【正文】 0 5 0II III mm? ? ? ?。 Ⅳ V段：為安裝蝸輪軸段， 46IV Vd mm? ? ，蝸輪齒寬 10 .7 5 0 .7 5 6 0 4 5 , ( 1 .2 ~ 1 .8 )a I V V I V VL d m m L d??? ? ? ? ?渦 輪 ，取L VIV? =60mm， VVI 段：Ⅵ V 段 右 端 為 軸 環(huán) 的 軸 向 定 位2 5 56V V I IV Vd d mm??? ? ? ?， 18V VIL? ? mm VIVII 段： 40 L 20V I V II V I V IId m m m m????。按46IV Vd mm? ? 由【 1】表 61查得平鍵截面 12 8bh? ? ? ，鍵槽用銑刀加工，長(zhǎng)為 50mm，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合 由良好的對(duì)稱，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 6r7H ；懸臂小齒輪與軸的連接，選用平鍵為 1 0 8 5 0mm mm mm??，配合為 6k7H 。 參考【 1】表 152，取軸端倒角為圓角和倒角尺寸 ??452 ，個(gè)軸肩的圓角半徑為 1~2 由于小齒輪為懸臂小齒輪則在該段軸端應(yīng)對(duì)軸端零件固定，采用在軸端鉆孔加工螺紋并安裝螺釘和擋圈來(lái)固定懸臂小齒 輪。 型號(hào) 公稱轉(zhuǎn)距 )( mN? 許用轉(zhuǎn)速 min)/(r 1L ? ?mm L ? ?mm 軸的直徑 ? ?mm 9TL 1000 2850 84 112 50 因此 I 選擇段 50 ,I IId mm? ? 長(zhǎng)度取 1 112 ,IIL mm? ? 軸上鍵槽鍵寬和鍵高以及 鍵長(zhǎng)為 12 8 90?? 。 ??? 段：初選用角接觸球軸承，參考要求因 d IIIII? =58，查【 3】選用 7012C 型號(hào)滾子軸承 6 0 9 5 1 8d D B? ? ? ? ?。 V 段：軸環(huán)寬度 b ? ,在滿足強(qiáng)度下，又要節(jié)省材料取軸肩寬度為 5 ~ 6 22L ? ， 5 ~ 6 76d ? VI 段：安裝軸承由第三段知該段直徑為 60長(zhǎng)度為 17 4h mm? 20圓柱齒輪軸結(jié)構(gòu)圖如下： 八、軸的校核 蝸桿軸的校核受力圖如下 ：F FF tF FF rF aF tF rF aF d2F d1 21首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖，做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。對(duì)于 32021x2 型軸承，由手冊(cè)中查得 a= 。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖可以看出中間截面是軸的危險(xiǎn)截面。根據(jù)【 1】 (P375)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，軸的計(jì)算應(yīng)力： 12 88 9taF F KN?? 41 3taF F KN??1 ?? NVFF KN?? ? ?? ?? T= 22? ?? ?2213322231()7 7 9 1 5 0 .6 9 .7 2 2 10 .1 7 02 .2 7 1 6 6 0caMTdMP a MP a??? ???????? ? ?， 故安全。 從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面 V和 VI 與蝸輪嚙合的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來(lái)看，中心截面上的應(yīng)力最大。中心截面上雖然應(yīng)力集中最大，但應(yīng)力集中不大（過(guò)盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里軸的直徑最大，故截中心面也不必校核。 （ 2）截面 E 左側(cè) 抗截面系數(shù) 3 3 42 d m m? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) 3 3 42 d m m? ? ? ? 截面 E 左側(cè)彎矩 9 5 07 3 2 1 6 . 5 7 3 2 1 6 . 595M N m m?? ? ? ? 截面 E 上扭矩 3T =? 7 3 2 1 6 . 5 9 . 8 8 2 47 4 0 8 . 8a M M P aW? ? ? ? 3 1 5 7 9 8 7 .4 1 0 .6 6 2 11 4 8 1 7 .6TTT M P aW? ? ? ? 軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理由【 1】表 111 查得 ? ? 155,275,60,640 111 ???? ??? ???? M 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【 1】附表 32查取，因 ?? ， 50 0542Dd ?? MPa? ? mm? mm? 23?? ? , ?? ? 又由附圖 31可知軸的材料敏性系數(shù) ??q ， ??q 故有效應(yīng)力集中系數(shù) 1 ( 1 ) 8rkq???? ? ? ? 1 ( 1) 1 .4 5 9kq? ? ??? ? ? ? 查【 1】附圖 32 尺寸系數(shù) ?? ? ， ?? ? 查【 1】附圖 34 ?? ?? ?? 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理 1 1 2 .6 8 1 2kK ??? ???? ? ? ? 1 1 1 .8 0 3 5kK ??? ???? ? ? ? 又由【 1】附圖 31與 32 的碳鋼的特性系數(shù) ~??? 取 ??? ； ~??? ， ??? 。 （ 3）截面 E 右側(cè) 抗截面系數(shù)按教材表 154 中的公式計(jì)算 3 3 50 12500W d m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 312500W mm? 325000TW mm? 24抗扭截面系數(shù) 3 3 50 25 00 0TW d m m? ? ? ? 彎矩 3T 及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 9 5 0M = 8 4 .7 7 7 8 4 7 7 795 N m m?? ? ? 3 1 5 7 . 9 8 7 4 * 1 0 0 0 6 . 3 1 9 525000TTT M P aW? ? ? ? 84777 6 .7 8 2 212500a M P a? ?? 過(guò)盈配合處 ???K由【 1】附表 38 用插值法求出并取 ???? ?? KK ? ???K =，故 ??????K 按磨削加工，由【 1】附圖 34 表面質(zhì)量系數(shù) ?? ?? ?? 附圖 32尺寸系數(shù)， 故得綜合系數(shù)為 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理 1 1 3 .2 4 7 0kK ??? ???? ? ? ? 1 1 2 .6 1 7 0kK ??? ???? ? ? ? 又 由由【 1】附圖 31 與 32的碳鋼的特性系數(shù) ~?c? 取 ?c? ； ~??? ，取 ??? 計(jì)算安全系數(shù) Sca 1*275 1 2 .4 8 7 63 .2 4 7 0 6 .7 8 2 2 0 .1 0amS K????? ? ??????? ? ? MPa? ? ? ? ? 251155 522amS K????? ? ??????? ? ? 22 1 0 . 3 3 1 5 1 . 5rSSSSSS????? ? ? ? ?? 故該軸在截面右側(cè)強(qiáng)度也是足夠的。至此蝸桿軸的設(shè)計(jì)即告結(jié)束。在確定軸承的支點(diǎn)的位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取得 a 值。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距 ? ? L 136mm? 26? ?L 34 34 2 13 6m m m m m m? ? ? ??，F(xiàn)將計(jì)算的截面的 HM 、 VM 及 M 的值計(jì)算過(guò)程及結(jié)果如下： 11212 9 . 7 2 2 1 2 0 . 3 8 8 950ta TF F K Nd? ? ? ? ? 22122 1 5 7 .9 8 7 4 2 1 .5 4 1 3205ta TF F K Nd? ? ? ? ? 1 ta n 20 0. 56 10r r tF F F K N? ? ? ? 12 280 .5N V N V rF F F N? ? ? ? 1 2 770 .65N H N H tF F F N? ? ? ? M 34 770 .65 34 262 02. 1H N HF N m m? ? ? ? ? ? M 34 280 .5 34 953 7V N VF N m m? ? ? ? ? ? 載荷 H V 支反力 N 1NHF 2NHF 1NVF 2NVF 彎矩 M Nmm? ? 129537VVMM?? 總彎矩 M 2212 2 7 8 8 3 .7 6 6 1 3HVM M M M N m m? ? ? ? ? 扭矩 T=? 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大的彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。 從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面 III 和 IV 處過(guò)盈處配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來(lái)看，中心截面上的應(yīng)力最大。中心截面上雖然應(yīng)力集中最大，但應(yīng)力集中不大（過(guò)盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端） ，而且這里軸的直徑最大，故截中心面也不必校核。 （ 2）截面 V 左側(cè) 抗截面系數(shù) 3 3 40 6400W d m m? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) 3 3 40 12 80 0rW d m m? ? ? ? 截面 E 左側(cè)彎34 027 88 66 13 3427 88 66 13MN m m????? 截面 E 上扭矩 3T = mmn? 2 7 8 8 3 . 7 6 6 1 3 4 . 3 5 6 86400b M M P aW? ? ? ? 3 1 5 7 .9 8 7 4 * 1 0 0 0 1 2 .3 4 2 812800TTT M P aW? ? ? ? 軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由【 1】表 111查得 ? ? 155,275,60,640 111 ???? ??? ???? M 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 ?? 按附表32 查取，因 ??， 46 ?? ? ? 36400W mm? 312800rW mm? MPa? ? ? 28?? ? , ?? ? 又由【 1】附圖 31可知軸的材料敏性系數(shù) ??q ， ??q 故有效應(yīng)力集中系數(shù) 1 ( 1 ) 8rkq ???? ? ? ? 1 ( 1) 1 .4 5 9kq? ? ??? ? ? ? 查【 1】附圖 32 尺寸系數(shù) ?? ? ， ?? ? 查【 1】附圖 34 ?? ?? ?? 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理 1 1 2 .6 8 1 2kK ??? ???? ? ? ? 1 1 1 .8 0 3 5kK ??? ???? ? ? ? 又由 31與 32的碳鋼的特性系數(shù) ~??? 取 ??? ； ~??? ， ???