D3=53mm>33.18mm 所以确定的尺寸是安全的 。 受力图如下： =75Mpa d=33.18mm 21
22
输出轴的设计计算 (1) 确定轴上零件的定位和固定方式 （如设计图） (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PⅡ=3.45KW d=38.42mm 转速为nⅡ=92.46 r/min 根据课本P205（13-2）式，并查表13-2，取c=115 d≥115?33.45?38.42mm 92.46(3)确定轴各段直径和长度 1从联轴器开始右起第一段，由于联轴器与轴通○L1=112mm 过键联接，则轴应该增加5%，取Φ50mm，根据计算转矩TC=KA3TⅡ=13356=356Nm，查标8-179准GB/T 5843—2003，选用GY6凸缘联轴器，轴段长L1=112mm. 2右起第二段，考虑联轴器的轴向定位要求，该L2=20mm ○段的直径取Φ57mm,根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取该段长为L2=20mm 3右起第三段，该段装有滚动轴承，选用深沟球○轴承，则轴承有径向力，而轴向力为零，选用6213型轴承，其尺寸为d3D3B=653120323，那么 23
该段的直径为Φ65mm，长度为L3=43mm 4右起第四段，该段装有齿轮，并且齿轮与轴 ○用键联接，直径要增加5%，大齿轮的分度圆直径 为258mm，则第四段的直径取Φ74mm,齿轮宽为D3=Φ65mm b=70mm，为了保证定位的可靠性，取轴段长度为L3=43mm L4=68mm 5右起第五段，○考虑齿轮的轴向定位,定位轴 肩，取轴肩的直径为D5=Φ86mm ,长度取L5=10mm D4=Φ74mm 6右起第六段，该段为滚动轴承安装出处，取轴L4=68mm ○径为D6=Φ65mm，长度L6=33mm (4)求齿轮上作用力的大小、方向 1大齿轮分度圆直径：d2=258mm ○ D5=Φ86mm L5=10mm 2作用在齿轮上的转矩为：TⅡ =6.57143105 ○N2mm 3求圆周力：Ft ○D6=Φ65mm L6=55mm Ft=5094.11N 24
Ft=2TⅡ/d2=236.57143105/258=5094.11N 4求径向力Fr ○Fr=Ft2tanα=5094.113tan200=1854.10N 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b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：F1h=Ft/2 =2547.06 N 垂直面的支反力：由于选用深沟球轴承则Fa=0 那么：F1v= F2v= Fr/2 =927.05 N （6）画弯矩图 右起第四段剖面C处的弯矩： Mav= F2v30.063= 58.40Nm Mah= F1h 30.063=160.46 Nm 合成弯矩： Ma?Mav?Mah?58.402?160.462?170.76Nm 22 Fr=1854.10N F1h = F2h =2547.06N F1v= F2v=927.05 N 1 （7）画转矩图： T= 657.14Nm （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： Me?Ma?(αT)2?170.162?(0.6?657.14)2?429.43Nm 2Mav=58.40Nm （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α=0.6 ○直径与相邻段相差不大，所以剖面C为危险截面。已知Me=429.43Nm 2右起第一段D处虽仅受转矩但其直径较○ Me=429.43Nm 25
小，故该面也为危险截面：