【正文】 軸按磨削加工，由課本 44P 附圖 34 得 表面質(zhì)量系數(shù)為 湖南理工學(xué)院課程設(shè)計 第 25 頁 共 34 頁 ?????? 軸未經(jīng)表面強化處理，即 1q??，則按課本 25P 式 （ 312）及課本 26P 式（ 314b） 得綜合系數(shù)為 1 1 .8 2 11 1 2 .8 00 .6 7 0 .9 2kK ??????? ? ? ? ? ? ? 1 1 . 2 6 11 1 1 . 6 20 . 8 2 0 . 9 2kK ??????? ? ? ? ? ? ? 又由課本 22P 的 31?? 和課本 25P 的 32?? 得碳鋼的特性系數(shù) ～??? ，取 ?? ? ～??? ，取 ?? ? 于是，安全系數(shù) caS 值，按課本 374P 式（ 156）～（ 158）則得 1 275 6 6 . 8 12 . 8 0 1 . 4 7 0 . 1 0amS K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ? 1 155 k? ???? ? ??? ? ?? ? ? ? 2 2 2 26 6 . 8 1 6 8 . 7 5 4 7 . 9 1 1 . 56 6 . 8 1 6 8 . 7 5ca SSSSSS?????? ? ? ??? 故可 知是安全。查課本 362P 《軸的常用材料及其主要力學(xué)性能》表查得，知 640BaMP? ? ， 1 275 aMP?? ? ， 1 155 aMP?? ? 。因為 鍵槽的應(yīng)力集中較系數(shù)比過盈配合的小，因而 ,該軸只需校核截面Ⅳ左右兩側(cè)需驗證即可。所以 A， Ⅱ，Ⅲ， B 無需校核 .從應(yīng)力集中對軸的疲勞強度的影響來看 ,截面Ⅳ和Ⅴ處是過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重 ,從受載來看 ,截面C 上的應(yīng)力最大 。因此 ? ?1ca???? ，故安全。 湖南理工學(xué)院課程設(shè)計 第 23 頁 共 34 頁 1 mm? 2 mm? 3 77L mm? （ 2）受力分析 21237 4 . 11 8 1 2 . 4 9 8 8 8 . 8 57 4 . 1 7 7N H tLF F N NLL? ? ? ??? 3223771 8 1 2 . 4 9 9 2 3 . 6 47 4 . 1 7 7N H tLF F N NLL? ? ? ??? 22 23672 .68 444 .52 100 / 22 77arNVFDFLF N NLL? ? ? ?? ? ??? ? ?12 6 7 2 .6 8 1 8 2 .7 9 4 8 9 .8 9NV r NVF F F N N? ? ? ? ? 31 1 2 88 8. 85 74 .1 10 65 .8 6H NHM F L N m N m?? ? ? ? ? 32 2 3 92 3. 64 77 10 71 .1 2H NHM F L N m N m?? ? ? ? ? 31 1 2 48 9. 89 74 .1 10 36 .3 0V NVM F L N m N m?? ? ? ? ? 32 2 3 1 8 2 .7 9 7 7 1 0 1 4 .0 7V NVM F L N m N m?? ? ? ? ? 2 2 2 21 1 1 6 5 .8 6 3 6 .3 0 7 5 .2 0HVM M M N m N m? ? ? ? ? 2 2 2 22 2 2 7 1 .1 2 1 4 .0 7 7 2 .5 0HVM M M N m N m? ? ? ? ? 1 1 1= 9 5 5 0 P / 9 5 5 0 9 .1 1 / 9 7 0 8 9 .6 9 mT n N m N? ? ? （ 3）作出軸的載荷分析圖 rF tF aF 39。 5）由于齒輪之間的配合關(guān)系，兩齒輪的軸向的中心點 在同一鉛垂面上，已經(jīng)知道低速齒輪軸向的中心點距軸的右端距是 95mm，距離左側(cè)截面Ⅲ為 98mm，則 45l mm?Ⅲ Ⅳ 15l mm? ?Ⅵ Ⅶ 至此，已初步確定了軸的各端直徑和長度。 4）軸承端蓋的總寬度為 20mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定 ) 。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度 ? ,故取 5h mm? ，取軸環(huán)處的直徑 68d mm? ?Ⅴ Ⅵ 。 3）取安裝齒輪處的軸段的直徑 60d mm? ?Ⅳ Ⅴ ，齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。 右端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位。參照工作要求并根據(jù) 48d mm? ?Ⅱ Ⅲ ，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列角接觸球軸承 7211C 型。 2）初步選擇滾動軸承。 （ 3）初步確定軸的最小直徑 先按課本 370P 式（ 152）初步估 算軸的最小直徑。 ，聯(lián)軸器的選擇 （ 1）求輸出軸上的功率 2P 、轉(zhuǎn)速 2n 、轉(zhuǎn)矩 2T 13 P k W k W??? ? ? ? ? 1 970 / minnr? 1 1 1=9 550 000 P / 955 000 0 1 / 970 896 91 m mT n N m m N? ? ? （ 2）求作用在齒輪上的力 已知高速級小齒輪采用左旋螺旋角，且 ?? 。 3） 截面Ⅳ右側(cè) 抗彎系數(shù) 3 3 3 70 34300W d m m m m? ? ? ? 抗扭系數(shù) 3 3 3 30. 2 0. 2 70 68 60 0TW d m m m m? ? ? ? 截面Ⅶ的右側(cè)的彎矩 M為 7 4 . 3 4 7 . 53 2 3 6 7 0 1 1 6 7 4 87 4 . 3M N m m N m m?? ? ? ? 截面Ⅳ上的扭矩 2T 為 2 1573800T N mm? 截面上的彎曲應(yīng)力 116748 3 .4 034300b M M P a M P aW? ? ? ? 截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 2 1573800 2 2 . 9 468600TTT M P a M P aW? ? ? ? 過盈配合處的 k???，由課本 43P 《零件與軸過盈配合處的 k???值》表用插值法求出，并取????? ，于是得 ??? ? ， 0 .8 3 .1 6 2 .5 3k??? ? ? ? 軸按磨削加工，由課本 44P 附圖 34 得 表面質(zhì)量系數(shù)為 ?????? 故得綜合系數(shù)為 111 3 .1 6 1 3 .2 50 .9 2kK ??????? ? ? ? ? ? ? 111 2 . 5 3 1 2 . 6 20 . 9 2kK ??????? ? ? ? ? ? ? 所以軸在截面Ⅳ右側(cè)的安全系數(shù)為 湖南理工學(xué)院課程設(shè)計 第 21 頁 共 34 頁 1 275 2 4 . 8 93 . 2 5 3 . 4 0 0 . 1 0amS K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ?1 155 k? ???? ? ??? ? ?? ? ? ? 2 2 2 22 4 . 8 9 5 . 0 6 4 . 9 6 1 . 52 4 . 8 9 5 . 0 6ca SSSSSS?????? ? ? ??? 故該軸在截面Ⅳ右側(cè)的強度也是足夠的，本題因無大的瞬時過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱，故可略去靜強度較核。 查 課本 40P 《軸肩圓角處的理論應(yīng)力集中系數(shù)》表，因 ?dr ? ， ?dD 70 ? 經(jīng)插值后得 ?? ? ， ?? ? 又由 課本 41P 附圖 31 可得軸的材料的敏性系數(shù)為 ? ? ， ? ? 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按課本 42P 《軸上鍵槽處的有效應(yīng)力集中系數(shù)》 ? ?1 ( 1 ) 1 0 .8 2 2 .0 1 1 .8 2kq? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1 ( 1 ) 1 0 .8 5 1 .3 1 1 1 .2 6kq? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? 由課本 42P 附圖 32的尺寸系數(shù) ?? ? ；由課本 43P 附圖 33的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ?? ? 。 2）截面Ⅳ左側(cè) 抗彎系數(shù) 3 3 3 65 27462W d m m m m? ? ? ? 抗扭系數(shù) 3 3 3 30. 2 0. 2 65 54 92 5TW d m m m m? ? ? ? 截面Ⅶ的左側(cè)的彎矩 M為 7 4 . 3 4 7 . 53 2 3 6 7 0 1 1 6 7 4 87 4 . 3M N m m N m m?? ? ? ? 截面Ⅳ上 的扭矩 2T 為 2 1573800T N mm? 截面上的彎曲應(yīng)力 116748 4 .2 527462b M M P a M P aW? ? ? ? 截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 2 1573800 2 8 . 6 554925TTT M P a M P aW? ? ? ? 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 截面Ⅴ的應(yīng)力集中的影響和截面Ⅵ的相近 ,但是截面Ⅵ不受扭矩作用 ,同時軸徑也 較大 ,故不必做強度校核 .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 截面也不必做強度校核 ,截面顯然更加不必要做強度校核 。 （ 5）精確校核軸的疲勞強度 1）判斷危險截面 湖南理工學(xué)院課程設(shè)計 第 19 頁 共 34 頁 截面 A， Ⅱ ， Ⅲ ， B 只受扭矩作用。NVF aF 1NVF 1VM 2VM 1M 2M T 從動軸的載荷分析圖 （ 4）按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核軸的強度 根據(jù)課本 373P 式（ 155）以及上述數(shù)據(jù)，取 ?? ，軸的計算應(yīng)力 ? ? 22222232 5 8 . 0 7 0 . 6 1 5 7 3 8 0 0() 2 8 . 5 40 . 1 7 0caMT M P a M P aW ?? ???? ? ?? 之前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由 課本 362P 《軸的常用材料及其主要力學(xué)性能》表查得 ? ?1 60MPa?? ? 。 1 mm? 2 mm? 3 mm? （ 2）受力分析 21237 4 . 37 4 2 8 . 6 7 3 8 1 7 . 0 87 4 . 3 7 0 . 3N H tLF F N NLL? ? ? ??? 32237 0 . 37 4 2 8 . 6 7 3 6 1 1 . 5 97 4 . 3 7 0 . 3N H tLF F N NLL? ? ? ??? 22 23275 182 120 / 22 657 .75 arNVFDFLF N NLL? ? ? ?? ? ??? ? ?12 2 7 5 7 .0 3 6 5 7 .7 5 2 0 9 9 .2 8NV r NVF F F N N? ? ? ? ? 31 1 2 3 8 1 7 .0 8 7 4 .3 1 0 2 8 3 .6 1H NHM F L N m N m?? ? ? ? ? 32 2 3 3 6 1 1 .5 9 7 0 .3 1 0 2 5 3 .8 9H NHM F L N m N m?? ? ? ? ? 31 1 2 2 0 9 9 .2 8 7 4 .3 1 0 1 5 5 .9 8V NVM F L N m N m?? ? ? ? ? 32 2 3 65 7. 75 70 .3 10 46 .2 4V NVM F L N m N m?? ? ? ? ? 2 2 2 21 1 1 2 8 3 .6 1 1 5 5 .9 8 3 2 3 .6 7HVM M M N m N m? ? ? ? ? 2 2 2 22 2 2 2 5 3 .8 9 4 6 .2 4 2 5 8 .0 7HVM M M N m N m? ? ? ? ? 2 2 2955 0 / 955 0 6 / 52. 55 157 P n N m N m? ? ? ? （ 3）作出軸的載荷分析圖 1L 湖南理工學(xué)院課程設(shè)計 第 18 頁 共 34 頁 tF rF