也不必校核。截面Ⅵ显然更不必校核。又因键槽的应力集中系数比过盈配合的小,因而该轴只需校核截面Ⅳ两侧即可。
(2)截面Ⅳ左侧 抗弯截面系数
抗扭截面系数
截面Ⅳ左侧的弯矩M为
截面Ⅳ上的扭矩
截面上的弯曲应力
截面上的扭矩应力
轴的材料为45钢,调质处理。由文献【1】表15-1查得,,
截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按文献【1】附表3-2查取。因,,经插值后可查得
又由文献【1】附图3-1查得轴的材料敏感系数为
故有效应力集中系数按文献【1】式附3-4为
由文献【1】附图3-2得弯曲尺寸系数,附图3-3得扭转尺寸系数。 轴按磨削加工,由文献【1】附图3-4得表面质量系数为
轴未经表面强化处理,及则按文献【1】式3-12及式3-12a得综合系数为
又由文献【1】3-1节及3-2节得碳钢的特性系数
于是,计算安全系数值,按文献【1】式15-615-8则得
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故可知其安全。 (3)截面Ⅳ右侧 抗弯截面系数
抗扭截面系数
截面Ⅳ右侧的弯矩M为
截面Ⅳ上的扭矩
截面上的弯曲应力
截面上的扭矩应力
过盈配合处的,由文献【1】附表3-8用插值法求出,并且,于是得
轴按磨削加工,由文献【1】附图3-4得表面质量系数为
轴未经表面强化处理,及则按文献【1】式3-12及式3-12a得综合系数为
又由文献【1】3-1节及3-2节得碳钢的特性系数
于是,计算安全系数值,按文献【1】式15-615-8则得
故截面Ⅳ右侧也是安全。
7.1.9绘制轴的工作图
见图7-3。
8键的校核
8.1半联轴器处的键的校核:
已知半联轴器和轴的链接,选用的平键为b?h?L=14mm?9mm?70mm,轴、键
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和轮毂的材料都是钢,连接方式为:静连接,查文献【1】表6-2查得:许用挤压应力?p?100~120MPa?? 。
轴dⅠ-Ⅱ键的工作长度为l=L-b=70-14=56mm,接触高度为k=0.5h=4.5mm。则
2TIII?1032?441.592?103?p??MPa?73.01MPa??p
kld4.5?56?48??所以键的选择合理。
8.2齿轮处的键的校核:
轴dⅣ-Ⅴ的平键为b?h?L=18mm?11mm?63mm,轴、键和轮毂的材料都是钢,连接方式为:静连接,查文献【1】表6-2查得:许用挤压应力?p?100~120MPa??
。
轴dⅣ-Ⅴ的键的工作长度为l=L-b=63-18=45mm,键与轮毂键槽的接触高度为看k=0.5h=5.5mm 则
2TIII?1032?441.592?103?p??MPa?59.47MPa??p
kld5.5?45?60??所以键的选择合理。
9 滚动轴承的寿命校核
所选的滚子轴承的型号为
30211
基本尺寸为:
10 3,
d?D?T?55mm?100mm?22.75mm,e=0.4 , Y=1.5 ,??Fa?1483.38N,FNH2?1259.44N;FNV1?1246.34N,FNV2?-282.92N FNH1?2815.79N9.1两轴承受的迳向载荷Fr1和Fr2
Fr1?FNH1?FNV1?2815.762?1246.342?3079.26N
2Fr2?FNH2?FNV2?1259.442?(-282.92)?1290.83N
2222,
9.2两轴承的计算轴向力Fa1和Fa2
Fd1? Fr13079.26??1026.42N 2Y2?1.5
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Fd2?Fr21290.83??430.28N 2Y2?1.5Fa?Fd2?1483.38?430.28?1913.66N?Fd1 FA1?Fa?Fd2?1913.66NFA2?Fd2?430.28N 9.3轴承当量动载荷P1和P2
FA11913.66??0.62?e Fr13079.26P1?0.4Fr1?YFA1?0.4?3079.26?1.5?1913.66?4102.19N FA2430.28??0.33?e Fr21290.83P2?Fr2?1290.83N
9.4验算轴承的寿命
由于P1?P2,有文献【1】的表13-6和表13-4得fp?1.2,ft?1.0
ftC?10???Lh??60n?fpP1??6103?1090800????60?46.41?1.2?4102.19?6103??5.95?106h?Lh
故所选的轴承满足寿命要求。
文献:
[1] 濮良贵主编.机械设计.第8版. 北京:高等教育出版社,2010
[2] 杨光 主编.机械设计课程设计.第二版.北京:高等教育出版社.2010
[3]刘扬 王洪 主编.机械设计课程设计.北京:北京交通大学出版社.2010.2
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