轴承B的总支承反力为:
22
????= ??????+??????= 1079 2+ 3786 2=3936.75??
d.绘制水平面弯矩图
截面A和截面B在水平面内弯矩
??????=??????=0
截面C右侧在水平面内弯矩
??????右=???????×????=? 207×62.5 =?12938???????
截面C左侧在水平面内弯矩
??????左=???????×????=? 207×62.5 =?12938???????
截面D右侧在水平面内弯矩
??????右=??????×????=1079×77.5=83622???????
截面D左侧在水平面内弯矩
??????左=??????×????=1079×77.5=83622???????
e.绘制垂直面弯矩图 截面A在垂直面内弯矩
??????=??????=0???????
截面C在垂直面内弯矩
??????=??????×????=2806×62.5=175375???????
截面D在垂直面内弯矩
??????=??????×????=3786×77.5=293415???????
f.绘制合成弯矩图
截面A和截面B处合成弯矩
????=????=0???????
截面C右侧合成弯矩
22
????右= ??????+??????= ?12938 2+ 175375 2=175852??????? 右截面C左侧合成弯矩
22????左= ??????+??????= ?12938 2+ 175375 2=175852??????? 左第26页/共43页
截面D右侧合成弯矩
22
????右= ??????+??????= 83622 2+ 293415 2=305098??????? 右截面D左侧合成弯矩
22????左= ??????+??????= 83622 2+ 293415 2=305098??????? 左f.绘制扭矩图
??2=225548.22???????
g.绘制当量弯矩图
截面A和截面B处当量弯矩
??????=??????=0???????
截面C右侧当量弯矩
2??????右= ????+ ???? 2= 1758522+ 0.6×225548.22 2=221896??????? 右截面C左侧当量弯矩
2??????左= ????+ ???? 2= 1758522+ 0.6×225548.22 2=221896??????? 左截面D右侧当量弯矩
2??????右= ????+ ???? 2= 3050982+ 0.6×225548.22 2=333764??????? 右截面D左侧当量弯矩
2??????左= ????+ ???? 2= 3050982+ 0.6×225548.22 2=333764??????? 左第27页/共43页
h.校核轴的强度
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因轴截面D处弯矩大,同时截面还作用有转矩,因此此截面为危险截面。 其抗弯截面系数为
??×??3
??==6280????3
32抗扭截面系数为
??×??3
????==12560????3
16最大弯曲应力为
??=
剪切应力为
??=
??
=18.14?????? ????
??
=53.15?????? ??按弯扭合成强度进行校核计算,对于单向传动的转轴,转矩按脉动循环处理,故取折合系数α=0.6,则当量应力为
??????= ??2+4× ??×?? 2=57.43??????
查表得调质处理,抗拉强度极限ζB=640MPa,则轴的许用弯曲应力[ζ-1b]=60MPa,ζe<[ζ-1b],所以强度满足要求。
7.3低速轴设计计算
(1)已经确定的运动学和动力学参数
转速n=76.35r/min;功率P=6.73kW;轴所传递的转矩T=841800.92N?mm (2)轴的材料选择并确定许用弯曲应力
由表选用45(调质),齿面硬度217~255HBS,许用弯曲应力为[ζ]=60MPa (3)按扭转强度概略计算轴的最小直径
由于低速轴受到的弯矩较小而受到的扭矩较大,故取A0=112。
36.73??
??≥??0×=112× =49.84???? ??76.353
由于最小轴段直径截面上要开1个键槽,故将轴径增大7%
????????= 1+0.07 ×49.84=53.33????
查表可知标准轴孔直径为55mm故取dmin=55 (4)设计轴的结构并绘制轴的结构草图 a.轴的结构分析。
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低速轴设计成普通阶梯轴,轴上的齿轮、一个轴承从轴伸出端装入和拆卸,而另一个轴承从轴的另一端装入和拆卸。轴输出端选用A型键,b×h=20×12mm(GB/T 1096-2003),长L=70mm;定位轴肩直径为60mm;联接以平键作过渡配合固定,两轴承分别和轴承端盖定位,采用过渡配合固定。
b.确定各轴段的长度和直径。
各轴段直径的确定
d1:用于连接联轴器,直径大小为联轴器的内孔径,d1=55mm。
d2:密封处轴段,左端用于固定联轴器轴向定位,根据联轴器的轴向定位要求,轴的直径大小较d1增大5mm,d2=60mm
d3:滚动轴承处轴段,应与轴承内圈尺寸一致,且较d2尺寸大1-5mm,选取d3=65mm,选取轴承型号为深沟球轴承6213 d4:轴肩段,选择d4=70mm。 d5:轴肩,故选取d5=85mm。 d6:齿轮处轴段,选取直径d6=70mm。
d7:滚动轴承轴段,要求与d3轴段相同,故选取d7=d3=65mm。 各轴段长度的确定
L1:根据联轴器的尺寸规格确定,选取L1=110mm。
L2:由箱体结构、轴承端盖、装配关系等确定,取L2=60mm。
L3:由滚动轴承宽度和齿轮端面到箱体内壁距离确定,选取L3=45.5mm。
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