【正文】 軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖 34 得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?????? 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 1q?? ，則綜合系數(shù)為 1 1 .8 2 11 1 2 .5 80 .7 3 0 .9 21 1 .2 7 11 1 1 .5 60 .8 6 0 .9 2kKkK????????????? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 又取碳鋼的特性系數(shù) , ?????? 計(jì)算安全系數(shù) caS 值 11
。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附表 32 ? ?1ca???? 312500W m? 325000TW mm? N mm?? 4 728510T N mm?? MPa? ? MPa? ? 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì) 37 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 查取。 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 （ 1）判斷危險(xiǎn)截面 截面 7 右側(cè)受應(yīng)力最大 （ 2）截面 7 右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3 3 30 . 1 0 . 1 5 0 1 2 5 0 0W d m m? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) 3 3 30 . 2 0 . 2 5 0 2 5 0 0 0TW d m m? ? ? ? 截面 7 右側(cè)彎矩 M 為 N mm?? 截面 7 上的扭矩 2T 為 4 728510T N mm?? 截面上的彎曲應(yīng)力 7 6 7 3 8 . 3 6 . 1 412500b M M P aW? ? ? ? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 2 728510 2 9 .125000TTT M P aW? ? ? ? 軸的材料為 45 鋼 ， 調(diào) 質(zhì) 處 理 。 23 47d mm? ? 1282l mm? ? 23 47d mm? ? 3 4 7 8 50d d mm???? 3415l mm? ? 45 60d mm? ? 67 47l mm? ? 56 63d mm? ? 568l mm? ? 2350l mm? ? 457810555l mml mm???? 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì) 35 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 （ 3）軸上的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接，按 67d? 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表 61 查得平鍵截面 16 10b h mm mm? ? ?，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為 50mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為76Hm ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵 12 8 70mm mm mm??，半聯(lián)軸器與軸的配合為 76Hm ，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為 k6。軸環(huán)寬度 ? ，取 568l mm? ? 。 3）左端軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程》表 157 查得 32910 型軸承的定位軸肩高度 5h mm? ，因此取 45 60d mm? ? ；齒輪右端和 右軸承之間采用套筒定位，已知齒輪輪轂的寬度為 51mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 67 47l mm? ? 。 2）初步選擇滾動(dòng)軸承。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 2ca AT KT? ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表 141，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取 ? ，則 2 1 . 3 7 2 8 5 1 0 9 4 7 0 6 3c a AT K T N m m? ? ? ? ? 查《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表 174，選 HLL4 型彈性柱銷聯(lián)軸器 ，其公稱 轉(zhuǎn)矩為 1250Nm? ， 半聯(lián) 軸器的孔 徑 1 40d mm? ，故 取12 40d mm? ? ，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度 112L mm? ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為84mm。 輸出軸設(shè)計(jì) 求輸出軸上 的功率 4P 、轉(zhuǎn)速 4n 和轉(zhuǎn)矩 4T 4 kw? 4 / minnr? 4 N m?? 求作用在齒輪上的力 已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑 22 2 . 4 9 9 1 3 4 3 3 4 . 8 6 6td m z m m? ? ? ? ? 而 412 2 4351t a n t a n 204351 c os c os t a n 4351 t a n tnrtatTFNdF F NF F N????? ? ??? ? ? ??? ? ? ? ? 圓周力 tF 、徑向力 rF 及軸向力 aF 的方向如圖六所示 caSSSS??????? 2 mm? 4351traFNFN??? 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì) 32 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 圖六 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì) 33 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。 軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖 34 得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?????? 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 1q?? ，則綜合系數(shù)為 1 1 .7 4 11 1 2 .5 40 .7 1 0 .9 21 1 .4 0 11 1 1 .7 00 .8 7 0 .9 2kKkK????????????? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 又取合金鋼的特性系數(shù) , ?????? 計(jì)算安全系數(shù) caS 值 112 2 2 23555 .22 .5 4 2 6 .7 5 0 .1 02001 0 .62 1 2 11 .7 4 0 .0 5225 .2 1 0 .64 .6 7 1 .55 .2 1 0 .6amamcaSKSKSSSSSS???????????? ? ??? ? ???? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ??? ? ? ? ??? 故可知安全。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附表 32 查取。 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 （ 1）判斷危險(xiǎn)截面 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 1 ? 1 ? 2 ? 2 ? 彎矩 M 121 0 6 5 1 2 .41 9 2 4 7 3 .3HHM N m mM N m m?? 12341 8 5 4 6 .14 8 8 5 1 .83 6 6 1 5 .4 67 2 2 1 9 .8 8VVVVM N m mM N m mM N m mM N m m???? 總彎矩 22m a x 4 1 9 2 . 4 7 3 7 2 . 2 2 2 0 5 . 5 7M M N m? ? ? ? ? 扭矩 T 3 N m?? MPa? ? ? ?1ca???? 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì) 28 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 截面 5 左右側(cè)受應(yīng)力最大 （ 2）截面 5 右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3 3 30 . 1 0 . 1 3 0 2 7 0 0W d m m? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) 3 3 30 . 2 0 . 2 3 0 5 4 0 0TW d m m? ? ? ? 截面 5 右側(cè)彎矩 M 為 7 2 2 1 9 .8 8M N mm?? 截面 5 上的扭矩 3T 為 3 113500T N mm?? 截面上的彎曲應(yīng)力 7 2 2 1 9 . 8 8 2 6 . 7 52700b M M P aW? ? ? ? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 2 113500 215400TTT M P aW? ? ? ? 軸的材料為 40rC ， 調(diào) 質(zhì) 處 理 。 （ 3）軸上的周向定位 圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按 23d? 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表 61 查得平鍵截面 10 8b h mm mm? ? ?，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為 22mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 76Hm ；圓柱齒輪的周向定位采用平鍵連接，按 45d? 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表 61 查得平鍵截面 10 8b h mm mm? ? ?，鍵槽 1 2 5 6 30d d mm???? 2 3 4 5 35d d mm???? 2335l mm? ? 34 43d mm? ? 4552l mm? ? 12345043l mml mm???? 5650l mm? ? 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì) 27 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為 56mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 76Hm ；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為 m6。 3） 已知圓柱直齒輪齒寬 1 56B mm? ，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸 段應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng)，故取 4552l mm? ? 。 這對(duì)軸承均采用套筒進(jìn)行軸向定位，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表 157 查得 30206 型軸承的定位軸肩高度 mm? ，因此取套筒直徑 37mm 。選取軸的材料為 40rC （調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表153，取 0 108A? ，得 30 3 .2 6m i n 2 4 .6 52 7 4 .3d A m m??，中間軸最小直徑顯然是安裝滾動(dòng)軸承的直徑 12d? 和 56d? 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1） 擬定軸上零件的裝配方案（見下圖圖五） min mm? 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì) 26 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 （ 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1）初步選擇滾動(dòng)軸承。 軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖 34 得表面質(zhì)量系數(shù)為 3128000TW m? 128176MN mm?? 2 33820TN mm?? MPa? ? MPa? ? 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì) 23 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 ?????? 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 1q?? ，則綜 合系數(shù)為 1 2 . 0 9 11 1 2 . 80 . 7 7 0 . 9 21 1 . 3 2 11 1 1 . 4 50 . 7 9 0 . 9 2kKkK????????????? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 又取碳鋼的特性系數(shù) , ?????? 計(jì)算安全系數(shù) caS 值 112 2 2 22754 .92 .8 2 0 .0 3 0 .1 01557 8 .32 .6 4 2 .6 41 .4 5 0 .0 5224 .9 7 8 .34 .9 8 1 .52 4 .0 1 6 1 3 0 8 .9amamcaSKSKSSSSSS???????????? ? ??? ? ???? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ??? ? ? ? ? ??? 故可知安全。 截 面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附表 32 查取。 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 （ 1） 判斷危險(xiǎn)截面 截面 5 右側(cè)受應(yīng)力最大 （ 2）截面 5 右側(cè)抗彎截面系數(shù) 3 3 30 . 1 0 . 1 4 0 6 4 0 0W d m m? ? ? ? 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 1 ?? 1 ?? 2 ? 2 ? 彎矩 M 1 2 4 2 0 1 .4HM N mm?? 1 31671VM N mm? ? ? 2 5 0 7 6 2 .8 5VM N m m? ?