速n ? 5000r / min，常温下运转，有中等冲击，预期寿命 Lh? ? 5000h，试选择轴承型号。
解：
1.初选轴承型号
根据轴径 d ? 40mm ，选择轴承型号 7208C，查机械设计手册得其基本额定动载荷
C ? 36.8KN ,基本额定静载荷C0 ? 25.8KN 。
2.计算轴承1、2的轴向载荷 F?1、F? 2
7000C的接触角? ?15 ，试取e ? 0.4052 由表13-8查得轴承的派生轴向力为
0
Fs1 ? eFr1 ? 0.4052?2000N ? 810.4N Fs2 ? eFr2 ? 0.4052?1000N ? 405.2N FA ? Fs2 ? 880? 405.2? N ?1285.2N ? Fs1 ?
可知轴承1为压紧端，两轴承的载荷分别为
Fa1 ? FA ? Fs2 ? (880? 405.2)N ?1285.2N Fa2 ? Fs2 ? 405.2N
3.计算轴承1、2的当量动载荷
Fa1 1285.2 ? 0.6426 ? e ?
Fr1 2000
Fa2 ? 405.2
? 0.4052 ? e
Fr2 1000
由表13-7查得 X1 ? 0.44,由线性插值得 Y1 ?1.3018; X 2 ?1,Y2 ? 0. 故当量动载荷为
- 26 -
P1 ? X1Fr1 ?Y1Fa1 ? ? 2553.1N ? 0.44?2000?1.3018?1285.2 ? P2 ? X 2Fr2 ?Y2Fa2 ? ?1000N ? 1?1000?0?405.2?
4.计算所需的径向基本额定动载荷
因轴的结构要求两端选同样尺寸的轴承，而 P1 ? P2，故应以轴承1的当量动载荷 P1为计 算依据。因工作温度正常查表 13-5得 ft ?1；按中等冲击载荷，查表 13-6取 fP ?1.25。 所以
1
C ? fPP (60nLh?1 1.25?2553.1?(60?5000?5000 3 3 2
) ? ) N ? 36532.1N ? 36.8KN 1
106 106 ft 1
故选择7208C轴承合适。
第十四章
14-4.指出图示中轴的结构有哪些不合理和不完善的地方，提出改进意见，并画出改进后的
结构图。
14-5.图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器（ z1 ? 22,z2 ? 77,z3 ? 21,z4 ? 78），由高速Ⅰ输入 的功率P=40kW，转速n1 ? 590r / min，轴的材料为45钢。试按扭转强度计算三根轴的最小 直径（不考虑摩擦损失）。
- 27 -
解：轴的材料为45钢查表14-1得 ? =30~40MPa
? ?
z n1 ? 22?590r / min ?168.6r / min n2 ? 1z 77
2
z3 n2 ? 21?168.6r / min ? 45.4r / min n3 ? z
78 4
d1 ? 3 9.55?106 P ? 3 9.55?106 ?40mm ? 43.26mm
0.2 n1 0.2?40?590 ?? ?
6Pd ? 3 9.55?10 ? 3 9.55?106 ?40 mm ? 65.67mm ? ? 2
0.2 ? n2 0.2?40?168.6 6Pd ? 3 9.55?10 ? 3 9.55?106 ?40mm ?101.7mm ? ? 3
0.2 ? n3 0.2?40?45.4
取d1=45mm,d2 ? 65mm,d3 ?105mm
14-6.试校核图示直齿圆柱齿轮轴的强度。已知传递功率P=10kw，转速n=200r/min，齿轮分
度圆直径d=356mm，单向转动。轴的材料为 40Cr调质处理，齿轮相对轴对称布置，轴的输 出端装联轴器。
解：
1.求解径向力及各支点力，并画出弯矩图
- 28 -
T ? 9.55?10
P? 9.55?10 n 6 200
2T 2?477500 N ? 2682.58N
? 10 N ?mm ? 477500N ?mm Ft ? d ?
356
Fr ? Ft tan? ? 2682.58?tan20? ? 976.38N
6
Fr 976.38 Fn ?s in? ? sin20? ? 2854.7N
FAn ? 1 Fn ?1427.35N 2
FCn ? 1 Fn ?1427.35N
2
M ? 1 ?Fn ?80 ?1427.35?80N ?mm ?114188N ?mm
2 ???T? ??0.6?477500?
2 2
Me ? M ? 114188 ? 308417.17N ?mm
2 2
- 29 -
2．强度校核
轴在 B截面处的弯矩和扭矩最大为轴的危险截面，轴单下转动，扭矩可认为脉动循环变化， 取折合系数 a=0.6。轴的材料为 45钢，调质处理，查表得 ? ? 60MPa
? ?
? ?
M 2 ???T? W
2
2
?
M 2B ??T? ?3
0.1d
2
2
??0.6?477500?
3
114188 0.1?60
2
2
Me ? M ???T? ? 114188 ??0.6?477500? ? 308417.17N ?MPamm ?14.3Mpa ????
?
所以轴的强度满足要求。 3.剪切强度校核
2
2
轴的材料为 40Cr调质处理查表 14-1得 ? =40~52MPa
6
? ? T ? 9.55?106 P / n ? 9.55?10 ?10/ 200 ? 26.2Mpa ? ?
? ? 0.2?45 WT 0.2d 3
? ?
故满足强度条件。
3
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