19 20 30 60 60 120 2 2 323.08 161.54 35 30 表2.4齿轮19,20的参数
3. 轴的设计校核
3.1 小横刀底辊轴(即F轴)的设计校核 3.1.1 F轴的作用力
nF?200rP?1.425kWT?68.04N?mmin; F轴上的功率F,转矩F,转速1.作用于皮带轮上的力 压轴力FP?783.7N 扭矩T?9550P1.425?9550?N?m?68.04N?m n2002.齿轮1上的受力
2TF2?9550?F??N?176.85N?t1d1108???Fr1?Ft?tan??176.85?tan20?64.37N ? ?F?Ft?176.85?188.20N?n1cos?cos20???T1?9.55N?m3.齿轮2上的受力
2TF2?28650?F?N?596.88N?t11d?9611??Fr11?Ft?tan??217.24N ??F?Ft?635.19N?n11cos???T11?28.65N?m1)作用于链轮上的力 链轮a上的力:
?压轴力FPa?471.9N ?.44N?m?扭矩Ma?19144链轮b上的力:
?压轴力FPb?96.9N ?.9N?m?扭矩Mb?3589链轮c上的力:
?压轴力FPc?193.8N ?.1N?m?扭矩Mc?71783.1.2 轴的结构设计.
图3.1 轴上力的作用方向
1、初步确定轴的最小直径
选取轴的材料为45钢,调质处理。据机设表15-3,取A0?112,选取该处轴的直径d?40mm,皮带轮的宽度b?50mm。
1) 该轴上力的作用方向如图3.1 2、拟订轴的装配方案(如图3.2)
图3.2 F轴零件分配图
3、根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
(1)为满足各零件的轴向定位,轴需要制出轴肩和套筒,各部分的尺寸如图3.2;
(2)初步选择滚动轴承。因轴承只受径向力作用,选用深沟球轴承6009,其尺寸为d?D?B?45?75?16;
3)轴上零件的周向定位选择平键连接,端部零件选择勾头楔键
38?d?44时,b?h?12?8键的选择44?d?50时,b?h?14?9
50?d?58时,b?h?16?104)周端倒角为1.6?45? 3.1.3 轴上载荷
首先根据轴的结构图做出轴的计算简图(图3.3), 再根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图(如图3.3)
图3.3 力作用图
3.1.4 按弯扭合成应力校核轴的强度
进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度,根据《机械设计》(第七版)式(15-5)及上表中的数值并取??0.3,轴的计算应力:
?ca12M2?(?T)2125594?(0.3?39345.56)2???13.84MPa 3W0.1?452M2?(?T)237210?(0.3?39345.56)2???4.28MPa 3W0.1?45 ?ca2上面已选定轴的材料为45钢,调制处理,查得???1??60MPa,因此?ca????1?故安全。
表3.1 轴上载荷分布 载荷 支反力F 水平面H 垂直面V FNH1?100.14NFNH2?755.04N FNV1?1544.14NFNV2??534.24N MH1??11298N?mm弯矩M MV1??125084.8N?mm MH2??36181.5N?mmMG??5814N?mmM11??9399.3N?mmMV2?8689.6N?mmMB??39185N?mm 总弯矩M M1?MH1?MV1?125594N?mmM2?MH2?MV2?37210N?mm2222 TAB??68040N?mm TFG??10768N?mm 扭矩T TBC??48895.56N?mm TGH??7178.1N?mm TAB??39345.56N?mm 3.1.5 精确校核轴的疲劳强度 (1)判断危险截面
截面A、H只受扭矩作用,虽然键槽及过渡配合所引起的应力集中均削弱轴的疲劳强度,但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕确定,所以截面A、H无需校核。
从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面D、E两端部分过盈配合引起的应力集中最严重;从受载的情况来看,截面G上的应力最大,但应力集中不大,无需校核;B、C、F虽然既受扭矩又受弯矩,但都不 是承受最大值,且直径差不多相同,淫词该州只需要精确校核I截面的左侧,II截面,III截面的右侧。 (2)截面I的左侧
.5mm3 抗弯截面系数 W?0.1d3?0.1?453mm3?9112mm3 抗扭截面系数 W?0.2d3?0.2?453mm3?18225截面I的左侧的弯矩 M?125594?529?8N?mm?123694.7N?mm 529