【正文】 7） 精確校核軸的疲勞強度 1判斷危險截面 從受載情況來看，截面 c 上的應力最大，截面 c上雖然應力最大，但應力集中不大，而且這里軸的直徑最大，故截面 c也不必校核。對軸進行計算并做出彎矩圖和扭矩圖。 8 確定軸上的圓角和倒角尺寸 參考表 152，取軸端倒角為 45 mm? ，軸肩圓角半徑 R=。 致此已初步確定了軸的各段直徑和長度。 4 軸承端蓋的總寬度為 32mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆，及便于對軸承添加潤滑脂的要求。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度 h,故取 h=8mm，則軸環(huán)處的直徑34 111mmd ? ?。右端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位，因此，取45 100mmd ? ?。 2 初步選擇滾動軸承。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度1 132mmL ?。 1 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求， 78 軸段左端需制出一軸肩，故 67 段得直徑 67 88mmd ? ? 。聯(lián)軸器的孔徑1 80mmd ?，故取23 80mmd ? ?，半連軸器長度 L＝ 172mm，半連軸器與軸配合的轂孔長度 1L ＝ 132mm。 選用 HL 7 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 6300000N178。根據(jù)表 15— 3，取0 =100A，于是得： 3 33om in37 .3 1= =1 0 0 =7 3 .7 m m1 8 .2 5d A Pn ? 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，為了使所選的軸得直徑78d?和聯(lián)軸器的孔徑相適應，故需同時選取聯(lián)軸器型號。 致此，軸的設計計算即告結(jié)束。 軸按磨削加工，由附圖 34 查得表面質(zhì)量系數(shù)： ?????? 軸未進行表面強化處理，即 1q?? ，則得綜合影響系數(shù)： 1 1 .7 4 11 1 2 .5 00 .7 2 0 .9 2kK ??????? ? ? ? ? ? ? 1 1 . 2 6 11 1 2 . 6 20 . 8 2 0 . 9 2kK ??????? ? ? ? ? ? ? 碳鋼的特性系數(shù)： ?? ??，取 ?? = ?? ? ，取 ?? ? 計算安全系數(shù) caS ，則得： 1 275 22 .5 1 5 8 0 .1 0amS K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ? 1 155 27 K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ? 2 2 2 22 4 . 3 1 . 8 1 . 52 4 . 3ca SSSSSS?????? ? ? ? ? ??? 故可知其安全。 2截面 5左側(cè) 抗彎截面系數(shù)： 3 3 62 d mm? ? ? ? 抗彎截面系數(shù)： 3 3 30 .2 0 .2 6 2 4 7 6 6 5 .5TW d m m? ? ? ? 截面左側(cè)的彎矩 M 為： 1212303 8 8 6 6 0 0 3 7 8 5 6 0 0 .M N m mllll??? ? ?? 截面上的扭矩 T 為： T= 截面上的彎曲應力： 3785600 1 5 8 . 8 42 3 8 3 2 . 8b M M p aW? ? ? ? 截面上的扭轉(zhuǎn)應力： 1298000 274 7 6 6 5 .6T TT M p aW? ? ? ? 材料 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表 151 得 640B Mpa? ? ， 1 275Mpa?? ? ， 1 155Mpa?? ? 。 7） 精確校核軸的疲勞強度 1判斷危險截面 從受載情況來看，截面 c 上的應力最大，截面 c上雖然應力最大，但應力集中不大，而且這里軸的直徑最大，故截面 c也不必校核。1 1 2 21 2 2 97490v NV v N m ml l lM F F M? ? ? ? ? ? ? ?左 （ ） 12 3 2780383v NV N m mlMF? ? ? ?右 22 1 3012077v NV N m mlMF? ? ? ? ?左 39。39。對軸進行計算并做出彎矩圖和扭矩圖。 6 確定軸上的圓角和倒角尺寸 參考表 152，取軸端倒角為 2 45 mm? ，軸段 6 處軸肩的倒角為 mm,軸段 5 的倒角為 R=2mm。 致此已初步確定了軸的各段直徑和長度。 3 取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離為 15mm，考慮考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應距箱體內(nèi)壁一段距離 s，取是 8s mm? ，56 ? ?，12 ? ?。軸肩高度 h，取 h=6mm，直徑34 80mmd ? ?。因軸承同時受到徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求，并根據(jù)12 55mmd ? ?，由軸承 產(chǎn) 品 目 錄 中 初 步 選 取 單 列 圓 錐 滾 子 軸 承 ， 其 型 號 為 30211 ， 其 尺 寸 為55 10 0 22 .75d D T mm? ? ? ? ?,查得 a=21,而 67 ? ? ，因此 56 66mmd ? ? 。根據(jù)表 15— 3，取0 =100A，于是得： 3 33om in37 .7= =1 0 0 =5 1 .4 m m5 6 .5 9d A Pn ? 4）軸的結(jié)構(gòu)設計 1擬定軸上零件的裝配方案，如圖所示 2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。 致此，軸的設計計算即告結(jié)束。 軸按磨削加工，由附圖 34 查得表面質(zhì)量系數(shù)： ?????? 軸未進行表面強化處理，即 1q??，則得綜合影響系數(shù)： 1 1 .7 4 11 1 2 .5 00 .7 2 0 .9 2kK ??????? ? ? ? ? ? ? 1 1 . 2 6 11 1 2 . 6 20 . 8 2 0 . 9 2kK ??????? ? ? ? ? ? ? 碳鋼的特性系數(shù)： ?? ??，取 ?? = ?? ? ，取 ?? ? 計算安全系數(shù) caS ，則得： 1 275 2 . 6 92 . 5 4 0 . 4 7 0 . 1 0amS K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ? 1 155 K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ? 2 2 2 22 . 6 9 1 0 . 0 8 2 . 6 1 . 52 . 6 9 1 0 . 0 8ca SSSSSS?????? ? ? ? ? ??? 故可知其安全。 2截面 5左側(cè) 抗彎截面系數(shù)： 3 3 47 10382W d m m? ? ? ? 抗彎截面系數(shù)： 3 3 47 20 76 5TW d m m? ? ? ? 截面左側(cè)的彎矩 M 為： 1212304 7 2 8 7 0 4 2 4 1 2 1 .M N m mllll??? ? ?? 截面上的扭矩 T 為： T= 截面上的彎曲應力 ： 424121 4 0 . 4 710382b M M p aW? ? ? ? 截面上的扭轉(zhuǎn)應力： 317000 1 6 . 5 220765T TT M p aW? ? ? ? 材料 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表 151 得 640B Mpa? ? ， 1 275Mpa?? ? ， 1 155Mpa?? ? 。 7） 精確校核軸的疲勞強度 1判斷危險截面 從受載情況來看，截面 c 上的應力最大，截面 c上雖然應力最大，但應力集中不大，而且這里軸的直徑最大，故截面 c也不必校核。對軸進行計算并做出彎矩圖和扭矩圖。 4 確定軸上的圓角和倒角尺寸 參考表 152，取軸端倒角為 45? ，左段 4 處軸肩的倒角為 mm,右端軸肩角半徑R=2mm。 致此已初步確定了軸的各段直徑和長度。 5取齒輪距箱體內(nèi)壁之間的距離 15a mm? ,考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應距箱體內(nèi)壁一段距離 s，取是 8s mm? ，則67 15 8 23a s m ml ? ? ? ? ? ?。 4 軸承端蓋的總寬度為 32mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆 ，及便于對軸承添加潤滑脂的要求。右端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位，因此，取67 47mmd ? ?。 2 初步選擇滾動軸承。 為了滿足帶輪得軸向定位要求， 12 軸右端需制出一軸肩，故 23 段得直徑 d 32? =37mm。根據(jù)表 15— 3，取0 =100A，于是得： 1 33om i n18 .0 9= = 1 0 0 = 3 2 m m243d A Pn ? 4）軸的結(jié)構(gòu)設計 1 擬定軸上零件的裝配方案，如圖所示 2 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。 3計算大小齒輪的分度圓直徑 11 1 9 5 9 7 .9c o s c o s 1 4 .0 7nd m mmZ ? ?? ? ? 22 5 9 5 304c o s c o s 1 4 .0 7nd m mmZ ? ?? ? ? 4計算齒輪寬度 1 1 m md?? ? ? ? 取齒寬 ： 2B =98mm, 1B =103mm 高、低速級齒輪參數(shù) 名稱 高速級 低速級 中心距 a(mm) 208 200 法面摸數(shù) (mm) 5 螺旋角 （ 176。 幾何尺寸計算 1計算中心距 ? ? ? ?12 2 1 5 9 3 . 5 5 2 0 0 . 92 c o s 2 c o s 1 4nma m mZZ ?? ??? ? ? 將中心 距圓整后取 269a mm? 。但為了同時滿足接觸疲勞強度 ，需按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑 1 ? 來計算應有的齒數(shù)。 3由圖 1020d 查得小齒輪的彎 曲疲勞強度極限1 500FE MPa? ?； 大齒輪的彎曲疲勞強度極限2 380FE MPa? ? 4由圖 1018 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 ? 2 ? 5計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1 ? ? 1 11 0 . 9 2 5 0 0 3 2 8 . 5 71 . 4FN FEF M P aSK? ? ?? ? ? ? ? 2 22 0 . 9 5 3 8 0 2 5 7 . 8 61 . 4FN FEF M P aSK? ? ?? ? ? 6查取齒形系數(shù) 由表 105 查得 1 ? 2 ? 7查取應力校正系數(shù) 由表 105 查得 1 ? 2 ? 8計算大小齒輪的 ? ?Fa SaFYY? 并加以比較 ? ?111 2 . 7 4 1 . 5 8 6 0 . 0 1 3 03 2 8 . 5 7F a S aFYY? ??? ? ?222 2 .2 6 1 .7 4 0 .0 1 5 02 5 7 .8 6F a S aFYY? ??? 經(jīng)比較得大齒輪的數(shù)值大。 11由圖 1026 查得1 ?? ?，2 ?? ?， 則12 0. 79 0. 85 1. 64? ? ?? ? ?? ? ? ? ?。 6由式 60 hN n jL?? 計算應力循環(huán)次數(shù) ? ? 71 6 0 6 0 5 6 .5 9 1 8 3 0 0 1 0 8 .1 4 9 1 0hjLNn ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 7 72 8 .1 4 9 1 0 2 .6 3 1 03 .1N ?? ? ? 7由圖 1019 查得接觸疲勞壽命系數(shù) 1 ? ， 2 ? 。 4由表 106 查得材料的彈性影響系數(shù) MP? 。 2） 精度等級選用 8 級 ,選取小齒輪比為 1 20z? ，則大齒輪 2 1 1 20 3. 1 62z z i? ? ? ? ?,取 2 62z? ，螺旋角 14?? 按齒面接觸強度設計 由設計公式進行試算，即 21131 11 ()2 HEt dHitiTk ZZd?? ? ???????? 1） 確定公式內(nèi)的各計算 數(shù)值 1試選載荷系數(shù) tk?。 2按圓整后的中心距修整螺旋角 ? ? ? ?12 1 8 8 3 4 . 5a r c c o s a r c c o s 1 4 . 0 62 2 2 0 5nmaZZ? ? ??? ? ?? 因 ? 值改變不大，所以參數(shù) ?? 、 K? 、 HZ 等不必修正。于是由 11c o s 8 2 . 4 4 c o s 1 4 184 . 5ndZ m ?? ? ?， 取 1 18Z? ， 則21 18 83iZZ? ? ? ? ?，取2 83Z?。 9計算當量齒數(shù) 11 3320 2 1 . 8 9c o s c o s 1 4v zz ?? ? ? 22 3392 1 0 0 . 7 1c o s c o s 1 4v zz ?? ? ? 2) 設計計算 ? ?2 4213 32212 c os 2 98 31