【正文】 于是計(jì)算安全系數(shù) caS 值，按 參考文獻(xiàn) [2]得： 1 275 2 9 .3 12 .4 0 3。 403 =6400mm3 抗扭截面系數(shù)： WT = =179。由 參考文獻(xiàn) [2]第三章附錄可知，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而該軸只需校核截面 Ⅳ — Ⅴ 左右兩側(cè)即可。 截面 B雖應(yīng)力，但應(yīng)力集中不大（過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里軸直徑最大，故截面 B也不必校核。 從應(yīng)力集中 對疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面 Ⅳ — Ⅴ 和截面 Ⅲ Ⅳ 處過盈配合引起的應(yīng)力集中最為嚴(yán)重； 從受載的情況看，截面 B雖然應(yīng)力最大。 7 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 1224 124 1NVNVFN?? 1 ? 2 ?1 N mm?2 N mm?1 N mm?2 N mm? 2T =115280N178。 mm 6 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)通常之校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面B）的強(qiáng)度。 5 求軸上的載荷 軸的載荷分 布圖 如圖 8 F1V F 2VF 1H F 2HF1VF 1HF 2HF 2V 圖 8 軸的載荷分布圖 L?總 227mm 計(jì)算與說明 主要結(jié)果 34 (1)受力分析，并繪制受力分析圖 前面已經(jīng)算出： 低速軸的齒輪直徑為 2 174d mm? 扭矩 2 115280T N mm? 則作用于齒輪上的圓周力： ? ；徑向力： ? 法向力： / c o s 2 0 1 4 1 0 .0 9ntF F N??。 ? 軸的總長度 d? =40mm L? =18mm d?? =47mm L?? = d??? =51mm L??? =6mm. 計(jì)算與說明 主要結(jié)果 33 L?總 L? +L?? +L??? +LⅣ +LⅤ +L?Ⅴ L??Ⅴ =18++6++++58=227mm ? 確定軸上圓角和倒角尺寸 按查 參考文獻(xiàn) [2]表 152 取軸端倒角為 2 45? 。 ⑩選取右軸承端蓋 右軸承端蓋的部分尺寸與左軸承端蓋一樣，但右軸承端蓋采用 內(nèi)嵌 式悶蓋。 ⑨軸段 ??? 軸肩 ??? Ⅳ 為定位軸肩， 故 d??? =dⅣ +2h????Ⅳ =（ ~） d?Ⅴ =（ ~） mm,取 d??? =51mm； 為滿足齒輪相對兩軸承對稱分布，應(yīng)該使 L套 筒 =L?? +L??? ，所以 L??? =L套 筒 L?? =2014=6mm. 因?yàn)檩S段 ??? 可以視為軸環(huán)，所以軸環(huán)寬度 b≈ h????Ⅳ =179。 L? 等于軸承寬度 B，即 L? =18mm。 h) 軸深 t 轂深 t1 鍵的長度LⅣ 40 12179。 鍵的部分?jǐn)?shù)據(jù)見表 15： 表 15 鍵的部分?jǐn)?shù)據(jù) 軸的直徑 d? 鍵 寬179。 2=44mm dⅥ =35mm L?? = dⅤ =40mm. mm?Ⅴ LⅣ = dⅣ =44mm 計(jì)算與說明 主要結(jié)果 32 ⑥判斷軸是否要做成齒輪軸 大齒輪內(nèi)徑 d大 齒 = dⅣ =44mm； 齒根圓直徑 2( 2 . 5 ) 1 . 5 ( 1 1 6 2 . 5 ) 1 7 0 . 2 5 .d m z m m? ? ? ? ?f 確定鍵的型號尺寸，查參考文獻(xiàn) [1]表 121，選取普通平鍵 A 型，其中t1=,則查參考文獻(xiàn) [2]圖 1036a，知齒根圓到鍵槽底部距離 e 為： e=df/2( d大 齒 /2+t1)=(44/2+)=2m=3mm,可見偏差較大，故應(yīng)將齒輪和軸應(yīng)該分開，不必齒輪軸。故 暫時(shí)取 L?? = BBl?蓋 =. 因?yàn)檩S承端蓋的部分?jǐn)?shù)據(jù)需要根據(jù)與之相配合的軸承 ， 故先選擇 軸承。查 參考文獻(xiàn)[2]，為了保證密封性，防止漏油，便于 與箱體裝配 ，故選用 內(nèi)嵌 式端蓋，左端蓋采用透蓋，右端蓋采用悶蓋，左端蓋中間孔用油毛氈作為密封裝置，查 參考文獻(xiàn) [1]表 175 得油毛氈密封尺寸主要數(shù)據(jù)選取如表13： 58L mm?Ⅶ 計(jì)算與說明 主要結(jié)果 31 表 13 油毛氈密封尺寸 軸徑 氈圈 槽 d D d1 b1 D0 d0 b 35 49 34 7 48 36 6 故取 dⅥ =35mm，在（ ~36） mm 范圍內(nèi)，合適。 16 41.5 A3179。 h) 軸深 t 轂深 t1 鍵的長度 L? 30 10179。 聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩 2ca AT KT? ，查 參考文獻(xiàn) [2]表 141，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，工作機(jī)為運(yùn)輸機(jī)，故取工作情況系數(shù) ? 則計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ： 2 1 . 5 1 1 5 2 8 0 1 7 2 9 2 0c a AT K T N m m N m m? ? ? ? 半聯(lián)軸器的選擇 ： 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩 caT 應(yīng)該小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件， 查參考文獻(xiàn) [1]表144，選用 LX2 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩 560000nT N mm? ，半聯(lián)軸器的孔徑 d =30mm，故取 dⅦ =30mm，半聯(lián)軸器的長度 1 82L mm? ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 60L mm? 查參考文獻(xiàn) [3]表 73 可以確 定軸段 ??V 的軸伸長度為 58mm (其中軸伸長系列為 80mm,短系列為 58mm) ,為了保證軸端擋圈只壓在軸的端面 ? 172920caT N mm? 計(jì)算與說明 主要結(jié)果 30 上，故 LⅦ 應(yīng)該比 L 略短一些，且綜合考慮軸伸 要求，現(xiàn)取 58L mm?Ⅶ 鍵的選擇 ： 根據(jù)軸 段 ??V 的直徑和長度，軸段 ??V 上的鍵為普通平鍵 A 型，其部分?jǐn)?shù)據(jù)見表 11： 表 11 鍵的部分?jǐn)?shù)據(jù) 軸的直徑 dⅦ 鍵 寬179。 ④軸的結(jié)構(gòu)與裝配如圖 7： 圖 7 軸的結(jié)構(gòu)與裝配圖 （ 2）確定軸各段直徑和長度 從軸最細(xì)段 —— 軸段 ??V 開始分析計(jì)算 ① 軸段 ??V 因?yàn)?dⅦ ≥ mind =。滾動(dòng)軸承與 軸的周向定位采用過渡配合。 ②周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。 根據(jù) 參考文獻(xiàn) [2]表 153 取 A0 =115，得： 33 2m i n 0 2 1 . 9 1 81 1 5 2 6 . 3 81 5 8 . 8 9Pd A m m m mn? ? ? ? 輸出軸最小直徑是安裝聯(lián)軸器的，軸上需開鍵槽，故需將直徑增大 5%， 即 dmin=。 = 沿嚙合線作用在齒面上的法向載荷 Fn=Ft/cos ? =cos20。 徑向力 Fr =Ft178。 2 15 8. 89 / m inn n r???? 。 Ⅱ輸出軸（低速軸Ⅱ）的設(shè)計(jì)計(jì)算 齒輪機(jī)構(gòu)參數(shù)如表 10 ? 1 87600hLh? hL 1hL ,合格 mm? 26l mm? MPa? ? P? ? ?P? ,安全 計(jì)算與說明 主要結(jié)果 28 表 10 齒輪機(jī)構(gòu)參數(shù) z2 m(mm) ? *ah 齒寬 116 20。 32 GB10962020 有： 鍵與輪轂的接觸高度： 0 .4 0 .4 6 2 .4k h m m? ? ? ? 鍵的工作長度： 3 2 6 2 6l L b m m? ? ? ? ? 鍵的擠壓應(yīng)力：2 / ( 2 3 0 0 0 0 ) /( 2 1 2 6 2 . 4 ) 4 5 . 7 8 8P T d lk M P a M P a? ?? ? ? ? ? ?帶 輪 可見 P? ? ?P? ,故安全。 6。 32GB10962020,其中 b179。 ⑤ 驗(yàn)算軸承 6406 軸承的壽命，根據(jù) 參考文獻(xiàn) [2]得 66 321 0 1 0 4 7 5 0 0( ) ( ) 3 6 7 5 9 4 . 5 96 0 1 6 0 6 3 5 . 5 6 1 9 6 9 . 7 5h CLhnP ?? ? ? ?? 可見 hL 1hL ,所以軸承 6406 合格。 2P? 計(jì)算與說明 主要結(jié)果 27 ③ 由條件知道工作時(shí)間為 10 年，且每天三班制工作，則大概總的各種時(shí)間為 1 3 8 3 6 5 1 0 8 7 6 0 0hLh? ? ? ? ?。 +0 =. 為確保安全，選用較大的 2P 進(jìn)行校核。 2 2 2p r aP f X F Y F??=179。 1179。 （ 2）軸上受力分析 前面已經(jīng)求得以下數(shù)據(jù)： 軸上傳 遞的扭矩： 1 30000T N mm? 齒輪圓周力： ? 齒輪徑向力： ? 軸上的垂直 支撐反力： 21 2 5 1 .0 4 8N V N VF F N?? 軸上的水平 支撐反力： 1 ? ； 2 1773NHFN? 計(jì)算合力： 2 2 2 21 1 1 1 9 7 . 1 2 2 5 1 . 0 4 8 3 1 9 . 1 9N H N VF r F F N? ? ? ? ? 2 2 2 22 2 2 1 7 7 3 2 5 1 . 0 4 8 1 7 9 0 . 6 8N H N VF r F F N? ? ? ? ? （ 3）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 ①求比值 軸承 1：因?yàn)檫x用的直齒齒輪軸不受軸向力，所以 Fa1= Fa2=0,故比值Fa/Fr =0,則查參考文獻(xiàn) [2]表 135 得深溝球軸承的最小半段系數(shù) e 值為，可見比值 :Fa/Fr＜ e ②計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 P 查參考文獻(xiàn) [2]表 135 得：徑向動(dòng)載荷系數(shù) X=1。因此，此齒輪軸較簡單，無其他危險(xiǎn)截面。根據(jù)查 參考文獻(xiàn) [2]以及前面第 5 步中的數(shù)據(jù)，又軸單向旋轉(zhuǎn)，扭矩切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 ?? ，齒輪軸取最小直接d=21mm, 查 參考文獻(xiàn) [2]表 154 計(jì)算的抗彎截面系數(shù) W≈ 3 3 30 .1 2 1 9 2 6 .1m m m m? ? ?,則軸的計(jì)算應(yīng)力為：2 2 2 21( ) / 5 3 4 5 0 . 6 6 ( 0 . 6 3 0 0 0 0 ) / 9 2 6 . 1 6 0 . 9c a CM T W M P a??? ? ? ? ? ? 根據(jù)選定軸材料為 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，查 參考文獻(xiàn) [2]表 151 得? ?1 70MPa?? ? ，可見 ? ?1ca???? ，故安全。 ⑨軸的總長度 L?總 L? +L?? +L??? + 1B +LⅣ +LⅤ +L?Ⅴ =36+61+23++++23= 6 求軸上的載荷 軸的載荷分析圖如圖 6 LⅣ ? B1 = LⅤ ? dⅤ =dⅣ 35mm? L?Ⅴ = 23mm? d?Ⅴ 30mm? L?總 計(jì)算與說明 主要結(jié)果 24 圖 6 軸的載荷分析圖 (1)受力分析，并繪制受力分析圖 前面已經(jīng)算出 帶輪作用在軸上的壓軸力 ? 高速軸的齒輪直徑為 1 mm? 扭矩 1 30000T N mm? 則作用于齒輪上的圓周力： ? 徑向力： ? ? 1 30000T N mm? ? ? 計(jì)算與說明 主要結(jié)果 25 法向力： ? ① 求垂直面的支承反力 121502 .09 6 54. 25 r A BNVACN