【正文】 2. Ⅲ軸上軸承壽命計(jì)算 預(yù)期壽命： 39。hhLL? ，所以該軸承符合設(shè)計(jì)要求。 P1和 P2 因?yàn)?111 1 7 4 5 .5 2 1 0 .6 71 6 3 .5 4arF eF ? ? ? 2 221 0 7 7 .2 2 0 .4 1 0 62 6 2 3 .5 3arF eF ? ? ? 根據(jù)參考文獻(xiàn)【 2】表 135 分別進(jìn)行查表或差值計(jì)算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為 對軸承 1 , 1XY?? 對軸承 2 111, 0XY?? 因軸承輕度沖擊載荷，由參考文獻(xiàn)【 2】表 136知 ~ ? ，取 1pf ? 。 2.Ⅱ軸上軸承壽命計(jì)算 預(yù)期壽命： 39。hhLL? ，所以該軸承符合設(shè)計(jì)要求。 P1和 P2 因?yàn)?111 5 2 0 .2 2 1 .0 94 7 8 .4 5arF eF ? ? ? 2 222 5 9 .2 2 0 .3 7 4 36 9 2 .5 4arF eF ? ? ? 根據(jù)參考文獻(xiàn)【 2】表 135 分別進(jìn)行查表或差值計(jì)算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為 重慶交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 第 33 頁 共 43 頁 對軸承 1 , ?? 對軸承 2 111, 0XY?? 因軸承輕度沖擊載荷，由參考文獻(xiàn)【 2】表 136知 ~ ? ，取 ? 。 2. Ⅰ軸上軸承壽命計(jì)算 預(yù)期壽命： 39。因此，? ?1 60ca M Pa?????，故該軸安全。 3）作彎矩圖 ①豎直面彎矩 HM? B截面 1 71 396 9B N HM F N m m? ? ? C截面 1 1 9 6 1 2 5 6 1 0 0 4 .4 4C N H rM F F N m m? ? ? ? ? ②水平面彎矩 VM? B截面左側(cè)： 11 71 109 N VM F N m m? ? ? B截面右側(cè)： 21 59 276 225 .56 371 37. 55B N VM F N m m? ? ? ? C截面左側(cè)： 12 66 162 050 .46V N VM F N m m? ? ? C截面右側(cè)： 22 6 6 2 7 6 0 9 .6 6 1 3 4 4 0 .8V N VM F N m m? ? ? ? ③作合成彎矩圖 B截面左側(cè)： 2 2 2 211 3 9 6 8 .1 9 1 0 9 1 1 .9 9 1 1 6 1 1 .1 2BBBM M M N m m? ? ? ? ? B截面右側(cè)： 2 2 2 222 3 9 6 8 .1 9 3 7 1 3 7 .5 5 3 7 3 4 8 .9 5BBBM M M N m m? ? ? ? ? C截面左側(cè)： 2 2 2 211 6 1 0 0 4 .4 4 1 6 2 0 5 0 .4 1 1 7 3 1 5 2 .7 6CCVM M M N m m? ? ? ? ? C截面右側(cè)： 2 2 2 222 6 1 0 0 4 .4 4 1 3 4 4 0 .8 6 2 4 6 7 .5 7CCVM M M N m m? ? ? ? ? 表 31Ⅰ軸的受力情況彎矩及扭矩情況 載 荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 1 ?2 ? 1 ? 2 ? 彎矩 N mm? 1 N mm?重慶交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 第 30 頁 共 43 頁 2 5BM N mm?1 1 6 2 0 5 0 .4 6VM N m m?2 N mm? 總彎矩 1 N mm? 2 5BM N mm? 1 6CM N mm? 2 7CM N m m? 扭矩 10T N mm?? （ 4）作扭矩圖 （ 5）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 該軸上承受最大彎矩和扭矩的截面為 B、 C截面。 66 262 0t t N VF F F? ? ? ? ? ? 由此可得： 1 ? 校核 ? ?0Z 12 39。 400 .4 138 924 .31 55. 89 0r r N H N HF F F F? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 水平面支座反力計(jì)算無誤 ②求豎直面的支座反力 0AM ?? 271 39。 196 262 0r r N HF F F? ? ? ? ? ? 由此可得： 2 ? 0DM ?? 1191 39。F? 39。rF 重慶交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 第 28 頁 共 43 頁 ta n 3 6 7 9 ta n 2 039。tF 539。 （ 7）確定軸上圓周角和倒角尺寸 參照 參考文獻(xiàn)【 2】表 152，軸端倒角 45? ，各軸肩處的圓角半徑為 。 （ 6）軸上零件的軸向定位 第二段的直徑為 40mm，第四段的直徑也為 40mm，根據(jù)參考文獻(xiàn)【 3】表 1128選用平鍵為12 8 56b h l mm mm mm? ? ? ? ?。齒輪的左端采用軸肩定位。 （ 2）初步選擇滾動(dòng)軸承 選用角接觸球軸承，參照工作要求，根據(jù)參考文獻(xiàn)【 3】表 122，選擇 7307C 35 80 21d D B mm mm mm? ? ? ? ? （ 3）取安裝齒輪處軸段直徑為 40mm，齒輪的左端與右端軸承之間采用套筒定位，一直齒輪輪轂的寬度為 65mm，為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 63mm，齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度 7 7 40 l mm mm? ? ? ?，故軸肩處的直徑為50mm，由于是同軸式故中間段為 88mm，第四段的長度也為 63mm。 3） 確定各軸段的直徑 （ 1 ） Ⅱ軸 min mm? ， 該 軸 段 上 由 兩 件 草 將 計(jì) 算 值 增 大 15% ， mind 應(yīng)為? ? 1 1 15% 0 mm? ? ?。因此，? ?1 60ca M Pa?????，故該軸安全。 綜上所述： Ⅲ軸各段的直徑 第一段：根據(jù)前面的設(shè)計(jì)，取 1 40d mm? 第二段：根據(jù)前面的設(shè)計(jì)，取 2 45d mm? 第三段：根據(jù)前面的設(shè)計(jì)，取 3 50d mm? 第四段：根據(jù)前面的設(shè)計(jì)，取 4 55d mm? 第五段：根據(jù)前面的設(shè)計(jì)，取 5 65d mm? 第六段：根據(jù)前面的設(shè)計(jì)，取 6 50d mm? Ⅲ軸各段的長度 第一段：根據(jù)前面的設(shè)計(jì)，取 1 82a mm? 重慶交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 第 23 頁 共 43 頁 第二段：根據(jù)前面的設(shè)計(jì)，取 2 50a mm? 第三段：根據(jù)前面的設(shè)計(jì)，取 3 48a mm? 第四段：根據(jù)前面的設(shè)計(jì)，取 4 57a mm? 第五段：根據(jù)前面的設(shè)計(jì)，取 5 8a mm? 第六段：根據(jù)前面的設(shè)計(jì)，取 6 32a mm? Ⅲ軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核 1） 求Ⅲ軸上齒輪的 3個(gè)分力，繪出Ⅰ軸的空間受力圖 （ 1）Ⅲ軸上轉(zhuǎn)矩 T,由前面的結(jié)論可知 10T N mm?? （ 2）作用在齒輪上的力 圓周力 tF 52 2 3 .6 1 0 3 4 9 1 .82 0 6 .2 0t TFNd ??? ? ? 徑向力 rF ta n 3 4 9 1 .8 ta n 2 0 1 3 1 0 .3c o s c o s 1 4 .0 9tnr FaFN? ?? ? ? 軸向力 ?F ta n 3 4 9 1 .8 ta n 1 4 .0 9 8 7 6 .4atF F N?? ? ? ? （ 3）求支座反力 ①求水平面的支座反力 0BM ?? 266 112 0r N HFF? ? ? ? ? 由此可得： 2 ? 0DM ?? 146 112 0r N HFF? ? ? ? ? 由此可得： 1 ? 重慶交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 第 24 頁 共 43 頁 校核 ? ?0Y 12 1 3 1 0 .3 7 7 2 .1 5 3 8 .2 0r N H N HF F F? ? ? ? ? ? 水平面支座反力計(jì)算無誤 ②求豎直面的支座反力 0BM ?? 266 903 112 0t N VFF? ? ? ? ? ? 由此可得： 2 ? 0DM ?? 14 6 1 1 2 0t N VFF? ? ? ? ? 由此可得： 1 ? 校核 ? ?0Z 12 6 5 5 .8 3 4 4 0 .1 7 1 0 9 6 0N V N V tF F F? ? ? ? ? ? 豎直面支座反力計(jì)算無誤 3）作彎矩圖 ①豎直面彎矩 HM? C截面 2 46 355 C N HM F N m m? ? ? ②水平面彎矩 VM? C截面左側(cè)： 11 66 147 899 .99V N VM F N m m? ? ? C截面右側(cè)： 22 46 575 41. 4V N VM F N m m? ? ? ③作合成彎矩圖 C截面左側(cè)： 2 2 2 211 3 5 5 1 6 .6 1 4 7 3 9 9 .4 1 5 1 6 1 8HCVM M M N m m? ? ? ? ? C截面右側(cè)： 2 2 2 222 3 5 5 1 6 .6 5 7 5 4 1 .4 6 7 6 1 9 .8HCVM M M N m m? ? ? ? ? 表 31Ⅲ 軸的受力情況彎矩及扭矩情況 載荷 水平面 H 垂直面 V 重慶交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 第 25 頁 共 43 頁 支反力 1 ?2 ? 1 ?2 ? 彎矩 N mm? 1 9VM N m m?2 N mm? 總彎矩 1 151618CM N mm? 2 N mm? 扭矩 10T N mm?? （ 4）作扭矩圖 （ 5）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 該軸上承受最大彎矩和扭矩的截面為 C截面。同時(shí)為了保證齒輪與軸配合由良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 76Hn ，同樣半聯(lián)軸器與軸的連接選用平鍵12 8 70b h l mm mm mm? ? ? ? ?，半聯(lián)軸器與軸的配合為 76Hk ，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。 （ 6）軸上零件的軸向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的軸向定位均采用平鍵連接。所以第三段軸長 48mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋外端面與半聯(lián)軸器的右端面件的距離為 30mm，故裝有軸承段長度取 50mm。 （ 2）初步選擇滾動(dòng)軸承 選用角接觸球軸承，因?yàn)榈谌沃睆綖?50mm，參照工作要求并根據(jù)參考文獻(xiàn)【 3】表 122，選擇 7210C， 50 90 20d D B mm mm mm? ? ? ? ?。左端用軸端擋圈定位， D=50mm。 （二）Ⅲ軸的設(shè)計(jì) 總體選取步驟：以初步計(jì)算的最小直徑 d 為基礎(chǔ)，軸的直徑從周段逐漸向中間增大，然后又減小。根據(jù)參考文獻(xiàn)【 2】式 155及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 ?? 軸的計(jì)算應(yīng)力為 ? ? ? ? 22 24223408 10 MT MPaWd?? ? ? ??? ? ?前已選定軸的材料為 45鋼，正火處理，由參考文獻(xiàn)【 2】表 151查得 ? ?1 70MPa?? ? 。 （ 7）確定軸上圓周角和倒角尺寸 參照 參考文獻(xiàn)【 2】表 152，軸端倒角 45? ，各軸肩處的圓角半徑為 。按第三段軸直徑為 45mm， 根據(jù)參考文獻(xiàn)【 3】表 1128 選用平鍵為 14 9 50b h l mm mm mm? ? ? ? ?。 至此，已初步確定了第六段的長度 30mm。 （ 5）取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離為 16mm，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置是，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段 距離取 8mm，已知滾動(dòng)軸承寬度為 18mm。 （ 2）初步選擇滾動(dòng)軸承 選用角接觸球軸承，根據(jù)參考文獻(xiàn)【 3】表 122，選擇 7208C 40 80 18d D B mm mm mm? ? ? ? ? （ 3）取安裝齒輪處軸段直徑為 45mm，齒輪的左端與右端軸承之間采用套筒定位，一直齒輪輪轂的寬度為 70mm，為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪 ，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 68mm，齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度 7 7 45 4h l mm mm? ? ? ?，故軸肩處的直徑為 54mm，軸環(huán)寬度為 4 h mm mm? ? ? ?，取 8mm，故軸肩的長度為 8mm. （ 4）軸承端蓋的總寬度為 20mm。左端用軸端擋圈定位， D=40mm。 標(biāo) 記 聯(lián) 軸 器 ： GY6 聯(lián) 軸 器124 0 8 2 / 5 8 4 3 2 0 0 34 0 8 2J G B TJ ? ?? 二、各軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 （一）Ⅰ軸的設(shè)計(jì) 重慶交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 第 17 頁 共 43 頁 總體選取步驟：以初步計(jì)算的最小直徑 d 為基礎(chǔ)，軸的直徑從周段逐漸向中間增大，然后又減小。