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3)由于齿轮的直径较小,为了保证齿轮轮体的强度,应将齿轮和轴做成一体而成为齿轮轴。所以l56 = B = 71 mm,d56 = d1 = 66 mm
4)根据轴承端盖便于装拆,保证轴承端盖的外端面与大带轮右端面有一定距离,取l23 = 50 mm。
5)取齿轮距箱体内壁之距离Δ = 16 mm,低速小齿轮和高速小齿轮之间的距离c = 12 mm。考虑箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离s,取s = 8 mm,已知低速小齿轮的宽度b3 = 97 mm,则
l45 = b3+c+Δ+s-15 = 97+12+16+8-15 = 118 mm
l67 = Δ+s-15 = 9 mm
至此,已初步确定了轴的各段直径和长度。
6.轴的受力分析和校核
1)作轴的计算简图(见图a):
根据6207深沟球轴承查手册得T = 17 mm
带轮中点距左支点距离L1 = (78/2+50+17/2)mm = 97.5 mm
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齿宽中点距左支点距离L2 = (71/2+32+118-17/2)mm = 177 mm
齿宽中点距右支点距离L3 = (71/2+9+32-17/2)mm = 68 mm
2)计算轴的支反力:
水平面支反力(见图b):
2639.1×68
FNH1 = = = 732.5 N
L2+L3177+68
FtL3
2639.1×177
FNH2 = = = 1906.6 N
L2+L3177+68
FtL2
垂直面支反力(见图d):
FrL3-Fp(L1+L2+L3)960×68-1345.58×(97.5+177+68)
FNV1 = = = -1614.6 N
L2+L3177+68
FrL2+FpL1960×177+1345.58×97.5FNV2 = = = 1229 N L2+L3177+68
3)计算轴的弯矩,并做弯矩图:
截面C处的水平弯矩:
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MH = FNH1L2 = 732.5×177 Nmm = 129652 Nmm
截面A处的垂直弯矩:
MV0 = FpL1 = 1345.58×97.5 Nmm = 131194 Nmm
截面C处的垂直弯矩:
MV1 = FNV1L2 = -1614.6×177 Nmm = -285784 Nmm
MV2 = FNV2L3 = 1229×68 Nmm = 83572 Nmm
分别作水平面弯矩图(图c)和垂直面弯矩图(图e)。
截面C处的合成弯矩:
M1 =
M+M = 313819 Nmm HV1
22
M2 =
M+M = 154253 Nmm HV2
22
作合成弯矩图(图f)。
4)作转矩图(图g)。
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5)按弯扭组合强度条件校核轴的强度:
通常只校核轴上承受最大弯矩和转矩的截面(即危险截面C)的强度。必要时也对其他危险截面(转矩较大且轴颈较小的截面)进行强度校核。根据公式(14-4),取? = 0.6,则有:
Mca
?ca = = W
2
M+αT121
()
W
=
3138192+0.6×87.09×10002
MPa
30.1×66
()
= 11.1 MPa≤[???] = 60 MPa
故设计的轴有足够的强度,并有一定的裕度(注:计算W时,忽略单键槽的影响)。轴的弯扭受力图如下:
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3.4 中间轴的设计
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