【正文】 2360 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 （ 6） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)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，取 ?? ，軸的計(jì)算應(yīng)力 ? ? Mp aMp aW TMca 42 236 085 6)(32222 ?? ???? ?? ＝ 已選定軸的材料為 45Cr，調(diào)質(zhì)處理。因此 ][ 1ca ?? ? ，故安全。選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 L1=107mm，為了保證軸端檔圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故 Ⅵ Ⅶ 段的長度應(yīng)比 L1略短一些，現(xiàn)取 LⅥ Ⅶ =105mm。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。 D179。 150mm179。 左端滾動軸承采用軸環(huán)進(jìn)行軸向定位。右端軸承采用套筒進(jìn)行軸向定位，同理可得套筒右端高度為 6mm。已知齒輪輪轂的寬度為 100mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 lⅢ Ⅳ =98mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆，取端蓋的外端面與聯(lián)軸器左端面間的距離 L=30mm，故取 LⅤ Ⅵ =60mm。 3） 軸上零件的軸向定位 半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為 18mm179。 80mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6。 12mm179。 4） 確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表 152，取軸端倒角 ?? ，各圓角半徑見圖 軸段編號 長度（ mm） 直徑（ mm） 配合說明 Ⅰ Ⅱ 38 70 與滾動軸承 30314 配合 Ⅱ Ⅲ 10 82 軸環(huán) Ⅲ Ⅳ 98 75 與大齒輪以鍵聯(lián)接配合，套筒定位 Ⅳ Ⅴ 58 70 與滾動軸承 30314 配合 Ⅴ Ⅵ 60 68 與端蓋配合，做聯(lián)軸器的軸向定位 Ⅵ Ⅶ 105 63 與聯(lián)軸器鍵聯(lián)接配合 總長度 369mm 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 （ 5） 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖。對于 30314 型圓錐滾子軸承，由手冊中查得 a=31mm。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面 B 是軸的危險(xiǎn)截面。 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力F NFNH ? NFNH ? NFNV ?? NFNV ? B 截面彎矩 M mmNLFM NHH ???? 2 6 4 2 0 411 mmN LFM NVV ?? ??3623 25 22 總彎矩 mmNMMMVH ?????? 4 4 8 4 2 33 6 2 3 2 52 6 4 2 0 4 2222m a x 扭矩 mmNT ?? 1370920 （ 6） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)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，取 ?? ，軸的計(jì)算應(yīng)力 ? ? Mp aMp aW TMca 13 709 842 3)(32222 ?? ???? ?? ＝ 已選定軸的材料為 45Cr，調(diào)質(zhì)處理。因此 ][ 1ca ?? ? ，故安全。 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面Ⅲ和Ⅳ處 過盈配合引起應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載情況來看，截面 B上的應(yīng)力最大。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)力集中均在兩端），而這里軸的直徑也大，故截面 B不必校核。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》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左右兩側(cè)。由表 151 查得 2 0 0 M P a,3 5 5 M P a,7 3 5 M P a 11b ??? ?? ??? 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表 32 , ???? dDDr 經(jīng)插值后可查得 , ?? ?? ?? 又由附圖 31 可得軸的材料的敏性系數(shù)為 ?? ?? qq ， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 ? ? ? ?? ? ? ? ???????? ?????????????? ??qk qk 由附圖 32 得尺寸系數(shù) ??? 由附圖 33 得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ??? 軸按磨削加工，附圖 34 得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? ?? ?? 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即β q=1，則得綜合系數(shù)值為 ??????? ???? ??kK 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 ??????? ???? ??kK 又由167。 32 查得碳鋼的特性系數(shù) ~??? , 取 ??? ； ~??? , 取 ??? ； 于是，計(jì)算安全系數(shù) caS 值，按式 (156)～ (158)則得 3551 ??????? ? maKS ??? ? ??? 22 2021 ??????? ? maKS ??? ? ??? 2222 ????????? SSS SSS ca???? 故可知其安全。由表 151 查得 2 0 0 M P a,3 5 5 M P a,7 3 5 M P a 11b ??? ?? ??? 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表 32 , ???? dDDr ????SSca 安全 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 經(jīng)插值后可查得 , ?? ?? ?? 又由附圖 31 可得軸的材料的敏性系數(shù)為 ?? ?? qq ， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 ? ? ? ?? ? ? ? ???????? ?????????????? ??qk qk 由附圖 32 得尺寸系數(shù) ??? 由附圖 33 得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ??? 軸按磨削加工，附圖 34 得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? ?? ?? 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即β q=1，則得綜合系數(shù)值為 ??????? ???? ??kK ??????? ???? ??kK 又由167。 32 查得碳鋼的特性系數(shù) ~??? , 取 ??? ； ~??? , 取 ??? ； 于是，計(jì)算安全系數(shù) caS 值，按式 (156)～ (158)則得 3551 ??????? ? maKS ??? ? ??? 22 2021 ??????? ? maKS ??? ? ??? 2222 ????????? SSS SSS ca???? 故可知其安全。 6 510 ?????? 1. 高速軸的軸承 選用 30307型圓錐滾子軸承，查《課程設(shè)計(jì)》表 157，得 531511 ???? ?? ， kNCr ? 3 1 ??????? ??e （ 1） 求兩軸承所受到的徑向載荷 1rF 和 2rF 由高速軸的校 核過程中可知： NFNH 11431 ? ， NFNH 12622 ? NFNV 22371 ?? ， NFNV 15162 ? NFFF NVNHr 2512).2237(1143 2221211 ?????? NFFF NVNHr 197 3151 6126 2 2222222 ????? （ 2） 求兩軸承的計(jì)算軸向力 1aF 和 2aF 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 137 得 YFF rd 2? Nc tgFNc tgFdd5 1 1 9 7 36 5 2 5 1 221?????????????? 因?yàn)?NFae 875? 所以 12 1393 ddae FNFF ??? NFF NFFF da daea 518 139322 21 ?? ??? （ 3） 求軸承當(dāng)量動載荷 1P 和 2P hLh 439。 106010 531066hh LhPCnL ??????????????????? 故所選軸承滿足壽命要求。 5hhL hL? ?? 滿足壽命要求 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 137 得 YFF rd 2? Nc tgFNc tgFdd1 9 3 6 7 4 23 9 1 3 8 421?????????????? 因?yàn)?NFFF aaae 2276837311312 ????? 所以 12 4214 ddae FNFF ??? NFF NFFF da daea 1938 421422 21 ?? ??? （ 3） 求軸承當(dāng)量動載荷 1P 和 2P eFF ra ??? eFF ra ??? 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 136，取載荷系數(shù) ?pf ? ?N c t gYFFfP arp8671 )( 111? ????????? ? ? NFfP rp 7 4 1 66 7 4 ???? （ 4） 驗(yàn)算軸承壽命 因?yàn)?21 PP? ， 所以按軸承 1 的受力大小驗(yàn)算 39。 NF NFaa 1938421421 ?? NP 86711 ? NP 74162 ? 39。 106010 6310626hh LhPCnL ???????????????????? ? 故所選軸承滿 足壽命要求。 6hhL hL? ?? 滿足壽命要求 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 九、 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式 (61） 得 ? ? akldTpp ?? ???3102 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 62，取 ? ? MPap 110?? （ 1） V 帶輪處的鍵 取普通平鍵 10179。 70GB109679 鍵的工作長度 mmbLl 581270 ????? 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 mmhk ???? ? ? MP aMP akldT pp 33 ????? ????? ?? （ 3） 中速軸上大齒輪處的鍵 取普通平鍵 14179。 70GB109679 鍵的工作長度 mmbLl 561470 ????? 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 mmhk ???? ? ? MP aMP akldT pp 33 ????? ????? ?? （ 5） 低速軸上大齒輪處的鍵 取普通平鍵 20179。 80GB109679 鍵的工作長度 mmbLl 621880 ????? 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 mmhk ???? ? ? MP aMP akldT pp 33 ????? ????? ?? 聯(lián)接擠壓強(qiáng)度不夠，而且相差甚遠(yuǎn)，因此考慮采用雙鍵，相隔 180176。 則該雙鍵的工作長度為 mml ??? ? ? MP aMP ak l dT pp 33 ????? ????? ?? 十、 聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)輸出軸轉(zhuǎn)矩 mNT ?? Ⅲ ，查 《課程設(shè)計(jì)》表 174 選用 HL5 聯(lián)軸器 60179。 十一、 減速器附件的選擇和箱體的設(shè)計(jì) 1. 窺視孔和視孔蓋 查《課程設(shè)計(jì)》（減速器附件的選擇部分未作說明皆查此書）表 918，選用板結(jié)構(gòu)視孔蓋 mmA 100? ， 8M4 ?d 。 3. 油面指示器 查表 914，選用油標(biāo)尺 12M?d 。 5. 起吊裝置 查表 920，選用箱蓋吊耳 18?d ， 18?R ， 18?e ， 18?b 箱座吊耳 45?B ， 36?H ， 18?h ， 112?r ， 18?b 6. 定位銷 查表 143，選用圓錐銷 GB 11786 A12? 40 7. 起蓋螺釘 查表 137，選用 GB578286 M8? 35 該鍵滿足 強(qiáng)度要求 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 計(jì)算及說明 結(jié)果 8. 箱體的設(shè)計(jì) 名稱 符號 尺寸 箱座壁厚 δ 9 箱蓋壁厚 δ 1 9 箱體凸緣厚度 b、 b b2 b=14。b2=23 加強(qiáng)筋厚 m、 m1 m=9。為防止?jié)櫥屯庑?，用氈圈?