【正文】 mmmmT 4 ???? () 圓整后取 ? =10mm 其具體參數(shù)見下表 表 箱體的具體參數(shù) 名稱 符號(hào) 尺寸 /mm 箱座壁厚 ? 10 箱蓋 壁厚 1? 10 箱蓋凸緣厚度 1b 15 箱座凸緣厚度 b 15 箱座底凸緣厚度 2b 25 地角螺釘直徑 fd 24 地角螺釘數(shù)目 n 4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 1d 16 蓋與座聯(lián)接螺栓直徑 2d 12 聯(lián)接螺栓 d2的間距 l 100 軸承端蓋螺釘直徑 3d 8 中北大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 38 頁 共 49 頁 定位銷直徑 d 10 21dddf 至外箱壁距離 1C 22 2ddf 至凸緣邊緣距離 2C 20 軸承旁凸臺(tái)半徑 1R 20 凸臺(tái)高度 h 50 外箱壁至軸承座斷面距離 1l 52 鑄造過渡尺寸 x 3 大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離 1? 10 齒輪斷面與內(nèi)箱壁距離 2? 8 箱蓋，箱座肋厚 m 24 軸承端蓋外徑 2D 225 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 S 260 卷動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
。 mm 截面上的彎曲應(yīng)力 b? = 1728001064618?WM = 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 M P aWT TT ???? 軸的材料為 45 鋼 ,調(diào)質(zhì)處理 .由手冊知 中北大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 35 頁 共 49 頁 .155,275,640 11 M P aM P aM P aB ??? ?? ??? 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按手冊查取 ,因r/d=2/100=,D/d=110/100= 可查得 ?? = ?? = 又因軸的材料的敏性系數(shù)為 ??q , ??q 有效應(yīng)力集中系數(shù)為 ??1?k ?q ( ?? 1)=1+(21)= ??1?k ?q ( ?? 1)=1+()= 查手冊知尺寸系數(shù) ?? = 扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ?? = 軸按磨削加工 則其表面系數(shù)為 ?? ?? ? = 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理 ,即 q? =1 ,則 綜合系數(shù)值為 ???? ???? ??kK ???? ???? ??kK 碳鋼的特性系數(shù) ?? =, ?? = 計(jì)算安全系數(shù) caS 值得 ??? ?maKS ??? ???? ??? ?maKS ??? ???? caS = ?????? SS SS ＞ S= 故可知其安全 . 3)截面 IV 右 側(cè) 中北大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 36 頁 共 49 頁 抗彎截面系數(shù) W== 1003=100000mm3 抗扭截面系數(shù) WT== 1003=202100mm3 彎矩 M為 M=1749285 ??101 1118849N因?yàn)殒I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左右兩端即可 . 2)截面 IV 左 側(cè) 抗彎截面系數(shù) W== 1203=172800mm3 抗扭截面系數(shù) WT== 1203=345600mm3 截面 V右側(cè)的彎矩 M 為 M=1749285 ??93 1064618 N故不必作強(qiáng)度校核 .截面 B 上雖然應(yīng)力最大 ,但應(yīng)力集中不大 (過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)人集中均在兩端 )。 1)判斷危險(xiǎn)截面 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面 IV 和 V 處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來看。 mm 中北大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 34 頁 共 49 頁 進(jìn)行校核時(shí)，通常只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。 mm 總彎矩 2M = 1749285 N現(xiàn)將計(jì)算出的截面 B處的 MH MV 以及 M的值列于下表 中北大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 33 頁 共 49 頁 圖 輸出 軸的載荷分析圖 表 輸出軸所受的彎矩與扭矩 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 1NHF =6317N 2NHF =12634N 1NVF =1436N 2NVF =8547N 彎矩 M 2HM = 1517160N因此，作為簡支梁的軸的支承跨距 L2+L3+L4=40+106+58=圖和扭矩圖 。 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖。 選用平鍵為 20mm 12mm 90mm, 鍵槽用鍵槽銑刀加工 ，齒輪與 與軸的配合為 H7/k6。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承舔加潤滑脂的要求 ,取端蓋的外端面與半聯(lián)鈾器 左 端面間的距離 L=20mm,故取 II III VIII IXLL??? =43mm. 至此，已經(jīng)初步確定了軸的各段直徑和長度 3)軸上零件的周向定位 半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接 采用軸套連接 ， 尺寸為 D L=180mm 104mm,滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是 借過渡配合來保證的 ,此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。由手冊上查得 30220 型軸承的定位軸肩高度 h=6 因此取VIVIId? =Ⅲ Ⅳ =37mm. (4)為了使輸出軸與傳動(dòng)軸更好的配 合取 VIVIIL? =80mm。軸環(huán)寬度 b≥ ,取 mml IVIII 12?? 。齒輪的左端采用軸肩定位。參照工作要求并根據(jù)II IIId? =96mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承 30220。 mm 1)擬定軸上零件的裝配方案 圖 輸出軸的結(jié)構(gòu)與裝配 2)根據(jù)軸上定位的要求確定軸的各段直徑和長度 (1)為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求． III 軸段右端需制出一鈾肩，故取IIIII 段的直徑 96mm, 聯(lián)軸器與軸的配合長度為 ,故 取IIL? =90mm. (2)初步選擇滾動(dòng)軸承。 m 8 6 8 ???? TKT ACA N查表取 0A =112，于是 軸得最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑 IIId? 為了使所選得軸直徑 IIId? 與 聯(lián) 軸器得孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。 mm NdTF t 1 8 7 0 8 64 5 4 9 9 7 82223 ???? NFF ntr 70 19c ost a n ?? ?? NFF ta 4 6 6 4t a n ?? ? 。 mm 截面上的彎曲應(yīng)力 b? =?WM= 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 M P aWTTT 3 2 7 59 1 9 1 8 72 ???? 軸的材料為 45 鋼 ,調(diào)質(zhì)處理 .由手冊知 .155,275,640 11 M P aM P aM P aB ??? ?? ??? 截面上由于軸肩 而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按手冊查取 ,因 r/d=2/55=,D/d=60/55= 可查得 ?? =, ?? = 又因軸的材料的敏性系數(shù)為 ??q ??q 有效應(yīng)力集中系數(shù)為 ??1?k ?q ( ?? 1)=1+(21)= ??1?k ?q ( ?? 1)=1+()= 查手冊知尺寸系數(shù) ?? = 扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ?? = 軸按磨削加工 則其表面系數(shù)為 ?? ?? ? = 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理 ,即 q? =1 ,則綜合系數(shù)值為 ???? ???? ??kK ???? ???? ??kK 碳鋼的特性系數(shù) ?? =, ?? = 計(jì)算安全系數(shù) caS 值得 中北大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 29 頁 共 49 頁 ??? ?maKS ??? ???? ??? ?maKS ??? ???? caS = ?????? SS SS ＞ S= 故可知其安全 . 3)截面 V右 側(cè) 抗彎截面系數(shù) W== 552=21600mm3 抗扭截面系數(shù) WT== 552=43200mm3 彎矩 M為 M=782623 ??623562 340819 N 因?yàn)殒I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 V 左右兩端即可 . 2)截面 V左 側(cè) 抗彎截面系數(shù) W== 553= 抗扭截面系數(shù) WT== 553=33275mm3 截面 V右 側(cè)的 彎矩 M 為 中北大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 28 頁 共 49 頁 M=782623 ??623562340819 N故不必作強(qiáng)度校核 .截面 C 上雖然應(yīng)力最大 ,但應(yīng)力集中不大 (過盈配 合及鍵槽 引起的應(yīng)人集 中 均在兩端 )。 mm 1)判斷危險(xiǎn)截面 從應(yīng)力 集中對軸 的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面 IV 和 V 處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受 載 的情況來看。 mm 總彎矩 2M =782623N 表 傳動(dòng)軸所受的扭矩與彎矩 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 1NHF =8352N 2NHF = 1NVF=5629N 2NVF =12341N 彎矩 M 2HM =357802N 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面 (即危險(xiǎn)截面 c)的強(qiáng)度。因此，作為簡支梁的軸的支承跨距 L2+L3+L4=62+76+58=扭矩圖 中北大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 26 頁 共 49 頁 圖 傳動(dòng) 軸的載荷分析圖 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面 c 是軸的危險(xiǎn)截面。 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖。按 IIIIId? 由手冊查得平 鍵 截面 b中北大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 25 頁 共 49 頁 h=18mm 11mm， 鍵槽用鍵 槽銑刀加工，長為 56mm 同時(shí)為了保證 蝸輪 與軸配 合有良好的對中性，改選擇蝸輪輪轂 與軸的配合為 H7/n6；同樣， 齒輪 與軸的聯(lián)接，選用平健為 18mm 11mm 56mm, 蝸輪輪轂與軸的配合為 H7/軸的周向定位是 借 過渡配合來保證的 ， 此處選軸的直徑尺寸公差為 沒 m6. 4)確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 2 45176。 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。齒輪的 左 端采用軸肩定位 。 軸環(huán)寬度 b≥ ,取 mml IVIII 10?? 。 mmmmnPAd 33220m i n ????中北大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 24 頁 共 49 頁 1)擬定軸上零件的裝配方案，如圖 圖 傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)與裝配 2)確定軸的各段直徑和才長度 (1)取安裝蝸輪處的軸的直徑 IVVd? =60mm，蝸輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。參照工作要求、由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承 30211。查表取 0A =112，于是 軸得最小直徑顯然是安裝 軸承 處 的 直徑 IIId? 為了使所選得軸直徑 IIId? 與軸承的內(nèi)徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取軸承的 型號(hào) 。 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 中北大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 23 頁 共 49 頁 2P 轉(zhuǎn)速 2n 和轉(zhuǎn)矩 2T 取蝸輪的傳動(dòng)效率為 ?? 則 2P = ?p = = 2n = min/8302401 rin ?? 2T =955000022np =9550000 =919187 N因齒輪齒頂圓直徑 大 于 160 mm，而 又 小于 500mm， 故以選用 腹板式結(jié)構(gòu)為宜。于是由 14c o 0 0c o s11 ??? ?nmdZ ? () 取 Z1 =21,Z2 =u Z1=5 21=105 1)計(jì)算中心距 mmmmmzza n os2 )10521(c os2 )( 21 ?? ????? ?? () 將中心距圓整為 292mm 2)按圓整后的中心距修 正螺旋角 ????? ????? 5648132922 )10521(a r c c o s2 )(a r c c o s 21 ?a mzz n? () 因β值改變不多，故參數(shù) a? , HZ , ?K 等不必修正。 2)設(shè)計(jì)計(jì)算 mmmn 2 ???? ????? () 對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) nm 大于由齒根彎曲疲勞中北大學(xué) 2021