【正文】 4112 2 10 t a n t a n 20 trtTFNdF F N? ???? ? ?? ? ? ? 圓周力 為 tF ，徑向力 為 rF 。 下圖是受力簡圖： ~ 21 ~ 下面計(jì)算力 1tF 、 2tF 、 2rF 、 1rF 。 L1=139 L2=56 L3=195（具體尺寸見圖 f） 求垂直面的支反力： （受力簡圖如 b 圖所示） 211256 4 5 5 .1 9 1 3 0 .7195rr lFFNll? ? ? ?? 21 4 5 5 .1 9 1 3 0 .7 3 2 2 .5r r rF F F N? ? ? ? ? 求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖： （彎矩簡圖如圖 d 所示） 322 3 2 2 .5 5 6 1 0 1 8 .1 .a r rM F l N m?? ? ? ? ? 39。311 1 3 0 .7 1 3 9 1 0 1 8 .1 .a r rM F l N m?? ? ? ? ? 求水平面的支承力： （受力簡圖如 a 圖所示） 211256 1 2 5 0 .6 3 5 9 .1 4195ttlF F Nll? ? ? ?? 21 1 2 5 0 .6 3 5 9 .1 4 8 9 1 .4 5t t tF F F N? ? ? ? ? 求并繪制水平面彎矩圖： （彎矩簡圖如圖 c 所示） 311 3 5 9 .1 4 1 3 9 1 0 4 9 .9a t tM F l N m?? ? ? ? ? ~ 22 ~ 39。322 8 9 1 .4 5 5 6 1 0 4 9 .9a t tM F l N m?? ? ? ? ? 彎矩圖如圖 e 所示。 求合成彎矩圖： 考慮最不利的情況，把 arM 和 atM 的最大值 直接相加。 2 2 2 21 8 .2 4 9 .9 5 2 .3a a r a tM M M N m? ? ? ? ? 按照軸的彎扭合成強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度： 從圖可見， 有齒輪 處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為 ：（取折合系數(shù) ?? ） 22()aeM M T? ? ? 則計(jì)算得到的軸的計(jì)算應(yīng)力： ? ? ? ? ? ?2 2 22 2 2[ 1 ]335 2 .3 0 .6 2 6 .2 6 3 5 .1 4 7 00 .1 0 .1 0 .0 4 6caM T M T M p a M p aWd?????? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ~ 23 ~ （ 3）高速軸一 的 軸承壽命校核： 軸承壽命可由式 610 ()60 th PCfLhn Pf ??進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用 （我們?nèi)∈芰ψ畲蟮妮S的），我們可以知道軸一上受力最大的軸承所受到的力為： 2 2 2 2m a x 2 2 3 2 2 .5 8 9 1 .4 5 9 0 0 .9r r tF F F N? ? ? ? ?。 工作機(jī)要求工作在輕微載荷下，可以查得其 pf = 故 m a x 1 .1 9 0 0 .9 9 9 1prp f F N? ? ? ? ? 根據(jù) 1 軸高速軸選軸承為 6205（ 2 系列）深溝球軸承可以查得其 Cr=14KN。 則 66 310 10 14( ) ( ) 60 1440 h CrL nP ?? ? ? ?? 年 因此所該軸承符合要求 因此在生產(chǎn)過程中需要每隔 年換一次高速軸一的軸承。 （ 4）高速軸一上的 鍵的設(shè)計(jì)與校核 : 根據(jù) 1120 , 26 .2 63d m m T N m??，裝鍵處的輪轂的長度為 L=40mm， 查表可以得到 1d 軸段上采用鍵 b h l??=6 6 32?? , 采用 A 型普通 鍵 : ? ?312 4 2 6 . 2 6 3 1 0 3 3 . 6 5 50 . 5 6 ( 3 2 6 ) 2 0T M p a p M p ak L d?? ???? ? ? ?? ? ? ? 故選用的鍵符合要求。 Ⅱ .中間軸二 的設(shè)計(jì)： 我們選擇軸的材料為 40Cr。其許用彎曲應(yīng)力為 ? ?1 70MPa?? ? 。熱處理為調(diào)質(zhì)處理。 ~ 24 ~ （ 1）中間軸二的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)： 圖三 .中間 軸的結(jié)構(gòu)簡圖 1） .根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度（從左向右）： 我們在上面 中間軸的最小軸徑我們?nèi)?2min 24d mm? 并且我們在此軸的兩端裝軸承，軸承的內(nèi)徑最小為 20，并且為 5 的倍數(shù)，考慮到中間軸的受力較大，并且受力較復(fù)雜，所以我們?nèi)〈硕屋S的 直徑為 35mm。 此時(shí)的軸和軸承有較大的載荷余量 和壽命余量 。 ，我們?nèi)≥S肩的高度為 （單側(cè)），故此段軸的直徑為 38mm。 ， 考慮到有配合關(guān)系的軸的直徑要滿足標(biāo)準(zhǔn)系列，并且上一段的軸肩是非定位軸肩，我們?nèi)≈睆降脑隽繛?1mm（單側(cè)）。故我們此段的直徑取 40mm。 段軸為定位軸肩，在這里我們?nèi)≥S肩的高度為 4mm(單側(cè) )，所以該段直徑為 48mm。 我們安裝直徑為 40 的齒輪，此時(shí)我們?nèi)≡摱屋S的直徑為 40mm。 ，我們?nèi)≥S肩的高度為 1mm（單側(cè)），故此段軸的直徑為 38mm。 ，并且受力較復(fù)雜，并且安裝軸承的要求， 此時(shí)的軸和軸承有較大的載荷余量和壽命余量。所以我們?nèi)〈硕屋S的 直徑為 35mm。 2)． 各段長度的確定： ： 6208（ 2 系列）軸承和甩油環(huán) ， 軸承的寬度 為 18mm，而且甩油環(huán)的寬度為 13mm，并且 軸套的長度為 12， 還要使得定位穩(wěn)定可靠，所以我們?nèi)〈硕蔚拈L度為 345mm。 齒輪 ，其工作要求長度為 B=74mm，考慮 到此段的定位要求 ， 。我們?nèi)≡摱屋S的長度為 72mm 綜合考慮 齒輪與軸的定位的穩(wěn)定以及可靠，我們?nèi)≥S肩的高度為 ~ 25 ~ 4mm， 該段軸的長度為 10mm。 安裝和齒輪的定位，故 取此段的長度為 59mm。 段軸連接 6208（ 2 系列）軸承和甩油環(huán)，軸承的寬度為 19mm，而且甩油環(huán)的寬度為 19mm， 定距環(huán)的長度為 20 以及軸承蓋的長度，還考慮到軸承端蓋上的螺釘?shù)娜菀撞鹦叮?并且還要使得定位穩(wěn)定可靠，所以我們?nèi)〈硕蔚拈L度為 68mm。 （ 2） ． 中間軸 二 的強(qiáng)度校核 （ 1） 輸入軸上的功率 113. 74 , n 16 4. 57 / m inP k w r??轉(zhuǎn) 速 轉(zhuǎn)矩 1 N m?? （ 2） 求作用在齒輪上的力 4112 2 89 .5 9 10 243474t a n 24 34 t a n 20 88 5. 9mnmTFNdF F N? ???? ? ?? ? ? ? ?? 圓周力為 tF 、 mF ， 徑向力為 rF 、 nF 。 下圖是受力簡圖： 下面計(jì)算力 1tF 、 2tF 、 2rF 、 1rF 。 L1=70 L2= L3=（具具體位置 見圖 f） 求垂直面的支反力： （受力簡圖如 b 圖所示） ~ 26 ~ 3 3 214() 7 4 6 .6rnr l F F l lFNl???? 21 4 5 5 .1 9 8 8 5 .9 7 4 6 .6 5 9 4 .4r r n rF F F F N? ? ? ? ? ? ? 求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖： （彎矩簡圖如圖 d 所示） 311 7 4 6 .6 7 0 1 0 5 2 .2 .a r rM F l N m?? ? ? ? ? ? 1323 5 9 4 .4 5 6 .5 1 0 4 2 .4 4 .a r rM F l N m?? ? ? ? ? ? 求水平面的支承力： （受力簡圖如 a 圖所示） 3 3 214() 2 0 5 1 .4tmt l F F l lFNl???? 21 24 34 12 50 .6 20 51 .4 16 33t m t tF F F F N? ? ? ? ? ? ? 求并繪制水平面彎矩圖： （彎矩簡圖如圖 c 所示） 311 2 0 5 4 .1 7 0 1 0 1 4 3 .6 .a t tM F l N m?? ? ? ? ? ? 1323 1 6 3 3 5 6 .5 1 0 9 2 .1 3 .a t tM F l N m?? ? ? ? ? ? 彎矩圖如圖 e 所示。 求合成彎矩圖： ~ 27 ~ 考慮最不利的情況，把 arM 和 atM 的最大值 直接相加。 2 2 2 25 2 .2 1 4 3 .6 1 5 2 .9a a r a tM M M N m? ? ? ? ? 按照軸的彎扭合成強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度： 又由于最危險(xiǎn)截面在安裝齒輪處，通過一個(gè) 12 8 40b h l? ? ? ? ? 從圖可見， 有齒輪 處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù) ?? ） 22()aeM M T? ? ? 則計(jì)算得到的軸的計(jì)算應(yīng)力： ? ? ? ?? ?22223222[ 1 ]32()()3 2 25 2 .3 0 .6 2 6 .2 6 33 0 .2 7 00 .0 4 0 .0 1 2 0 .0 0 5 0 .0 3 5()3 2 2 0 .0 4caM T M Td b t d tWdM p a M p a?????? ?????????? ? ? ?? ? ??? （ 3） 中間軸二 的 軸承壽命校核： 軸承壽命可由式 610 ()60 th PCfLhn Pf ??進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用 （我們?nèi)∈芰ψ畲蟮妮S的），我們可以知道軸二 上受力最大的軸承所受到的力為： 2 2 2m a x 1 1 7 4 6 .6 2 0 5 1 .4 2 1 8 3r r tF F F N? ? ? ? ?。 工作機(jī)要求工作在輕微載荷下，可以查得其 pf = 故 m a x 1 .1 2 1 8 3 2 4 0 7prp f F N? ? ? ? ? 根據(jù) 1 軸高速軸選軸承為 6207（ 2 系列）深溝球軸承可以查得其 Cr=25。 5KN。 則 66 310 10 ( ) ( ) 1060 60 h CrL nP ?? ? ? ?? 年 因此所該軸承符合要求 （ 4）中間軸二 上的 鍵的設(shè)計(jì)與校核 : 根據(jù) 1140 , 89 .5 9d m m T N m??，裝鍵處的輪轂的長度為 L=46mm， 查表可以 ~ 28 ~ 得到 1d 軸段上采用鍵 b h l??=12 8 40?? 。 采用 A 型普通 鍵 : ? ?312 4 8 9 . 5 9 1 0 4 0 5 50 . 5 8 ( 4 0 1 2 ) 4 0T M p a p M p ak L d?? ???? ? ? ?? ? ? ? 故選用的鍵符合要求。 Ⅲ .低速軸 的 三 設(shè)計(jì)： 我們選擇軸的材料為 40Cr。其許用彎曲應(yīng)力為 ? ?1 70MPa?? ? 。熱處理為調(diào)質(zhì)處理