【導(dǎo)讀】湖南理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)。按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)選擇齒輪材料及精度等級(jí)..6. 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度.............16. 首先根據(jù)結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖,確定頂軸承的支點(diǎn)位置.26

　　

【正文】 告訴 軸尺寸 485560667470d m md m md d m md m md m md m m?????????????Ⅰ ⅡⅡ ⅢⅢ Ⅳ Ⅶ ⅧⅣ ⅤⅤ ⅥⅥ Ⅶ 8250435522l mml mml mml mml mml mml mm???????Ⅰ ⅡⅡ ⅢⅢ ⅣⅣ ⅤⅤ ⅥⅥ ⅦⅦ Ⅷ 湖南理工 學(xué) 院 課 程 設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè) 共 40 頁(yè) 首先根據(jù)結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 , 確定頂軸承的支點(diǎn)位置 對(duì)于 7212C型的角接觸球軸承 ,a=,因此 ,作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距 。 1 mm? 2 mm? 3 mm? 受力分析 21 23 5 1 . 11 4 3 6 . 1 6 2 9 0 . 0 75 1 . 1 2 0 1 . 9N H tLF F NLL? ? ? ??? 32 23 2 0 1 . 91 4 3 6 . 1 6 1 1 4 6 . 0 95 1 . 1 2 0 1 . 9N H tLF F NLL? ? ? ??? 22 23 2 arNVFDFLFNLL???? 12 395 .4N V r N VF F F N? ? ? N m?? 1 1 2 N VM F L N m? ? ? 2 2 3 N VM F L N m? ? ? 221 1 1 2 5 .0 5HVM M M N m? ? ? ? 222 2 2 3 8 .2 2HVM M M N m? ? ? ? 1 1 2=9 550 P / 955 0 3 / 144 0 34. 02 N mTn ? ? ? ? 作出軸的載荷分析圖 : 湖南理工 學(xué) 院 課 程 設(shè)計(jì) 第 27 頁(yè) 共 40 頁(yè) 按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù) ca? = W TM2321 )(?? = 2232 5 .0 5 ( 0 .6 3 5 .1 5 ) 1 .8 00 .1 4 8 .9 5 M P a?? ?? 之前已選軸材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 查《軸的常用材料及其主要力學(xué)性能表》表，得 [ 1?? ]=60MPa 1ca???? ，此軸合 理安全。 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 . 判斷危險(xiǎn)截面 截面 A,Ⅱ ,Ⅲ ,B只受扭矩作用。所以 A Ⅱ Ⅲ B 無(wú)需校核 .從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看 ,截面Ⅵ和Ⅶ處過(guò)盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重 ,從受湖南理工 學(xué) 院 課 程 設(shè)計(jì) 第 28 頁(yè) 共 40 頁(yè) 載來(lái)看 ,截面 C 上的應(yīng)力最大 .截面Ⅵ的應(yīng)力集中的影響和截面Ⅶ的相近 ,但是截面Ⅵ不受扭矩作用 ,同時(shí)軸徑也較大 ,故不必做強(qiáng)度校核 .截面 C 上雖然應(yīng)力最大 ,但是應(yīng)力集中不大 ,而且這里的直徑最大 ,故 C 截面也不必做強(qiáng)度校核 ,截面Ⅳ和Ⅴ顯然更加不必要做強(qiáng)度校核 .由第 3 章的 附錄可知 ,鍵槽的應(yīng)力集中較系數(shù)比過(guò)盈配合的小，因而 ,該軸只需膠合截面Ⅶ左右兩側(cè)需驗(yàn)證即可 . ⑵ . 截面Ⅶ左側(cè)。 抗彎系數(shù) W= 3d = 360? =21600 3mm 抗扭系數(shù) Tw = 3d = 360? =43200 3mm 截面Ⅶ的右側(cè)的彎矩 M 為 1 5 1 . 1 2 5 . 5 1 2 5 4 9 . 5 15 1 . 1M M N m m?? ? ? ? 截面Ⅳ上的扭矩 1T 為 1T = mN? 截面上的彎曲應(yīng)力 ??WMb? 1 2 5 4 9 .5 1 0 .5 821600 M Pa? 截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 T? =TWT3 = 53150 343200 MPa? 軸的材料為 45 鋼。調(diào)質(zhì)處理。 由課本 35P 表 151 查得： aB MP640?? aMP2751 ??? aMPT 1551 ?? 因 ?dr ? ?dD 66 ? 經(jīng)插入后得 ??? T? = 軸性系數(shù)為 ??q ?q = ?K? =1+ )1( ????q = K? =1+ ?q （ T? 1） = 所以 ??? ??? ?? ?? ?? 綜合系數(shù)為： K? = K? = 碳鋼的特性系數(shù) ～??? 取 ～??? 取 安全系數(shù) caS 湖南理工 學(xué) 院 課 程 設(shè)計(jì) 第 29 頁(yè) 共 40 頁(yè) S? = ??? maaK ??? ?? 1 S?? ???mtak ?????1 caS?22 7SSSS?????? ≥ S= 所以它是安全的 截面Ⅳ右側(cè) 抗彎系數(shù) W= 3d = 366? = 3mm 抗扭系數(shù) Tw = 3d = 366? = 3mm 截面Ⅳ左側(cè)的彎矩 M為 1 5 1 . 1 2 5 . 5 1 2 5 4 9 . 5 15 1 . 1M M N m m?? ? ? ? 截 面Ⅳ上的扭矩 3T 為 3T = mN? 截面上的彎曲應(yīng)力 ??WMb? 1 2 5 4 9 .5 10 .4 42 8 7 4 9 .6 M P a? 截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 T? =TWT3 = 53150 0 .9 25 7 4 9 9 .2 M Pa? K???= K???= ?? 表面質(zhì)量系數(shù) ?? ?? ?? ?K? = 1 1 5K?????? ? ? K? = 1 1 2K?????? ? ? 安全系數(shù) caS S? = ??? maaK ??? ?? 1 S?? ???mtak ?????1 caS22 SSSS?????? ≥ S= 所以它是安全的 所以該軸在截面 Ⅳ 右側(cè)是安全的，本題由于無(wú)大的瞬時(shí)過(guò)載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱，故可以省去靜強(qiáng)度較核。 高速軸上鍵的選擇 高速軸與半聯(lián)軸器鏈接的選擇 湖南理工 學(xué) 院 課 程 設(shè)計(jì) 第 30 頁(yè) 共 40 頁(yè) 1） 由與此軸與半聯(lián)軸器鏈接，故選用圓頭普通平鍵 (A)。 根據(jù) d=18mm，由手冊(cè)查得鍵的截面積為：寬度 b=6mm，高度 h=6mm，由半聯(lián)軸器的寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵的長(zhǎng)度 L=40mm。 2) 鍵，軸和輪轂的材料都是鋼，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 62 查得需用擠壓力為? ?F? =100～ 120MPa。鍵的工作長(zhǎng)度 bLl ?? =34mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度hk ? =3mm，可得 312 1 0 2 3 5 . 1 5 1 0 0 03 3 4 1 8p T k ld? ? ???? ??=? ?F? (合適 ) 鍵的標(biāo)記：鍵 6 6 40 GB/T1096— 20xx. 高速軸與 齒輪 1 鏈接的選擇 1） 由與此軸與齒輪 1 鏈接，故選用圓頭普通平鍵 (A)。 根據(jù) d=66mm，由手冊(cè)查得鍵的截面積為：寬度 b=6mm，高度 h=6mm，由半聯(lián)軸器的寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵的長(zhǎng)度 L=36mm。 2) 鍵，軸和輪轂的材料都是鋼，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 62 查得需用擠壓力為? ?F? =100～ 120MPa。鍵的工作長(zhǎng)度 bLl ?? =30mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度hk ? =3mm，可得 312 1 0 2 3 5 . 1 5 1 0 0 03 3 0 6 6p T k ld? ? ???? ??=? ?F? (合適 ) 鍵的標(biāo)記：鍵 6 6 40 GB/T1096— 20xx 齒輪 2 與軸鏈接鍵的選擇 1) 由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵 (A)。 根據(jù) d=50mm，由手冊(cè)查得鍵的截面積為：寬度 b=10mm，高度 h=8mm，由半聯(lián)軸器的寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵的長(zhǎng)度 L=36mm。 2) 鍵，軸和輪轂的材料都是鋼，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 62 查得需用擠壓力為? ?F? =100～ 120MPa。鍵的工作長(zhǎng)度 bLl ?? =24mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸 高度hk ? =4mm，可得 322 1 0 2 1 3 0 .5 2 1 0 0 04 2 4 5 0p T k ld? ? ???? ??=? ?F? (合適 ) 鍵的標(biāo)記為：鍵 10 8 36 GB/T1096— 20xx. 齒輪 3 與軸鏈接鍵的選擇 1) 由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵 (A)。 湖南理工 學(xué) 院 課 程 設(shè)計(jì) 第 31 頁(yè) 共 40 頁(yè) 根據(jù) d=45mm，由手冊(cè)查得鍵的截面積為：寬度 b=10mm，高度 h=8mm，由半聯(lián)軸器的寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵的長(zhǎng)度 L=36mm。 2) 鍵，軸和輪轂的材料都是鋼，由《機(jī)械設(shè)計(jì) 》表 62 查得需用擠壓力為? ?F? =100～ 120MPa。鍵的工作長(zhǎng)度 bLl ?? =24mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度hk ? =4mm，可得 322 1 0 2 1 3 0 .5 2 1 0 0 04 2 4 4 5p T k ld? ? ???? ??=? ?F? (合適 ) 鍵的標(biāo)記為：鍵 10 8 36 GB/T1096— 20xx. 低速軸上鍵的選擇 低速軸與聯(lián)軸器鏈接鍵的選擇 1） 由與此軸與半聯(lián)軸 器鏈接，故選用圓頭普通平鍵 (A)。 根據(jù) d=18mm，由手冊(cè)查得鍵的截面積為：寬度 b=6mm，高度 h=6mm，由半聯(lián)軸器的寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵的長(zhǎng)度 L=40mm。 2) 鍵，軸和輪轂的材料都是鋼，查得需用擠壓力為 ? ?F? =100～ 120MPa。鍵的工作長(zhǎng)度 bLl ?? =34mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 hk ? =3mm，可得 312 1 0 2 5 5 0 .9 2 1 0 0 03 3 4 1 8p T k ld? ? ???? ??=? ?F? (合適 ) 鍵的標(biāo)記：鍵 6 6 40 GB/T1096— 20xx. 低 速軸與 齒輪 4 鏈接的選擇 1） 由與此軸與齒輪 1 鏈接，故選用圓頭普通平鍵 (A)。 根據(jù) d=66mm，由手冊(cè)查得鍵的截面積為：寬度 b=6mm，高度 h=6mm，由半聯(lián)軸器的寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵的長(zhǎng)度 L=36mm。 2) 鍵，軸和輪轂的材料都是鋼，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 62 查得需用擠壓力為? ?F? =100～ 120MPa。鍵的工作長(zhǎng)度 bLl ?? =30mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度hk ? =3mm，可得 312 1 0 2 5 5 0 .9 2 1 0 0 03 3 0 6 6p T k ld? ? ???? ??=? ?F? (合適 ) 鍵的標(biāo)記：鍵 6 6 40 GB/T1096— 20xx 6. 滾動(dòng)軸承的選擇 高速軸配合軸承的選擇 湖南理工 學(xué) 院 課 程 設(shè)計(jì) 第 32 頁(yè) 共 40 頁(yè) 1) 求比值 rFF ? = 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P321 表 135，角接觸球軸承的最大 e=，故此時(shí) eFFra ? 2) 初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 P， )( arp YFXFfP ?? 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P321 表 136， ~?pf ，取 ?pf 。 按照《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P321 表 135， X=， Y 值需在已知型號(hào)和基本額定靜載荷C0 后才能求出?，F(xiàn)暫選一近似中間值，取 Y=，則 1. 2 ( 0. 44 53 8. 33 1. 19 35 3. 55 ) 78 9. 11PN? ? ? ? ? ? 3) 求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷 (壽命按 50000h 算 ) 39。6660 6 0 1 4 4 0 5 0 0 0 07 8 9 . 1 11 0 1 0hnLCP ?