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d33：安装轴承处取轴径为d34：过渡台阶段取d35：齿轮轴肩处取65mm。 d33=65mm d34=76mm d35=82mm d36=70mm d3776mm。 82mm。 70mm。 d36：低速级大齿轮处取d37：轴承端盖处轴段取60mm。 =60mm (3)、各轴段长度确定 l31：由联轴器确定，取 110mm。 l31=110mm l32l32：由箱体结构，轴承端盖，装配关系等确定，取60mm。 l33：由轴承、挡油环确定，取l34：过渡台阶段取44mm。 l35：齿轮轴肩处取为 8mm。 l36：比低速级大齿轮轮毂宽度小2，取为=60mm 35mm。 l33=35mm l34l35=44mm =8mm =38mm =48mm 38mm。 48mm。 l36l37l37：由轴承，挡油环、套筒及装配关系确定取 4.3. 轴的校核
项 目 计算及说明 ?2?1273560262.17?9715.53N 结 果 已知数据 已知数据：以低速轴为例进行校核，T=1273.56N·m。 1、轴的受1、轴的受力分析 力分析 齿轮圆周力： Ft? 根据作图求得跨距为： (1)、计算支撑反力 2T3dFt?9715.53N 齿轮轴向力：Fa?Fttan??9715.53?tan12.45??2144.99NFr?Ftcos?tanan?9715.53cos12.45? Fa?2144.99N 齿轮径向力：?tan20??3621.32N Fr?3621.32N 24
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L1?142.62mm,L2?73.18mm,L3?32.11mmL1? 142.62mmL2?73.18mmL3?32.11mm 在水平面上： R1H?Fr?L3?Fa?d/2L2?L3?3621.32?32.11?2144.99?262.17/273.18?32.11 图6 轴的受力分析 R1H??3774.88N ?3774.88NR2H?Fr?R1H?3621.32?3774.88??153.56N R2H? ?153.56N 在垂直平面上： 由式可知R2H的方向与假设方向相反。 R1V?R2V?4857.77NR1V?R2V?Ft/2?9715.53/2?4857.77N 轴承1的总支承反力 R1?R1H?R1V?22 223774.88?4857.77?6152.04N R1?6152.04N 25
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2、计算弯矩 3、校核轴的强度 轴承2的总支承反力 R2?R22HR2?22?R22V?(?153.56)?(4857.77)?4860.20N 4860.20N 2、计算弯矩 在水平面上 a?a剖面左侧 MaH?R1H?L2?3774.88?73.18?276245.72N?mm MaH?276.25N?mM'aH a?a剖面右侧 M'aH?R2H?L3?153.56?32.11?4930.81N?mm ? 4.93N?m在垂直平面上 MaV?R1V?L2?4857.77?34.45?167350.18N?mm MaV?167.35N?m 合成弯矩 a?a剖面左侧 Ma??MaH?MaV2222 Ma?322.98N?m 276245.72?167350.18?322982.16N?mma?a剖面右侧 Ma??' '2aV2M'2aH2?M Ma?167.42N?m' 4930.81?167350.18?167422.81?Nmm 3、校核轴的强度 a?a剖面的左侧，因弯矩大，有转矩，还有键槽引起的应 bt(d?t)2d20?7.5?(70?7.5)2?7022力集中，故a?a剖面的左侧为危险面。由附表10.1得: 抗弯剖面模量 W?0.1d??0.1?70?33W?30 ?30114.73mm3114.73mm3 抗扭剖面模量 WT?0.2d??0.2?70?33bt(d?t)2d2WT?642 ?64417.73mm320?7.5?(70?7.5)2?7026
417.73mm3 机械设计课程设计
弯曲应力 ?b?MW?322982.1630114.73?10.73MPa ?a??b?10.73MPa ?a??b?10.73MPa ?m?0 ?m?0 扭剪应力 ?T?TWT?127356064417.73?T??19.77MPa 19.77MPa ?a??m??T/2?9.89MPa 对于调质处理的40Gr钢，由表10.1查得: ?b?750MPa,??1?350MPa,??1?200MPa 查得材料的等效系数:???0.2,???0.1 ?a??m=9.89MPa 键槽引起的应力集中系数，由附表10.4查得: K??1.58,K??1.785。 绝对尺寸系数，由附图10.1查得: ???0.68,???0.56。 轴磨削加工时的表面质量系数由附图10.2查得: ??0.91 3501.580.91?0.68??10.73?0.1?02001.7850.91?0.56?10.73?0.1?0?12.78 所以求得安全系数 : S????1K?? ???S???a????m??1K??5.32 S?4.91 ???S??a????mS?S?S??S?22?12.73?5.3212.73?5.3222?4.91 ?S??1.3~1.5 查表10.5得许用安全系数?S??1.3~1.5,显然S??S?，故a?a剖面安全。 S??S? 合格。
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第 5 章 滚动轴承的选择及校核计算
5.1. 滚动轴承的选择
轴承均采用角接触型滚动轴承，具体选择如下表所示：
表4 滚动轴承选择
位置 Ⅰ轴 Ⅱ轴 Ⅲ轴 轴径 35mm 40mm 65mm 类型 角接触型滚动轴承 角接触型滚动轴承 角接触型滚动轴承 型号 7207AC 7208AC 7213AC 5.2. 滚动轴承校核
项 目 计算及说明 结 果 C?69800NC0?55200N已知数据 已知数据：以低速轴轴承为例，由机械设计手册查7213AC轴承的动载荷C?69800N,静载荷C0?55200N。 1、计算轴承轴向力 1、计算轴承轴向力 图7 轴承布置及受力图 由机械设计第五版表11.13查得7213AC轴承内部轴向力 计算公式，则轴承I、II的内部轴向力为： S1?0.7Fr1?0.7R1?0.7?6152.04?4306.43NS2 ?0.7Fr2?0.7R2?0.7?4860.20?3402.14NS1以及S2的方向如图S2+A6所示。S2与A同向。 =3402.14+2144.99=5547.13N, 故S2+A>S1，因此轴有左移趋势，但由轴承部件的结构可 28