【正文】 8:∵ d=65 mm ∴ 鍵寬b鍵高h=1811?∵ 鍵長L=轂長L162。(5~10)=85(5~10)=80~75mm ∴ 取L=80mm(滿足標準鍵長)?則 鍵有效長度 l =Lb=8018=62 mm 鍵強度校核:?p385式1612:sP =F=4T≤[sP] A dhl?p385 表 169: [s P ] = 110 MPa(載荷有輕微沖擊:[s P ] = 100~120MPa) ∵ T=Fd0 =8000 ?300= ?106 Nmm t22 1 ∴ s = 4T = 4 ?106 = MPa P dhl 65 ?11 ?62 即 鍵滿足強度要求,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矩 Tmax: p385式1612:sP =F=4T≤[sP]鑄鐵 A dhl p385 表 169: [s P ]鑄鐵 = 55 MPa(載荷有輕微沖擊:[s P ]鑄鐵 = 50~60MPa) 則: T = dhl [s ] = 65 ?11 ?62 ?55 = ?105 Nmm=610 Nm 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,轉速 n=300 r/min。試按彎扭合 成強度計算軸的直徑并繪出軸的結構圖。 圖 1642 習題 1615 圖 注:此題中分度圓直徑應為 200 mm。 解 (1)計算軸上作用的力 轉矩: T = 9550 P = 9550 ? = Nm n 300 圓周力: Ft = 2000T = 2000 = N d 200 n max 4P鑄鐵 4 法向力:F= Ft == cosa cos 20176。 (2)作彎矩圖和轉矩圖 支反力: F =F =Fn == N AB 22?C點彎矩:M = 200 ?103 F = 200 ?103 = Nm CA CD 段轉矩:T = Nm 2 (3)計算軸的直徑:?由彎矩圖和轉矩圖可知,C 處彎矩最大、轉矩最大,并且具有較大的應力集中。D 處直徑最 小,轉矩最大且有應力集中,故可判斷此兩處為危險截面,將此兩面作為軸計算截面進行強度 校核截面。?按彎扭合成強度計算 C 處軸頭直徑: ∵ 該軸為轉軸 ∴ a = [s 1 ] 187。 [s 0 ] p378表167:選軸的材料:45鋼,熱處理方式:調質,硬度:217~255,sb =637 MPa p371表1613:[s]=[s1]=55+ 6555 ?(637600)= MPa 700 600?10 M2 +(aT )2 10 +( )2 ?103 p371式166:dC≥3 C C =3 = mm [s] 按扭轉強度計算 D 處軸頭直徑: p368 表 162: A=110 p367式162: dD≥A3 P =107 ?3 = mm n 300 C、D 處各有一個鍵槽,故直徑應加大 5%(3%~5%) dC≥+5%= mm dD≥+5%= mm (4)軸的結構圖:?說明:1軸頭 C、D 處結構設計直徑分別為:dC=45 mm、dD=30 mm(符合標準尺寸系列) 2軸頸 A、B 處直徑為:dA=dB=35 mm(符合軸承內徑系列) 3齒輪處加平鍵,其尺寸為:bhL=14940 強度校核:s = 4T = 4 ?103 =≤[s ]=110MPa P dhl 45 ?9 ?26 P 聯(lián)軸器處加平鍵,其尺寸為:bhL=8756?強度校核:s = 4T = 4 ?103 =≤[s ]=110MPa P dhl 30 ?7 ?48 P 4齒輪軸向定位:軸環(huán)、圓螺母(M42,小徑 d1=40mm) 3 第十七章部分題解?1712 已知某礦山機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 驗算軸承的平均壓力 p: p = F dB 驗算軸承的pv值:pv= Fn 19100B = 86000 = MPa≤[p] 160 ?190 = 86000 ?192 =m/s≤[pv] 19100 ?190 驗算滑動速度v:v = pdn = p ?160 ?192 =≤[v] 60 ?1000 60 ?1000 ∴ 軸承合用 1720 某機械設備中一根軸支承在一對深溝球軸承上,構成兩端單向固定支承,已知軸承所受徑向載荷為 Fr1=6000N,Fr2=4500N,軸上的軸向中心外載荷 FA=1250N、指向軸承 2,軸的轉速為 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《機械設計手冊》,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= 計算當量動載荷: P =F f =6000 =9000 N r1 r1p ∵ Fa 2 = 1250 = 45 ?103 = 1250 = e Fr2 4500 p439 表 177:e=?p439 表 177:X2=、Y2= C Fa 2 0r ∴ P =(X F +YF )f =( ?4500+ ?1250) = N r22r22a2p 計算軸承壽命: L = h1 L = h2 p441 表 179:一般機械的預期壽命為 24000h 由此可知軸承未達到預期壽命。 再選軸承:6314,Cr=105 kN,C0r=68 kN 106 230。 C 246。e?231。 r 247。 = 106 230。 ?103 246。3?231。 247。 = h 60 ? 970 231。 9000 247。 106 230。C 246。e 106 ?103 246。3 60n 231。 P 247。?232。r1248。 232。 248。 231。 r 247。 = 231。?60n231。P 247。 60 ?970231。 247。 247。 = h 232。r2248。232。248。 ∵ Fa2 = 1250 = p439表177:e=+ ()= C 68 ?103 0r?Fa2 =1250 =e p439表177:X2=、Y2 = ()= Fr 2 4500 ∴ P =F f =6000 =9000 N r1 r1p?P =(X F +Y F )f =( ?4500+ ?1250) = N r22r22a2p 計算軸承壽命: 106 230。C 246。e 106 230。105 ?103 246。3?231。 r 247。 = 231。 247。 = h L = h1 L = h2 滿足預期壽命要求。軸承型號:6314。內徑 d=70mm、外徑 D=150mm、寬度 B=35mm 1 60n231。P 247。 60 ?970231。 9000 247。 232。r1248。 232。 248。 106 230。C 246。e 106 230。105 ?103 246。3 231。 r 247。 = 231。?60n231。P 247。 60 247。 247。 = h 232。r2248。232。248。 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、正裝結構。已知蝸輪嚙合作用力 Ft2=7950N,Fa2=1220N,Fr2=2900N。蝸輪分度圓直徑 d2=360mm,兩支點距離 L=320mm。蝸輪軸 轉速 n2=54r/min。傳動中有輕微沖擊。根據(jù)軸的結構尺寸,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: ∵ F =F =Ft2 =7950=3975 N Arx Brx 22 F ?LF ?d2 2900 ?3201220 ?360 FAry=r22a22= 2 2= L?F ?L+F ?d2 320 2900 ?320+1220 ?360 FBry=r2 2 a2 2= L 2 2= 320 ∴ F = F2 +F2 = 39752 + = N Ar Arx Ary F = F2 +F2 = 39752 + = N Br Brx Bry (2)計算軸向載荷:?查《機械設計手冊》圓錐滾子軸承 30207 的參數(shù)為: a = 14176。02162。10162。162。 、 Cr = kN 內部軸向力: S = A S = B = N 2 ? cot(14176。02162。10162。162。) 軸承 B“壓緊”,軸承 A“放松” ∴ FAa =SA = N FBa =SA +FA = N (3)計算當量動載荷: p439 表 177: e = tan a = ? tan(14176。02162。10162。) = ∵ FAa = = e FAr ?查表:XA =YA =0 FBa = = e FBr 查表:XB = 、YB = = ?cot(14176。02162。10162。162。) = p440表178:fP = ∴ P =(X F +Y F )f =(1 +0 ) = N A AArAAaP P =(X F +Y F )f =( + ) = N B BBrBBaP FAr = 2 ? cot a 2 ? cot a FBr = ?2 ? cot(14176。02162。10162。162。) = N ∵ SA +FA =+1220=SB = 軸向外載荷: FA =Fa2 =1220 N 2 (4)計算軸承使用壽命: L = Ah L = Bh 106 ?103 246。10?231。 247。3 = h 106 230。C 246。e?231。 r 247。 = 60 ?54231。 247。 106 230。C 246。e 106 ?103 246。10 60n 231。P 247。 2232。A248。232。248。 247。3 = h 2232。B248。232。248。 231。 r 247。 = 231。?60n 231。P 247。 60 ?54231。 247。 3