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图3 轴的受力转矩弯矩图
Fig.3 Axis force-torque moment diagram
2) 求作用在轴上的力[21]如表1,作图如图3-c
表1 作用在轴上的力
Table 1 The role of force in the axis
轴承1 齿轮 2 轴承3 带轮4
垂直面(Fv) 水平面(Fh)
F2=12N F4=891N
FBv=1367N F1=476N
FAH?498N F3=1570N
Fv?0 FBH?1056N
3) 求作用在轴上的弯矩如表2,作出弯矩图如图3-d、3-e
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表2 作用在轴上的弯矩
Table 2 The role of the shaft of the moment
Ⅰ截面
垂直面(Mv) 水平面(Mh)
Mv1?-Ft?109?1308N.mmN.mm MH1??Fc?109?-97119合成弯矩
MⅠ??1308?2??97119?2N.mm?97128N.mm
MHⅡ?891?313MvⅡ?498?204?12?313?105348N.mm
-1367?204?15N.mmⅡ截面
MⅡ?合成弯矩
?105348?2??15?2N.mm?105363N.mm
4)作出转弯矩图如图3-f
5)作出当量弯矩图如图3-g,并确定可能的危险截面Ⅰ、Ⅱ如图3-a。并算出
危险截面的弯矩如表3。
表3截面的弯矩
Table 3 Cross-section of the moment
Ⅰ截面 Ⅱ截面
2MeⅠ?MⅠ???T??105431N.mm
22MeⅡ?MⅡ???T??106160N.mm
26)确定许用应力
已知轴材料为45钢调质,查表得?b=650MPa。用插入法查表得
??0b?=102.5MPa,???1b?=60MPa。?????1??60?0.59
??0?102.57)校核轴径如表4
表4 验算轴径
Table 4 Checking shaft diameter
Ⅰ截面
dⅠ?30.1???1b?MeⅠ?26mm?66mm
Ⅱ截面
dⅡ?3MeⅡ?26mm?48mm
0.1???1b?19
结论:按当量弯矩法校核,轴的强度足够。 b) 轴的刚度计算
7TiLi57.3nTiLi57.3?27 1657TiLi (33) ????19.2???Gi?1IpiI8.1?104i?1Ipii?1pi0Ip1??d1432?251200 (34)
Ip2??d2432?520888
Ip3??d3432?834362
Ip4??d4432?1271700
Ip5??d5432?1861896
Ip6??d6432?834362
Ip7??d7432?251200
Ip8??d8432?164812
?0?19.2?275340157275995??30?????????25120052088883436212717001861896834362251200164812??0.12?0.5所以轴的刚度足够 4.4.2 三轴的校核
轴直径的设计式 d?39.55?106PP1.869?C3?1103?54.9mm
0.2??T?nn15轴的刚度计算
a) 按当量弯矩法校核
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设计轴系结构,确定轴的受力简图、弯矩图、合成弯矩图、转矩图和当量弯矩图。
1) 轴的受力简图如图4-a
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