【導讀】還對飛剪機內(nèi)的齒輪的模數(shù)以及尺寸進行了計算，對曲軸進行了尺寸的確定以及。進行了強度的校核。通過選材以及計算，使得設計的各零件的確定符合國家標準，使該。次設計的飛剪機完全符合這次的設計要求，工作安全可靠。

　　

【正文】 V 徐州工業(yè)職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 42 支反力 F ??F ?NHF 1NVF = ? 2NVF = 彎矩 M 1MH =mm376824465N ? mmN124421513M H2 ?? mm1 2 7 6 7 0 5 8 0 NM V1 ?? mm184590285NM V2 ?? mmN18603877M V3 ?? 總彎矩 1 6 8 6 5 8 8 6M 1 ?? 2 ?? 扭矩 T T=14310675N mm, 徐州工業(yè)職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 43 圖中 V 面中的軸向力未標出。 上圖中的 F1， F2為剪切力在水平方向和豎直方向上的分力。剪切力 F=54280 千克，即 F=531944N，則 徐州工業(yè)職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 44 ?FsinF1? = ?FcosF2? =159250N 式中的 ? 為剪刃的剪切角。 1） H 面 ： tN H 2N H 11 FFFF ??? ， 0CDFBDFADF1 tNH1 ?????? 由上式可解得 NH1F = NH2F = 1HM = mm376824465N ? ??M 2） V 面： N v 2N v 1r2 FFFF ??? 0MCDFBDFADF rN v 12 ??????? 由上式可解得 1NVF = ? 2NVF = mm1 2 7 6 7 0 5 8 0 NM V1 ?? V2 ?? ??M （ 6） 校核軸的強度 已知軸上的彎矩和扭矩之后，可針對某些危險截面（即彎矩和扭矩較大而軸頸有可能不足的截面）做彎扭合成強度校核計算。按第三強度理論，計算應力 22ca 4??? ?? 徐州工業(yè)職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 45 通常由彎矩產(chǎn)生的彎曲應力 ? 是對稱循環(huán)應力， 而由扭矩所產(chǎn)生的扭轉應力 ? 則通常不是對稱循環(huán)應力。為了考慮兩者循環(huán)應力的 不同，引入折合系數(shù) ? 則計算應力為 22ca 4 ）（ ???? ?? 式中的彎曲應力為對稱循環(huán)應力。當扭轉切應力為靜應力時，取 ?? ；當扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力時取 ?? ；若是扭轉切應力亦為對稱循環(huán)變應力時則取 1?? 。 對于直徑為 d 的圓軸，彎曲應力為WM??，扭轉切應力為TWT?? ，將式中的 ? 和 ? 代入上式，則軸的彎扭合成強度為 W TMW2 T4WM2222ca ）（）（）（ ??? ???? ? ?1??? 式中： ca? —— 軸的計算應力， MPa； M—— 軸所受的彎矩， N?mm； T—— 軸所受的扭矩， N?mm； W—— 軸的抗彎截面系數(shù)， 3mm ? ?1?? —— 對稱循環(huán)變應力時軸的許 用彎曲應力。 進行校核時，通常只校核承受最大彎矩和扭矩的截面的強度，根據(jù)上述公式及表中的數(shù)據(jù)，以及軸為單向旋轉，即扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力，取 ? =， 得 ca? =101MPa? ?1?? 故軸安全。 （ 7） 精確校核軸的疲勞強度 1）判斷危險截面 從應力集中對軸的影響和軸肩，鍵槽和過渡配合對軸強度的削弱綜合考慮可以得到該軸只需要校核左軸承右端軸肩的截面兩側。 2）截面右 側 抗彎截面系數(shù) W= =2979100 3mm 徐州工業(yè)職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 46 抗扭截面系數(shù) TW = =5958200 3mm 截面右側的彎矩 M 為 M=?mm 截面右側的扭矩 T 為 T=14310675N mm, 截面上的彎曲應力 WMb??= MPa TT WT?? = 查表可知 B? =980MPa， 1?? =463MPa， 1?? =283MPa 截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù) ?? 及 ?? 可根據(jù)軸肩圓角處的理論集中應力系數(shù)表查取， 因 dr =， dD =。經(jīng)過插值可查得 ?? =， ?? =； 查表可得軸的材料敏性系數(shù)為 ?q = ， ?q = 故有效集中系數(shù)按式為 ）（ 1q1k ??? ??? ? = ）（ 1q1k ??? ??? ? = 查表可得其尺寸系數(shù) ?? =，扭轉尺寸系數(shù) ?? =。 軸按磨削加工，則可查得其表面質量系數(shù)為 ?? ?? ?? 軸的表面未經(jīng)過強化處理，即 q? =1，則可得到綜合系數(shù)為 11kK ??????? ?? = 徐州工業(yè)職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 47 11kK ??????? ?? = 又由合金鋼的特性系數(shù)為 ??? ， ?? ?? ? = 于是計算安全系數(shù) caS 值按 下列公式可得 ma1KS ??????? ??? = ma1KS ??????? ??? = 22ca SSSSS???? ?? = 故可知其安全。 3）截面左側 截面系數(shù) W 可按下列公式計算。 抗彎截面系數(shù) W= =5487200 3mm 抗扭截面系數(shù) TW = =10974400 3mm 截面右側的彎矩 M 為 M=?mm 截面右側的扭矩 T 為 T=14310675N mm, 截面上的彎曲應力 WMb??= TT WT?? = MPa 軸與軸承處的配合處???k 可查表并插值可得，并取???k =???k ，于是得 ???k =，???k =, 徐州工業(yè)職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 48 軸按磨削加工，則可查得其表面質量系數(shù)為 ?? ?? ?? 故得綜合系數(shù)為 11kK ??? ???? ?? = 11kK ??????? ?? = 又由合金鋼的特性系數(shù)為 ??? ， ?? ?? ? = 于是計算安全系數(shù) caS 值按 下列公式可得 ma1KS ??????? ??? = ma1KS ??????? ??? = 22ca SSSSS???? ?? = 故截面左側的強度也是足夠的。 輸入軸的設計及校核 、轉速及轉矩 P= 2n =i1n=174r/min T= mm 因已知大齒輪的分度圓直徑為 2d =1145mm tF dT2? = 徐州工業(yè)職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 49 ??costanFF ntr ?=94655N ?tanFF ta? = 選取軸的材料為 40CrNiMo，取 0A =97，于是得 30mind nPA?=165mm， 初步確定軸最小軸頸為 d =170mm。 （ 1）擬定軸上零件的裝配方案 該軸上裝有一個小齒輪，在小齒輪兩側裝有兩個滑動軸承。軸的右端還有聯(lián)軸器與減速器聯(lián)接。本設計中主要設計飛剪機的主題部分，減速器部分不做具體設計。 （ 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 綜合考慮取軸承處的直徑為 220mm，因為軸承同時承受有徑向力合軸向力的作用選擇調心滾子軸承。參照工作要求選擇 22344CC 型的軸承其尺寸為 mmmmmmTDd 1 4 54 6 02 2 0 ????? ，根據(jù)整體的要求取該段軸的長度為 l =598mm，并且在該段軸上裝有小齒輪，齒輪右側采用軸環(huán)定位。軸環(huán)處軸的直徑為 280mm，考慮到對右端軸承的左面的定位要求，應該有軸肩定位，取該軸肩處軸的直徑為 255mm，在軸肩和軸環(huán)間有一個錐面過渡。 （ 3）軸上零件的周向定位 齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接。查手冊截面為 1750hb ??? ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長度為 280mm，同時為了有較好的對中性采用6p7H配合。 （ 4）軸上零件的倒角和圓角 軸左端倒角為 。456? ，右端軸肩處圓角為 2r? 。 確定軸上支點的位置， 徐州工業(yè)職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 50 左軸承支點和齒輪支點間的距離為 380mm， 右軸承支點和齒輪支點間的距離為 408mm， 分析軸上的受力，計算軸承上的受力，計算出軸上受力的彎矩和扭矩，做出軸上的受力圖，彎矩圖和扭矩圖。 從軸的結構圖及彎矩和扭矩圖中可以看出截面的最危險截面，計算出該截面的彎矩，列于下表中 徐州工業(yè)職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 51 載荷 水平面 H 水平面 V 徐州工業(yè)職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 52 支反力 F NH1F =12943N NH2F =12055N 1NVF = N30846 2NVF =63808N 彎矩 M HM = mm6955615N ? NV1M =11721848 N mm NV2M = mm 總彎矩 mmN6955683M 1 ?? mmN6 9 5 5 9 0 7M 2 ?? 扭矩 T T= mm, H 面： NH1F + NH2F = tF 0BCFABF N H2N H1 ? 由上式聯(lián)立可解得 NH1F = ， NH2F = 并求得 HM = ? V 面： rNV2NV1 FFF ?? 0BCFMACF rN V 1 ?? 由上式聯(lián)立可解得 1NVF = ， 2NVF =63808N 并求得 NV1M = mm ， NV2M = N mm 6．按彎扭合成強度校核軸的強度 徐州工業(yè)職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 53 W= 取 ? = 則可得 ca? =? ?1?? 故該軸安全。 （ 1）判斷危險截面 從應力集中對軸的影響和軸肩，鍵槽和過渡配合對軸強度的削弱綜合考慮可以得到該軸只需要校核左軸承右端軸肩的截面兩側。 （ 2）截面右側 抗彎截面系數(shù) W= =2195200 3mm 抗扭截面系數(shù) TW = =4390400 3mm 截面右側的彎矩 M 為 M=?mm 截面右側的扭矩 T 為 T= mm, 截面上的彎曲應力 WMb??= TT WT?? = MPa 查表可知 B? =980MPa， 1?? =463MPa， 1?? =283MPa 截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù) ?? 及 ?? 可根據(jù)軸肩圓角處的理論集中應力系數(shù)表查取， 因 dr =， dD =。經(jīng)過插值可查得 ?? =， ?? =； W TMW2 T4WM2222ca ）（）（）（ ??? ????徐州工業(yè)職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 54 查表可得軸