本科毕业论文 圆锥破碎机的设计
图4.1 传动轴的受力简图
（3）绘制传动轴的受力简图，如图所示，求支座反力 ①垂直面支反力： 由?MC?0，得： RBYL2?FrL3?Fa570?0 （3.36） 2 20
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RBY?FrL3?Fa360/21731.54?202.5?712.57?360/2??629.13NL2761.5
由?Y?0，得：
RCY?Fr?RBY?1731.54?629.13?2360.67N （3.37） ②水平面支反力： 由?MC?0，得：
RBZL2?FtL3?0 RtL35144.44?202.5BZ?FL??1368.02N 2761.5由?Z?0，得：
RCZ?Fr?RBZ?1731.54?1368.02?3099.56N （4）作弯矩图： ①垂直面弯矩MY图： C点
MCY?RBYL2?629.13?761.5?479082.495N·mm ②水平面弯矩MZ图： C点
MCZ?RBZL2?2360.67?202.5?478035.675N·mm ③合成弯矩M图： C点
M?M2M22CY?CZ?479082.495?478035.6752?676785.153N·mm （5）作转矩T图： T?3.2?106N·mm （6）校核轴的强度：
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（3.38） （3.39） （3.40） （3.41） 3.42）
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按弯扭合成应力校核轴的强度
校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。由文献[1，15-5]可知，取??0.6，轴的计算应力 ?c??M2?(?T3)2W676785.1532?(0.6?9.26?105)2??14.3MPa （3.43） 30.1?150选定轴的材料为45钢，调质处理，由文献[1]表15?1可知，???1??60MPa。因此，
?ca????1?，故安全。
（7）精确校核轴的疲劳强度 ①判断危险截面
从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面IV和V引起的应力集中最严重，而V受的弯矩较大；从受载的情况来看，截面C的应力最大，但应力集中不大，故C面不用校核。只需校核截面V。 ②截面V左侧
抗弯截面系数 W?0.1d3?0.1?1403?274400mm3 （3.44） 抗扭截面系数 WT?0.2d3?0.2?1403?548800mm3 （3.45） 截面V左侧的弯矩M为 M?676785.153?705?626570.628Mpa （3.46） 761.5截面V上的扭矩T为 T1?3200000MPa 截面上的弯曲应 ?b?M626570.628??2.28Mpa （3.47） W274400 截面上的扭转切应力?T?T13200000??5.83MPa （3.48） WT548800轴的材料为45钢，调质处理。由文献[1]表15?1可知，?B?640MPa，
??1?275MPa，??1?155MPa。
由文献[1] 附表3?8可知，用插入法求出
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k???2.8，
k?2.8?2.24
???0.8??
轴按精车加工，由文献[1] 附图3?4可知，表面质量系数为： ??????0.84 轴未经表面强化处理，?q?1 固得综合系数为 K1??k??????1?2.8?1?0.84?1?2.99 Kk?1?1?2.24?1???????0.84?1?2.43 由文献[1] §3?1，§3?2可知，碳钢的特性系数 ???0.1~0.2 取???0.1 ???0.05~0.1 取???0.05 所以轴在截面V左侧的安全系数为 S????1K?275?40.34 ??b????m2.99?2.28?0.1?0 S?????1K??275?19.02 ??a???m2.43?5.83?0.05?5.8322 S?S?S?caS22?40.34?19.02??S?40.342?19.022?17.22?S?1.5 故该轴在截面V左侧的强度是足够的。 ③截面V右侧
抗弯截面系数 W?0.1d3?0.1?1303?219700mm3 抗扭截面系数 WT?0.2d3?0.2?1303?439400mm3 截面V左侧的弯矩M为
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（3.49） 3.50）
3.51）
3.52）
（（（本科毕业论文 圆锥破碎机的设计
M?676785.153?705?626570.628MPa 761.5截面V上的扭矩T为 T?3200000MPa 截面上的弯曲应力 ?b?截面上的扭转切应力 ?T?M626570.628??2.85MPa W219700T13200000??7.28MPa WT439400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
r3D140??0.023，??1.08， d130d130 ???2.05，???1.3
又由文献[1]附图3?1可得轴的材料的敏感系数为 q??0.83，q??0.87
故有效应力集中系数按文献[1，附3?4]为
k??1?q?(???1)?1?0.83?(2.05?1)?1.87 （3.53） k??1?q?(???1)?1?0.87?(1.3?1)?1.26 由文献[1]附图3?2可得轴的截面形状系数为???0.58
由文献[1]附图3?3可得轴的材料的敏感扭转剪切尺寸系数为???0.76 综合系数为 K??k?????1???1?1.871??1?3.41 0.580.84 K??k?1?????1?1.261??1?1.84 0.760.84所以轴在截面V左侧的安全系数为 S?? S?????1275??28.29
K??a????m3.41?2.85?0.1?0??1275??24.96
5.835.83K??a????m1.84??0.05?22 24