机械设计课程设计
计算转矩 Tc?KT3?665.04N?m 查表22-1 选TL8
查表11-1 工作情况系数.T取1.25 公称直径Tn?710N?m?Tc?665.04N?m 许用转速[n]?2100r/min?n?96.6r/min 减速器低速轴外伸段d1?50mm,L?112mm 从动端d2?0mm,L?112mm
6 低速轴的强度校核
6.1 绘制低速轴的力学模型
L1?124.4mm L2?60.8mm 作用在齿轮的圆周力 F3t?2Td?2?532470?4330.045N 4245.942径向力 Fr?Ft?tan??4330.045?tan20.4546??1615.028N 轴向力 Fa?Ft?tan??4330.045?tan12.62??969.446N 6.2 求支反力
水平支反力
?MB?0 RAx(L1?L2)?FtL2?0 RFtL2L?6095.014?60.8Ax?1?L2124.4?60.8?2000.955
?X?0,RBx?Ft?RAx?6095.014?2000.955?4094.059N 垂直支反力
?MB?0 ?RdAz(L1?L2)?FrL2?Fa2?0 FRrL2?Fda2273.329?60.8?1356.570?120.409Az?2LL???135.663N1?2124.4?60.8RBz?Fr?RAz?2273.329?(?135.663)?2408.992N
- 9 -
?Z?0
机械设计课程设计
6.3 作弯矩、转矩图（上图）
- 10 -
机械设计课程设计
水平弯矩Mx
C点 MCx?RAxL1?1386.885?139?192777.015N?mm 垂直弯矩Mz
C点左 MCz??RAzL1?65.669?139??9127.991N?mm C点右 M'Cz?RBzL2?1680.697?65.5?110085.654N?mm 合成弯矩MC C点左 MC?22MCx?MCz?192992.995N?mm
2'2??Cz?221995.110N?mm C点右 M'C?MCx转矩 T?532470N?mm
6.1.4 作计算弯矩Mca图（上图）
该轴单向工作，转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑 取??0.6 C点左
2McaC?MC?(?TC)2?(192992.995)2?(0.6?532470)2
?373249.306N?mmC点右
'McaC?'2MC?(?TC')2?(221995.110)2?(0.6?0)2
?221995.110N?mmD点
2McaD?MD?(?TD)2?02?(0.6?532472)2?319482N?mm
6.1.5 校核该轴的强度
根据以上分析，C点弯矩值最大，而D点轴径最小，所以该 轴危险断面是C点和D点所在剖面。 轴的材料为40Cr
查表8-1 ?B?736Mpa 查表8-3 [?b]?1?69Mpa C点轴径 dC?3McaC0.1?b???3?1508630.646?41.929mm
0.1?69因为有一个键槽dC?41.929?(1?0.05)?42.934mm?62mm安全
- 11 -
机械设计课程设计
D点轴径dD?3McaD0.1?b???3?1440336.7?39.962mm
0.1?69因为有一个键槽dD?39.962?(1?0.05)?40.967mm?50mm安全
6.6 精确校核轴的疲劳强度
Ⅰ-Ⅸ均为有应力集中的剖面，均有可能是危险剖面。其中Ⅰ-Ⅲ剖面计算弯矩相同，Ⅱ、Ⅲ剖面相比较，只是应力集中影响不同。可取应力集中系数值较大的值进行验算即可。同理Ⅶ、Ⅷ剖面承载情况也接近，可取应力集中系数较大者进行验算。
校核Ⅰ、Ⅱ剖面的疲劳强度
Ⅰ剖面因键槽引起的应力集中系数查附表1-1（插值）
k??1.808，k??1.603
Ⅱ剖面因过渡圆角引起的应力集中系数查附表1-2
r2D?d55?50?0.02 ??2.5 ?d50r2因Ⅰ、Ⅱ剖面主要受转矩作用，k?起主要作用，按Ⅰ键槽引起的应力集中系数计算
?max?T532470??27.299Mpa 3WT0.20?50?a??m??max2?13.650Mpa
查表8-1 ??1?344Mpa ??1?199Mpa 查附表1-4 ???0.73 ???0.78 查附表1-5 ???0.916 ???0.916 查表1-5 ???0.34，???0.21
S?S????1k??a????m?????1991.603?20.134?0.21?20.1340.916?0.78?4.028
取?S??1.5~1.8，S??S?安全
校核Ⅵ、Ⅶ的疲劳强度
Ⅵ剖面因配合(H7/r6)引起的应力集中系数查附表1-1
k??2.598， k??1.872
- 12 -
机械设计课程设计
Ⅵ剖面因过渡圆角引起的应力集中系数查附表1-2 D?d68?60r2??4 ??0.033 r2d60k??1.895， k??1.60
Ⅶ剖面因键槽引起的应力集中系数查附表1-1
k??1.808，k??1.603
按Ⅵ配合引起的应力集中系数校核Ⅶ剖面 Ⅵ剖面承受的弯矩和转矩分别为：
M?MC?B?192993.058??139?50/2??158282N.mm ?L1???2?139L1?Ⅶ剖面产生正应力 ?max?
M?12.663Mpa W?a??max?12.663Mpa，?m?0
Ⅶ剖面产生的扭剪应力及其应力幅、平均应力为
T532420??12.325Mpa 3WT0.2?50?max??a??m??max2?6.162Mpa
查附表1-4 ???0.68???0.74 查附表1-5 ???0.94,???0.92 查表1-5 ???0.34,???0.21
S????1k??3442.598?12.325?00.92?0.78?6.721
????S???a????m??1k??a????m????S?S?S??S?22?1991.872?6.162?0.21?12.3250.92?0.74?10.288
?10.188
S??9.262?7.9169.262?7.91622取?S??1.5~1.8，S??S?安全
- 13 -