【正文】 圖 1641 習(xí)題 1613 圖 解 （1）選擇平鍵尺寸： p385 表 168：∵ d=65 mm ∴ 鍵寬 b鍵高 h =1811 ∵ 鍵長 L=轂長 L162。 (5～10)=85(5～10) =80～75 mm ∴ 取 L=80 mm（滿足標(biāo)準(zhǔn)鍵長） 則 鍵有效長度 l =Lb=8018=62 mm 鍵強(qiáng)度校核： F 4Tp385 式 1612： sP = = ≤[sP ] A dhlp385 表 169： [sP ] =110 MPa（載荷有輕微沖擊：[sP ]=100～120MPa） d0 300 6 ∵ T = Ft = 8000180。 =180。10 Nmm 2 2 1 ∴ sP = 4T = 4180。180。106 = MPa dhl 65180。11180。62 即 鍵滿足強(qiáng)度要求，平鍵尺寸 bhL=181180 （2）輪轂材料為鑄鐵時，該平鍵所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩 Tmax： F 4Tp385 式 1612： sP = = ≤[sP ]鑄鐵 A dhlp385 表 169： [sP ]鑄鐵= 55 MPa（載荷有輕微沖擊：[sP ]鑄鐵= 50～60MPa）則： Tmax = dhl [sP ]鑄鐵 = 65180。11180。62 180。55 = 180。105 Nmm=610 Nm 4 4 1615 圖 1642 所示為一直齒圓柱齒輪減速器輸出軸的示意圖。有關(guān)尺寸如圖所示。軸承寬度為 20 mm；齒輪寬度為 50 mm，分度圓直徑為 20 mm，傳遞的功率 N= kW，轉(zhuǎn)速 n=300 r/min。試按彎扭合成強(qiáng)度計算軸的直徑并繪出軸的結(jié)構(gòu)圖。 圖 1642 習(xí)題 1615 圖 注：此題中分度圓直徑應(yīng)為 200 mm。解 （1）計算軸上作用的力 P 轉(zhuǎn)矩： T = 9550 = 9550180。 = Nm n 300 T 圓周力： Ft = 2000 = 2000180。 = N d 200Ft 法向力： Fn = = = N cosa cos20176。（2） 作彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖 Fn 支反力： FA = FB = = = N 2 2C 點彎矩：M C = 200180。103 FA = 200180。103 180。 = Nm CD 段轉(zhuǎn)矩：T = Nm 2 （3） 計算軸的直徑： 由彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖可知，C 處彎矩最大、轉(zhuǎn)矩最大，并且具有較大的應(yīng)力集中；D 處直徑最小，轉(zhuǎn)矩最大且有應(yīng)力集中，故可判斷此兩處為危險截面，將此兩面作為軸計算截面進(jìn)行強(qiáng)度校核截面。按彎扭合成強(qiáng)度計算 C 處軸頭直徑： ∵ 該軸為轉(zhuǎn)軸 ∴ a= [s1] 187。 [s0 ]p378 表 167： 選軸的材料：45 鋼，熱處理方式：調(diào)質(zhì)，硬度：217～255，sb = 637 MPa MPa p371 式 166： dC≥7.5810)08.1756.0(32.18610][)(103322322180。180。+=+saCCTM= mm 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算 D 處軸頭直徑： p368 表 162： A=110 P ≥3Ap367 式 162： dD=107180。3= mm n 300C、D 處各有一個鍵槽，故直徑應(yīng)加大 5%（3%～5%） dC≥+5%= mm dD≥+5%= mm （4） 軸的結(jié)構(gòu)圖：說明：①軸頭 C、D 處結(jié)構(gòu)設(shè)計直徑分別為：dC＝45 mm、dD＝30 mm（符合標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列） ②軸頸 A、B 處直徑為：dA＝dB＝35 mm（符合軸承內(nèi)徑系列） ③齒輪處加平鍵，其尺寸為：bhL=14940 強(qiáng)度校核：sP = ≤[sP ] =110 MPa 聯(lián)軸器處加平鍵，其尺寸為：bhL=8756 4T 4180。180。10348730180。180。=dhlPP④齒輪軸向定位：軸環(huán)、圓螺母（M42，小徑d1=6mm＞40mm） 強(qiáng)度校核：s = = MPa≤[s ] =110 MPa 3 第十七章部分題解 1712 已知某礦山機(jī)械減速器的中間軸非液體摩擦徑向滑動軸承的載荷 F=86000N，轉(zhuǎn)速 n=192r/min，軸頸直徑 d=160mm，軸承寬度 B=190mm，軸材料為碳鋼，軸承材料為軸承合金 ZChPbSb16162。試驗算該軸承是否合用。 注：軸承合金 ZChPbSb16162 新牌號為：ZPbSb16Sn16Cu2 解 p410 表 71：[p]=15 MPa，[v]=12 m/s，[pv]=10 MPam/s 190160180。=dB55.4190191001928600019100=180。180。==BFn192160180。180。ppdnF 86000 驗算軸承的平均壓力 p： p = = ≤[p] 驗算軸承的 pv 值： pvMPam/s≤[pv] 驗算滑動速度 v：v = = =≤[v] 60180。1000 60180。1000∴ 軸承合用 1720 某機(jī)械設(shè)備中一根軸支承在一對深溝球軸承上，構(gòu)成兩端單向固定支承，已知軸承所受徑向載荷為Fr1=6000N，F(xiàn)r2=4500N，軸上的軸向中心外載荷 FA=1250N、指向軸承 2，軸的轉(zhuǎn)速為 n=970r/min，工作中有中度沖擊，要求軸頸直徑 d≤70mm，試選取軸承型號。 解 查《機(jī)械設(shè)計手冊》，初選軸承：6214，Cr= kN，C0r=45 kN ∵ 軸承 1 不受軸向載荷 ∴ Fa1=0 Fa2=1250N p440 表 178：取 fp= 計算當(dāng)量動載荷： Pr1 = Fr1 f p = 6000180。 = 9000 N F 1250 ∵ a2 = 3 = p439 表 177：e= C0r 45180。10 Fa2 1250Fr2 = 4500 = e p439 表 177：X2=、Y2= ∴ Pr2 = (X2Fr2 +Y2Fa2) f p = (180。4500+180。1250)180。 = N 計算軸承壽命： 106 230。Cr 246。e 106 230。 180。103 246。3 Lh1 = 231。231。Pr1 247。247。248。 = 60180。970 232。231。231。 9000 247。248。247。 = h 60n232。 106 230。Cr 246。e 106 230。 180。103 246。3 Lh2 = 60n231。231。Pr2 247。247。248。 = 60180。970 232。231。231。 247。248。247。 = h 232。p441 表 179：一般機(jī)械的預(yù)期壽命為 24000h 由此可知軸承未達(dá)到預(yù)期壽命。 再選軸承：6314，Cr=105 kN，C0r=68 kN Fa2 1250 ∵ = 3 = p439 表 177：e = + () = C0r 68180。10 Fa2 1250 Fr2 = 4500 = e p439 表 177：X2=、Y2 = () = ∴ Pr1 = Fr1 f p = 6000180。 = 9000 N Pr2 = (X2Fr2 +Y2Fa2) f p = (180。4500+ 180。1250)180。 = N 計算軸承壽命： 106 230。Cr 246。e 106 230。105180。103 246。3 Lh1 = 60n231。231。232。Pr1 247。247。248。 = 60180。970 232。231。231。 9000 248。247。247。 = h Lh2 = 6010n6 231。231。230。PCrr2 247。247。248。246。e = 6010180。9706 230。231。232。231。1057511180。 246。247。248。247。3 = h 232。滿足預(yù)期壽命要求。軸承型號：6314；內(nèi)徑 d=70mm、外徑 D=150mm、寬度 B=35mm 1721 一蝸輪軸對稱支承在一對圓錐滾子軸承上，采用兩端單向固定、正裝結(jié)構(gòu)。已知蝸輪嚙合作用力Ft2=7950N，F(xiàn)a2=1220N，F(xiàn)r2=2900N。蝸輪分度圓直徑 d2=360mm，兩支點距離 L=320mm。蝸輪軸轉(zhuǎn)速 n2=54r/min。傳動中有輕微沖擊。根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸，初選兩只 7207 軸承，正排列，試計算所選軸承使用壽命（h）。 注：圓錐滾子軸承 7207 是舊型號（GB 29784），新型號為 30207（GB/T 2971994） 解 （1）畫受力圖，計算徑向載荷： ∵ 39752795022====tBrxArxFFF N 75.763320236012202320290022222=180。180。=180。180。=LdFLFFarAry N 25.2136320236012202320290022222=180。+180。=180。+180。=LdFLFFarBry N ∴ 71.404775.76339752222=+=+=AryArxArFFF N 67.451225.213639752222=+=+=BryBrxBrFFF N （2）計算軸向載荷： 查《機(jī)械設(shè)計手冊》圓錐滾子軸承 30207 的參數(shù)為：a=14176。02162。10162。162。 、Cr = kN 內(nèi)部軸向力： FAr SA = = = N 2180。 2180。(14176。02162。10162。162。) FBr SB = = = N 2180。 2180。 (14176。02162。10162。162。)軸向外載荷： FA = Fa2 =1220 N ∵ SA + FA =+1220 = ＞ SB = 軸承 B“壓緊”，軸承 A“放松” ∴ FAa = SA = N FBa = SA + FA = N （3）計算當(dāng)量動載荷： p439 表 177： e ==180。tan(14176。02162。10162。162。) = FAa ∵ = = ＜e FAr 查表： X A =YA = 0 FBa = = ＞e FBr 查表： X B = 、YB = = 180。cot(14176。02162。10162。162。) = p440 表 178： fP = ∴ PA = (X AFAr +YAFAa ) fP = (1180。+ 0180。)180。 = N PB = (X BFBr +YB FBa ) fP = (180。 +180。)180。 = N （4）計算軸承使用壽命： LAh = 60n2 231。231。232。 PAr 247。247。248。 =60180。54 231。232。 247。247。248。 231。= h 106 230。C 246。e 106 230。 180。103 246。 106 230。Cr 246。e 106 230。 180。103 246。247。 = LBh = 60n2 232。231。231。 PB 248。247。 60180。54 232。231。231。 247。247。248。 = h 3