?? 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為： )()1(q1k ???????? ??? ? 圓錐滾子軸承30206 mmdd 30?? ???? ⅦⅤ mmd 34＝ⅢⅡ ? mml 62＝ⅢⅡ ? mmd 39＝Ⅲ－Ⅳ Ⅳ Ⅴ mml 37??ⅤⅣ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 25 )()1(q1k ???????? ??? ? 由 文獻(xiàn)【 2】 附圖 32得尺寸系數(shù) ??? ； 由 文獻(xiàn)【 2】 附圖 33得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ??? 軸按磨削加工，由附表 34的表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? ?? ?? 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 1?q? 則按 文獻(xiàn)【 2】 式（ 312）及（ 314b）得綜合系數(shù)為 ??????? ???? ?? ??????? ???? ?? 所以軸在截面 III右側(cè)的安全系數(shù)為 275KS ma 1 ??????? ? ??? ? ??? 22155KS ma 1 ??????? ? ??????? SSS 2222ca ???????????? 故可知其安全。 八、 中速軸 及其附件 設(shè)計 1. 中速軸 II 的功率 、轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩 功率 Ⅱ 轉(zhuǎn)速 Ⅱ ? 轉(zhuǎn)矩 Ⅱ 2. 求作用在齒輪上的力 1) 因已知中間軸小齒輪的分度圓直徑為 圓周力 Ⅱ 1 徑向力 β 176。 1 176。 ， 軸向力 β 176。 圓周力 ，徑向力 及軸向力 的方向 如 圖 5所示 2) 中間軸大齒輪 1 1 1 圓周力 tF ，徑向力 rF 及軸向力 aF 的方向如圖 2所示 小齒輪 大齒輪 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 26 3. 初步確定軸的最小直徑 先按參考文獻(xiàn) [2]式（ 152）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)參考文獻(xiàn) [2]表 153，取 1120 ?A ，于是得 √ Ⅱ Ⅱ √ 4. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1) 擬定軸上零件的裝配方案 （圖 8） 2) 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 i. 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用， 但是 載荷不大，故選用角接觸球軸承 。參照工作要求并根據(jù)軸的最小直徑，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的角接觸球 軸承 7206C，其尺寸為的mmmmBDd 166230 ????? ,故 。 ii. 取安裝小齒輪處的軸段Ⅱ Ⅲ的直徑 mmd 34＝ⅢⅡ ? ，齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為65mm，為了使套筒可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 mml 62＝ⅢⅡ ? ，齒輪右端采用軸肩定位，軸肩高度 h,故取 h=5mm，則軸直徑 mmd 39＝Ⅲ－Ⅳ 。 iii. 取安裝大齒輪處的軸段Ⅳ Ⅴ的直徑 Ⅳ Ⅴ ，齒輪的右端與右軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為40mm，為了使套筒可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 mml 37??ⅤⅣ ，齒輪左端采用軸肩定位，取h=5mm，與小齒輪右端定位高度一樣。 iv. 取小齒輪距箱體內(nèi)壁之距離 mma 151 ? ，由齒輪對稱原則，大齒輪距箱體內(nèi)壁的距離為mma )4045(21152 ???? ， 小 齒輪與 小 齒輪之間的距離為 c=12mm，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離是 s,取 s=承寬度 B=16mm。則 圖 8 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 27 mmasTlmmclmmasBl)3740(45)6265(2ⅥⅤⅣⅢ1????????????????????? 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。 v. 軸上零件的周向定位 齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接。按 mmd 34??ⅢⅡ ,由參數(shù)文獻(xiàn) [2]表 141查得平鍵截面 mmmmhb 810 ??? ,鍵槽用鍵槽銑刀加工，按 Ⅱ Ⅲ 得鍵長為 56mm；同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪與軸配合為67nH。同理按 Ⅳ Ⅴ ，由參數(shù)文獻(xiàn) [2]表 141查得平鍵截面 mmmmhb 810 ??? ,鍵槽用鍵槽銑刀加工，按 Ⅳ Ⅴ 得鍵長為 32mm；同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪與軸配合為 66nH 。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。 5. 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。在確定軸承支點位置時，從手冊中查取 a 值。對于 7206C 型圓錐滾子軸承，由手冊中查得a=。因此，作為懸臂梁的軸的支撐跨距 ， 1 ， ， 根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。 （如圖 9） 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 28 危險截面左端安全 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 29 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面 B是軸的危險截面。先計算出截面 B 處的 MH、 MV及 M的值列于表 8。 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F NF NFNHNH ?? NF NFNVNV ?? 彎矩M mmNM mmNMHH ??? ??? 885 30144 67421 mmNMmmNMmmNMmmNMVVVV???????????4321 危險截面右側(cè)安全 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 30 總彎矩 mmNMmmNMmmNMmmNM????????????????1 4 8 5 1 4 4 6 7 41 5 5 3 0 4 4 6 7 42222322221 扭矩 mmNT ?? 865302 表 8 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（即危險截面 B）的強(qiáng)度，根據(jù)文獻(xiàn)【 2】式（ 155）及上表中的數(shù)值，并取?? ，軸的計算應(yīng)力 )(155304W )T(M 3 22232ca??????? ?? 前已選定軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由 文獻(xiàn)【 2】 表 151 查得 MPa06][ 1 ?? 。因此 ][ 1ca ?? ? ，故安全。 7. 中間軸軸承校核 1) 由軸的設(shè)計計算可知輸出軸滾動軸承選用 7206C 型角接觸球 軸承， 由文獻(xiàn)【 1】表 156 得， 2) 計算兩軸承所受的徑向載荷 1和 由軸的校核過