的拧紧，所以要适当加大2段长度。 3段 考虑圆螺母与垫圈的厚度，取L3?25mm,d3?d2必须大于螺母螺纹高度。 4段 为使螺母与垫圈定位，轴肩高度?h?3.5mm，得d2?42mmL2?55mmd3?53mmL3?25mm 暂选轴承为滚动轴承32212，d4?d3?2?h?53?2?3.5?60mm，两轴承跨距必须取足够大，暂取L4?200mm。 d4?60mmL4?200mm 5段 为使轴承定位，轴承紧靠轴肩，轴肩高度 ?h?10mm。 d5?80mmL5?75mm （3）确定轴承及齿轮作用力位置 查GB/T297-94，选轴承为滚动轴承30315。安装方式如 图： （4）绘制轴的弯矩图和扭矩图 求轴承反力 U面 FU2?1906.689N FU3?357.684N V面 FV2?4419.938N FV3?1020.616N 求最大弯矩 FU2?1906.689N FU3?357.684N FV2?4419.938N - 16 -
U面 MU2?90540N?mm V面 MV2?726719N?mm 合成弯矩 M?MU22?MV22N?mm 扭矩T T?175524N?mm 轴的受力图如下图所示 FV3?1020.616N MU2?90540N?mmMV2?726719N?mm M?752188N?mm T?175524N?mm
- 17 -
5）按弯扭合成强度校核轴的强度 当量弯矩Mca?M2?(?T)2，取折合系数??0.6，则齿宽中点处当量弯矩： Mca?7521882?(0.6?175524)2 Mca?759525N?mm 轴的材料为45号钢，调质处理。由表8.2查得2[?]?60N/mm?1b由表8.9查得材料许用应力 ?b?640N/mm，2由式8-4得轴的计算应力为 ?ca? Mca1Mca1759525 ??33W0.1d40.1?75?ca?18N/mm2 该轴满足强度要求 6) 精确校核轴的疲劳强度 （1）轴的细部结构设计 圆角半径：各轴肩处圆角半径见装配图。 键槽：齿轮、半连轴器与轴向固定采用A型平键联接，由T1和n1初选HL3型弹性柱销联轴器，按GB/T1096-2003半联轴器处的键为：14?9?70。 配合：参考现有设计图纸或设计手册、图册 精加工方法：参考现有设计图纸或设计手册、图册 (2)选择危险截面 在装配图中可以看到各截面均有应力集中源，选择其中 应力较大、应力较集中较严重的截面。
- 18 -
计算危险截面工作应力 截面弯矩：M?752188?5176 M?504758N?mm 截面扭矩：T?175524N?mm 33抗弯截面系数：W?0.1d?0.1?75 W?42187.5mm3 33W?0.2d?0.2?75T抗扭截面系数： WT?84375mm3 截面上弯曲应力：?b?M/W?504758/42187.5 截面上扭剪应力：??T/WT?175524/84375 弯曲应力副：?a??b?11.965N/mm3 弯曲平均应力：?m?0 扭切应力：?a??m??b?11.965N/mm3??2.080N/mm3 ?a?11.965N/mm3?m?0 ?2 ?a??m?3.89N/mm (3)确定轴材料机械性能 查表8.2，弯曲疲劳极限??1?275N/mm2，剪切疲劳极限 ??1?275N/mm2 ???0.1,???0.05 ??1?275N/mm2 碳钢材料特性系数：???0.1,???0.5?? (4)确定综合影响系数K?、K? 轴肩圆角处有效应力集中系数k?、k?，根据r/d?5/75?0.067，D/d?93/75?1.24，由表8.9差值k??1.80,k??1.35 计算得k??1.80,k??1.35 无配合和开槽影响 尺寸系数??、??，根据d由图8-12查得??=0.73,???0.72 表面状况系数??，根据?b，表面加工方法查图8-2得??=0.73,???0.72 ??????0.88 ??????0.88 - 19 -
轴肩处综合影响系数K?、K?为： k?1.80K????2.802 ?????0.73?0.88K??k?1.35??2.131 ?????0.72?0.88 K??2.802K??2.131 (5)计算安全系数 由表8.13取需用安全系数[S]＝1.5 由式8-6 S??S??8.203 ??1275 ?K??a????m2.802?11.965?0.1?0??1155 ?K??a????m2.131?1.040?0.05?1.04S?S?S??S?22S??68.335 Sca?8.145 疲劳强度安全 S??Sca? 2.中间轴设计与校核 设计项目及说明 1）绘制轴的布置简图 结 果 - 20 -
2）计算作用在齿轮上的力