【正文】 1111???????????????? 圓周力 tF 、徑向力 rF 及軸向力 aF 的方向如圖 51 所示 (3)初步確定軸的最小直徑 先按式 152 初步估算軸的最小直徑。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 1TKT Aca? ，查文獻(xiàn)【１】表 141，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取， ?AK 則 mmNTKT Aca ????? 7 7 9 9 15 1 9 9 kwp ? min/7201 rn ? mNT ?? NFNFNFart193394??? mmd ? mmNTca ?? 77991 圖 51 軸的載荷分析 由于該軸與連軸器相連的一端直徑要與電機(jī)相同，caT 應(yīng)小于 聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩，所以查 標(biāo)準(zhǔn) GB/T50142021 或文獻(xiàn)【４】，選 HL3 彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 mmN ?630000 ，半聯(lián)軸器的孔徑 mmd 301 ? ，故取 mmd 3021 ?? ，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度 mmL 82? ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為mmL 441 ? 。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù) mmd 4043 ?? ，由文獻(xiàn)【１】表 157 中初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承 30308 ， 其 尺 寸 為mmmmmmTDd ????? 圖 52 軸的結(jié)構(gòu)與裝配 mmdd 406543 ?? ?? mm30LL 6543 ?? ?? mmmmd 5454 ?? ?? ， 48L 76 ?? ③軸上的周向定位 圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按 76?d 由文獻(xiàn)【１】表 61 查得平鍵截面 mmmmhb 78 ??? ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為 36mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 67kH ；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為 r6。 （ 7）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 ①判 斷危險(xiǎn)截面截面 截面 5 右受應(yīng)力最大 ②截面 5 左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 333 2 8 . 1 dW mm???? 抗扭截面系數(shù) 333T 8 5 7 .2 dW mm???? 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力F ? ? ? ? 彎矩 M N .m 7 0 2 3M H ? N .m m15367M V1 ? N .m V2 ? 總彎矩 N .m N .m 21 ?? 扭矩 T ? ?caσ mm? 3T 8575W mm? mm N . 1994 5 T ? mm N . 6 . 49479 M ? 截面 5 左側(cè)彎矩 M 為 截面 5 上的扭矩 2T 為 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 軸的材料為 40rC ，調(diào)質(zhì)處理。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按文 獻(xiàn) 【 １】 附 表 32 查取 。 軸按磨削加工，由文獻(xiàn)【１】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 1q?? ，則綜合系數(shù)為 ?b? ?b? ???? MPa 06 . 6 8575 51994 T T ? ? ? W b ? MPa 54 . 11 5 . 4287 6 . 49479 ? ? ? W M b ? mm N . 1994 5 T ? mm N . 6 . 49479 M ? ?????????????????????????? 又取碳鋼的特性系數(shù) ?? ?? ?? ， 計(jì)算安全系數(shù) caS 值 1 .SSSSS24 .9 40 .124 .9 4200KS00 .355KS2222cam1m1??????????????????????????????????????????? 故可知安全。 （ 1）求輸入軸上的功率 2p 、轉(zhuǎn)速 2n 和轉(zhuǎn)矩 2T kwp ? m in/ rn ? mNT ?? （ 2）求作用在齒輪上的力 已知圓柱直齒輪分度圓直徑 mmd ? NFFNdTFtrt 113221??????????? 已知圓錐齒輪的分度圓半徑為 mmdd Rm )()(22 ??????? ? ?????? kwp ? min/4002 rn ? mNT ?? NFNFrt255311?? NFNFNFart222??? NFFNFFNd TFtatrmt i n20t a i nt a n o s20t a o st a n 2222223222??????????????????????????? 圓周力 1tF 、 2tF ，徑向力 1rF 、 2rF 及軸向力 1aF 、 2aF 如圖 53 FFFFFF FFFF D/2FMMMMMM 圖 53 軸的載荷分析圖 （ 3）初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，由文獻(xiàn)【２】表151 中初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承 30206 ，其尺寸為mmmmmmTDd ????? 。 2） 取安裝齒輪的軸段， mmd 3532 ?? 錐齒輪左端與左軸承之間采 用套筒 定位， 已知錐 齒輪輪 轂長(zhǎng)~ ? ，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng)，故取 mm40L 32 ?? ，齒輪的右端采用軸肩定位 軸肩高度 ? ，故取mmh ? ，則軸環(huán)處的直徑為 mm42d 43 ?? 。 3） 已知圓柱斜輪齒寬 mm80B1 ? ，由于結(jié)構(gòu)上的需要，將其設(shè)計(jì)為齒輪軸，軸段應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng)，故取mm76L 54 ?? ， 在 齒 輪 右 端 再 設(shè) 一 軸 肩 ， 取mm35d 54 ?? ， mm50L 65 ?? 。 (7) 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 ①判斷危險(xiǎn)截面 截面 5 左右側(cè)受應(yīng)力最大 ②截面 5 右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 333 7 0 . 1 dW mm???? 抗扭截面系數(shù) 333T 4 0 .2 dW mm???? 截面 5 右側(cè)彎矩 M 為 5 1 3 5 2M ?? 截面 5 上的扭矩為 mmN100692T ?? 截面上的彎曲應(yīng)力 M P ??? WMb? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 .6M P a81540 0100 69 2T T2 ??? Wb? 軸的材料為 40rC ，調(diào)質(zhì)處理。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按文 獻(xiàn) 【 １ 】 附 表 32 查 取 。 軸按磨削加工，由文獻(xiàn)【１】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 1q?? ，則綜合系數(shù)為 ?????????????????????????? 又取合金鋼的特性系數(shù) , ?????? 計(jì)算安全系數(shù) caS 值 SSSSS22200KS355KS2222cam1m1??????????????????????????????????????????? ③截面 5 左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 333 2 8 . 1 dW mm???? 抗扭截面系數(shù) 333T 8 5 7 .2 dW mm???? 截面 5 右側(cè)彎 M 為 5 1 3 5 2M ?? 截面 5 上的扭矩為 )(q1k )(q1k ??????? ??????? ）（ ）（??? ??? ?? 由文獻(xiàn)【１】附圖 32 的尺寸系數(shù) ??? ，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ?? ? 。 (1) 求輸出軸上的功率 3p 、轉(zhuǎn)速 3n 和轉(zhuǎn)矩 3T kwp ? m in/ rn ? mNT ?? (2) 求作用在齒輪上的力 已知圓柱直齒輪的分度圓直徑 mmd 3503 ? 而 NFFNdTFtrt 333??????????? 圓周力 tF 、徑向力 rF 及軸向力 aF 如圖 55 (3) 初步確定軸的最小直徑 ①先初步估算軸的最小直徑。 ②聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 3TKT Aca ? ，查文獻(xiàn)【１】表 141，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取 ? ，則 mmNTKT Aca ????? 0 4 1 0 33 8 7 7 7 ③查文獻(xiàn)【２】表 171，選 HL3 型彈性柱銷聯(lián)軸 器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 630000 mmN? ，半聯(lián)軸器的孔徑mmd 451 ? ，故取 mmd 4521 ?? ，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度 mmL 112? ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為 84mm。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù) mmd 5032 ?? ，由文獻(xiàn)【２】表 151 中初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承 30310 ， 其 尺 寸 為 50 11 0 29 .25d D T mm mm mm? ? ? ? ?，算上擋油環(huán)長(zhǎng)度，取mmdmmd 5055 8743 ?? ?? ， 。齒輪左端以及軸承的定位采用擋油環(huán)，已知齒輪輪轂的寬度為 75mm，為了使擋油環(huán)端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 mml 7176 ?? ， mmd 6076 ?? 。軸環(huán)寬度 ? ，取 mml 1065 ?? 。 (5) 確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 2 45?? 圖 56 軸的結(jié)構(gòu)與裝配 ?? (6) 求軸上的載荷 表 53 軸上載荷 (7) 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(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 M P )()( 3 22212 ?? ????? W TMca ?? 前已選定軸的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），由文獻(xiàn)【１】表151 查得 ? ? ? ?1160 , caM P a? ? ?????，故安全。由表 151 查得 11640 , 275 , 155B M Pa M Pa M Pa? ? ???? ? ?。因 ??d， 5060D ??d，經(jīng)插 值后查得 ?? ?? ?? ， 又由文獻(xiàn)【１】附圖 31 可得軸的材料敏感系數(shù)為 , ???? 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 )(q1k )(q1k ??????? ??????? ）（ ）（??? ??? ?? 由文獻(xiàn)【１】附圖 32 的尺寸系數(shù) ??? ，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ?