【正文】 3n =3T =． m ⑵ . 求作用在齒輪上的力 已知低速級 大齒輪的分度圓直徑為 2d = mm 機電學院課程設計計算說明書 主要計算項目 主要結果 共 30 頁第 19 頁 而 Ft = ?232dT 3 ??? ? Fr = Ft Noon 0 os 8c ostan ????? Fa = Ft tan? = = 圓周力 Ft ，徑向 力 Fr 及軸向力 Fa 的方向如圖示 : ⑶ . 初步確定軸的最小直徑 先按課本 152 初步估算軸的最小直徑 ,選取軸的材料為 45 鋼 ,調質處理 ,根據課本 315361 ?表P 取 112?oA mmnPAd o 33m in ?? 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯軸器處的直徑 ⅡⅠ ?d ,為了使所選的軸與聯軸器吻合 ,故需同時選取聯軸器的型號 查課本 114343 ?表P ,選取 ?aK mNTKT aca ????? 0 2 7 6 1 因為計算轉矩小于聯軸器公稱轉矩 ,所以 查《機械設計手冊》 11222? 選取 LT7 型彈性套柱銷聯軸器其公稱轉矩為 500Nm,半聯軸器的孔徑mmL mmLmmdmmd 84 .,40 11 ? ??? ?與軸配合的轂孔長度為 半聯軸器半聯軸器的長度故取 ⅡⅠ ⑷ . 根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 ① 為了滿足半聯軸器的要求的軸向定位要求 ,Ⅰ Ⅱ軸段右端需要制出一軸肩 ,故?、?Ⅲ的直徑 mmd 47??ⅢⅡ 。左端用軸端擋圈定位 ,按軸端直徑取擋圈直徑 mmD 50? 半聯軸器與 軸配合的輪轂孔長度 為了保證軸端擋圈只壓在半聯軸器上而不壓在軸端上 , 故Ⅰ Ⅱ的長度應比 略短一些 ,現取 mml 82??ⅡⅠ ② 初步選擇滾動軸承 .因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用 ,故選用單列角接觸球軸承 .參照工作要求并根據 mmd 47??ⅢⅡ ,由軸承產品目錄中初步選取 0 基本游隙組 標準精度級的單列角接觸球軸承7010C 型 . d D B 2d 2D 軸承代號 45 85 19 7209AC 45 85 19 7209B dmin= 單列角接觸球軸承 7010C型 . 機電學院課程設計計算說明書 主要計算項目 主要結果 共 30 頁第 20 頁 45 100 25 7309B 50 80 16 7010C 50 80 16 7010AC 50 90 20 7210C 2. 從動軸的設計 對 于 選 取 的 單 向 角 接 觸 球 軸 承 其 尺 寸 為 的mmmmmmBDd 168050 ????? , 故 mmdd 50?? ?? ⅧⅦⅣⅢ 。 而 mml 16??ⅧⅦ . 右端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位 .由手冊上查得 7010C型軸承定位軸肩高度 57, ??? ?ⅤⅣ因此取 dmmhdh mm, ③ 取安裝齒輪處的軸段 mmd 58??ⅦⅥ 。齒輪的右端與左軸承之間采用套筒定位 .已知齒輪 轂 的寬度為 75mm,為了使套筒端面 可靠地壓緊齒輪 ,此軸段應略短于輪轂寬度 ,故取 mml 72??ⅦⅥ . 齒輪的左端采用軸肩定位 ,軸肩高 ,取 mmd 65??ⅥⅤ .軸環(huán)寬度 hb ? ,取 b=8mm. ④ 軸承端蓋的總寬度為 20mm(由減速器及軸承端蓋的結構設計而定 ) .根據軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求 ,取端蓋的外端面與半聯軸器右端面間的距離 mml 30? ,故取 mml 50??ⅢⅡ . ⑤ 取齒輪距箱體內壁之距離 a=16mm ,兩 圓柱齒輪間的距離 c=20mm .考慮到箱體的鑄造誤差 ,在確定滾動軸承位置時 ,應距箱體內壁一段距離 s,取 s=8mm ,已知滾 動軸承寬度 T=16mm , 高速 齒輪輪轂長 L=50mm ,則 mmmmasTl 43)316816()7275( ??????????? ⅧⅦ mmmmllacsLl 62)8241620850( ??????? ?????? ??? ⅥⅤⅣⅢⅤⅣ 至此 ,已初步確定了軸的各端直徑和長度 . 5. 求軸上的載荷 首先根據結構圖作出軸的計算簡圖 , 確定頂軸承的支點位置時 , 查《機械設計手冊》 20149 表 . 機電學院課程設計計算說明書 主要計算項目 主要結果 共 30 頁第 21 頁 對于 7010C 型的角接觸球軸承 ,a=,因此 ,做為簡支梁的軸的支承跨距 . mmmmmmLL 7 1 432 ???? NFLL LF tNH 31 ????? NFLL LF tNH 22 ????? NLLDFLFFarNV 80923231 ???? NFFF NVrNV 8218091 6 3 022 ????? mmNM H ?? 7 2 8 8 8 mmNLFM NVV ????? 2 8 7 mmNLFM NVV ????? 9 9 1 mmNMMM VH ?????? 1 9 6 2 5 59 2 8 7 31 7 2 8 8 9 222 121 mmNM ?? 1799512 傳動軸總體設計結構圖 : (從動軸 ) (中間軸 ) 機電學院課程設計計算說明書 主要計算項目 主要結果 共 30 頁第 22 頁 (主動軸 ) 從動軸的載荷分析圖 : 6. 按彎曲扭轉合成應力校核軸的強度 根據 機電學院課程設計計算說明書 主要計算項目 主要結果 共 30 頁第 23 頁 ca? = W TM2321 )(?? = )(19625522 ?? ?? 前已選軸材料為 45 鋼，調質處理。 查表 151 得 [ 1?? ]=60MPa ca? 〈 [ 1?? ] 此軸合理安全 7. 精確校核軸的疲勞強度 . ⑴ . 判斷危險截面 截面 A,Ⅱ ,Ⅲ ,B 只受扭矩作用。所以 A Ⅱ Ⅲ B 無需校核 .從應力集中對軸的疲勞強度的影響來看 ,截面Ⅵ和Ⅶ處過盈配合引起的應力集中最嚴重 ,從受載來看 ,截面 C 上的應力最大 .截面Ⅵ的應力集中的影響和截面Ⅶ的相近 ,但是截面Ⅵ不受扭矩作用 ,同時軸徑也較大 ,故不必做強度校核 .截面 C 上雖然應力最大 ,但是應力集中不大 ,而且這里的直徑最大 ,故 C 截面也不必做強度校核 ,截 面Ⅳ和Ⅴ顯然更加不必要做強度校核 .由第 3章的附錄可知 ,鍵槽的應力集中較系數比過盈配合的小，因而 ,該軸只需膠合截面Ⅶ左右兩側需驗證即可 . ⑵ . 截面Ⅶ左側。 抗彎系數 W= 3d = 350? =12500 抗扭系數 Tw = 3d = 350? =25000 截面Ⅶ的右側的彎矩 M為 mmNMM ????? 1 截面Ⅳ上的扭矩 3T 為 3T = mN? 截面上的彎曲應力 ??WMb? M 50 014 46 09 ? 截面上的扭轉應力 T? =TWT3 = M 00 031 13 50 ? 軸的材料為 45 鋼。調質處理。 由課本 35P 表 151 查得： aB MP640?? aMP2751 ??? aMPT 1551 ?? 因 ?dr ? ?dD ? 經插入后得 ??? T? = 軸性系數為 ??q ?q = 機電學院課程設計計算說明書 主要計算項目 主要結果 共 30 頁第 24 頁 ?K? =1+ )1( ????q = K? =1+ ?q （ T? 1） = 所以 ??? ??? ?? ?? ?? 綜合系數為： K? = K? = 碳鋼的特性系數 ～??? 取 ～??? 取 安全系數 caS S? = ??? maaK ??? ?? 1 S? ???mtak ?????1 caS 22 ?? ???? SS SS ≥ S= 所以它是安全的 截面Ⅳ右側 抗彎系數 W= 3d = 350? =12500 抗扭系數 Tw = 3d = 350? =25000 截面Ⅳ左側的彎矩 M為 M=133560 截 面Ⅳ上的扭矩 3T 為 3T =295 截面上的彎曲 應力 ??WMb? ? 截面上的扭轉應力 T? =TWT3 = ? ?K? = ?????? ??K K? = ?????? ??K 所以 ???