轴的校核

t 七 轴的设计 1 确定轴上零件的定位和固定方式 （如图） 1，5滚动轴承 2轴 3齿轮轴的轮齿段 4套筒 6密封盖 7轴端挡圈 8轴承端盖 9带轮 10键 2按扭转强度估算轴的直径 选用 45调质，硬度 217255HBS 轴的输入功率为 P27.2 KW 转速为 n2611.46 r/min 根据课本 P205（13-2）式，并查表 13-2，取 c112 3 d≥C P7.2 112 3  25.48mm n Ⅰ 611.46 3确定轴各段直径和长度 D1Φ30mm L190mm D2Φ35mm L251mm D3Φ40mm L330mm D4Φ55mm L410mm D5Φ75mm L575mm D6Φ55mm L616mm D7Φ40mm L723mm 4求齿轮上作用力的大小、方向 1小齿轮分度圆直径d170mm ○ 2作用在齿轮上的转矩为T2 112.45 Nm ○ 3求圆周力Ft ○ Ft2T 2/d22112.451000/703212.86N 4求径向力 Fr ○ FrFttanα3212.86tan2001169.39N Ft，Fr 的方向如下图所示 （5）轴长支反力 根据轴承支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位置， 建 立力学模型。 水平面的支反力RARBFt/2 1606.43 N 垂直面的支反力由于选用深沟球轴承则Fa0 那么 RA’RB’ Fr65.5/131584.695 N （6）画弯矩图 右起第四段剖面 C 处的弯矩 水平面的弯矩MCRA65.50.001105.221 Nm 垂直面的弯矩MC1’ MC2’RA’65.50.00138.297 Nm 合成弯矩 M C1  M C2 M C 2  M C1 2 105.221238.2972111.97Nm （7）画转矩图 T Ftd1/23212.8670/20.001112.45 Nm （8）画当量弯矩图 因为是单向回转，转矩为脉动循环，α0.6 可得右起第四段剖面 C 处的当量弯矩 M eC2 M C2  αT2130.34Nm 2 （9）判断危险截面并验算强度 1右起第四段剖面 C 处当量弯矩最大， ○而其直径与相邻段相差不 大，所以剖面 C 为危险截面。 已知 MeC2130.34Nm ,由课本表 13-1 有 ［σ-1］60Mpa则 σe MeC2/W MeC2/0.1D43 130.341000/0.15537.8 Nm［σ-1］ 2右起第一段 D 处虽仅受转矩但其直径较小， ○故该面也为危险截 面 2M D  （αT）  0.6112.45  67.47Nm σe MD/W MD/0.1D13 67.471000/0.130324.99 Nm［σ-1］ 所以确定的尺寸是安全的 。 受力图如下 （未改） 输出轴的设计计算输出轴的设计计算 1 确定轴上零件的定位和固定方式 （如图） 1，5滚动轴承 2轴 3齿轮 4套筒 6密封盖 7键 8轴承端盖 9轴端挡圈 10半联轴器 2按扭转强度估算轴的直径 选用 45调质，硬度 217255HBS 轴的输入功率为 P36.91416 KW 转速为 n3152.866 r/min 根据课本 P205（13-2）式，并查表 13-2，取 c112 3 d≥C P6.91416 112 3  39.91mm n Ⅰ 152.866 2 确定轴各段直径和长度 D1Φ45mm L182mm D2Φ55mm L250mm D3Φ60mm L331mm D4Φ75mm L47.5mm D5Φ82.5mm L57.5mm D6Φ67mm L6 66mm D7Φ60mm L750mm 4求齿轮上作用力的大小、方向 1大齿轮分度圆直径d1290mm ○ 2作用在齿轮上的转矩为T3431.95Nm ○ 3求圆周力Ft ○ Ft2T 2/d12431.95/0.292978.97N 4求径向力 Fr ○ FrFttanα2978.97tan2001084.25N Ft，Fr 的方向如下图所示 （5）轴长支反力 根据轴承支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位置， 建立力学模型。 水平面的支反力RARBFt/2 1489.485 N 垂直面的支反力由于选用深沟球轴承则 Fa0 那么 RA’RB’ Fr65.5/131 542.125 N （6）画弯矩图 右起第四段剖面 C 处的弯矩 水平面的弯矩MCRA65.50.00197.26 Nm 垂直面的弯矩MC1’ MC2’RA’65.50.00135.51 Nm 合成弯矩 M C1  M C2 M C 2  M C1 2 97.26235.512103.54Nm （7）画转矩图 T Ftd2/2 431.94Nm （8）画当量弯矩图 因为是单向回转，转矩为脉动循环，α0.6 可得右起第四段剖面 C 处的当量弯矩 M eC2 M C2  αT2 279.08Nm 2 （9）判断危险截面并验算强度 1右起第四段剖面 C 处当量弯矩最大，而其直径与相邻段相差 ○ 不大，所以剖面 C 为危险截面。 已知 MeC2279.08Nm ,由课本表 13-1 有 ［σ-1］60Mpa则 σe MeC2/W MeC2/0.1D43 279.081000/0.17536.62 Nm［σ-1］ 2右起第一段 D 处虽仅受转矩但其直径较小，故该面也为危险 ○ 截面 2M D  （αT）  0.6431.94  259.164Nm σe MD/W MD/0.1D13 259.1641000/0.145328.44 Nm［σ-1］ 所以确定的尺寸是安全的 。 以上计算所需的图如下 绘制轴的工艺图（见图纸）