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 217~255HBS 轴的输入功率为 P2=7.2 KW 转速为 n2=611.46 r/min 根据课本 P205（13-2）式，并查表 13-2，取 c=112 3 d≥C· P7.2 112 3  25.48mm n Ⅰ 611.46 (3)确定轴各段直径和长度 D1=Φ30mm L1=90mm D2=Φ35mm L2=51mm D3=Φ40mm L3=30mm D4=Φ55mm L4=10mm D5=Φ75mm L5=75mm D6=Φ55mm L6=16mm D7=Φ40mm L7=23mm (4)求齿轮上作用力的大小、方向 1小齿轮分度圆直径：d1=70mm ○ 2作用在齿轮上的转矩为：T2 =112.45 N·m ○ 3求圆周力：Ft ○ Ft=2T 2/d2=2×112.45×1000/70=3212.86N 4求径向力 Fr ○ Fr=Ft·tanα=3212.86×tan200=1169.39N 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：RA=RB=Ft/2 =1606.43 N 垂直面的支反力：由于选用深沟球轴承则Fa=0 那么 RA’=RB’ =Fr×65.5/131=584.695 N （6）画弯矩图 右起第四段剖面 C 处的弯矩： 水平面的弯矩：MC=RA×65.5×0.001=105.221 Nm 垂直面的弯矩：MC1’= MC2’=RA’×65.5×0.001=38.297 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= Ft×d1/2=3212.86×70/2×0.001=112.45 Nm （8）画当量弯矩图 因为是单向回转，转矩为脉动循环，α=0.6 可得右起第四段剖面 C 处的当量弯矩： M eC2 M C2  ( αT)2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 MeC2=130.34Nm ,由课本表 13-1 有: ［σ-1］=60Mpa则： σe= MeC2/W= MeC2/(0.1·D43) =130.34×1000/(0.1×553)=7.8 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/(0.1·D13) =67.47×1000/(0.1×303)=24.99 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 217~255HBS 轴的输入功率为 P3=6.91416 KW 转速为 n3=152.866 r/min 根据课本 P205（13-2）式，并查表 13-2，取 c=112 3 d≥C· P6.91416 112 3  39.91mm n Ⅰ 152.866 (2) 确定轴各段直径和长度 D1=Φ45mm L1=82mm D2=Φ55mm L2=50mm D3=Φ60mm L3=31mm D4=Φ75mm L4=7.5mm D5=Φ82.5mm L5=7.5mm D6=Φ67mm L6= 66mm D7=Φ60mm L7=50mm (4)求齿轮上作用力的大小、方向 1大齿轮分度圆直径：d1=290mm ○ 2作用在齿轮上的转矩为：T3=431.95N·m ○ 3求圆周力：Ft ○ Ft=2T 2/d1=2×431.95/0.29=2978.97N 4求径向力 Fr ○ Fr=Ft·tanα=2978.97×tan200=1084.25N 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：RA=RB=Ft/2 = 1489.485 N 垂直面的支反力：由于选用深沟球轴承则 Fa=0 那么 RA’=RB’ =Fr×65.5/131= 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：MC=RA×65.5×0.001=97.26 Nm 垂直面的弯矩：MC1’= MC2’=RA’×65.5×0.001=35.51 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= Ft×d2/2= 431.94Nm （8）画当量弯矩图 因为是单向回转，转矩为脉动循环，α=0.6 可得右起第四段剖面 C 处的当量弯矩： M eC2 M C2  ( αT)2 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 MeC2=279.08Nm ,由课本表 13-1 有: ［σ-1］=60Mpa则： σe= MeC2/W= MeC2/(0.1·D43) =279.08×1000/(0.1×753)=6.62 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/(0.1·D13) =259.164×1000/(0.1×453)=28.44 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）