Z1V1/100 =0.617×20/100 =0.1234m/s
由《机械设计》P104,查图7-10,得KV =1.09,查表得KA =1.25由表7-4得K?=1.05
取Ka =1 ,则
3 计算几何尺寸
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(3) 校核齿根弯曲疲劳强度 由《机械设计》P111,查图7-18得:
YFS1 =4.2 YFS2 =4.0 Y?=0.7由式7-12[10]得
综上可知齿轮合格。
3.4 轴的设计计算
选取BL30214轴来进行设计计算。该轴为进给箱的输入轴,根据设计情况可知轴的转速n=345r/min,输入功率p=0.5kw,圆柱齿轮分度圆直径为40mm,轮毂宽度为7mm,载荷平稳,单向传动。 解:(1)选取轴的材料和热处理
由于进给箱传递的功率不大,对其尺寸和重量也无特殊要求,故故选用常用材料45钢,调质处理。
(2)初估轴的直径,由《机械设计》P184,查表10-2,得C=106~107,考虑到轴端受扭矩作用,取C=106,则
(3)结构设计 轴的结构形式如图所示
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(a) 各轴段直径的确定
初估轴径后,就可按轴上零件的安装顺序,从dmin处开始逐段确定直径。本例中dmin就是轴段1的直径。考虑到轴段2上装有轴套,根据轴套的选取轴段2的直径为15mm。轴段3上安装轴承,其直径应既满足轴承安装,又符合轴承内径系列,即轴段3的直径应与轴承型号的选择同时进行。现暂取轴承型号为6103,即17×35×10,其内径d=17mm,故轴段3的直径d3 =17mm。轴段4上安装齿轮,根据齿轮尺寸和具体情况,取d4 =20mm。齿轮用小螺钉固定在轴上。通常同一根轴上的两个轴承取相同型号,为便于安装,取该轴承的尺寸为15×28×7,故取轴段5的直径d5 =15mm.
(b) 各轴段长度的确定
轴段2的长度取得比轴套的长度稍短些,取为l2 =20mm。轴段3上的轴承端面与轴肩紧靠,轴段3的长度应取的与轴承套的宽度之和相等,轴承宽为10mm,轴承套宽为29mm,故取l3 =39mm。轴段5的长度应与轴承的宽度相等,故取 l5 =7mm。
以上各轴段长度主要是根据轴上零件的毂长或轴上零件配合部分的
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长度确定。而另一些轴段长度,如l1、l4,除与轴上零件有关外,还与箱体及其它零件有关。根据以往的经验和具体的设计情况,我们取l1 =16mm l4 =64mm。
于是,可得轴的支点和轴上受力点的跨距为:L1 =39.5mm,L2 =33mm。
(c) 轴上零件的周向固定 为保证良好的对中性,齿轮与轴选用过盈配合K7/g6,与轴承内圈配合的轴颈选用js6。齿轮及轴套均采用A型普通平键连接,分别为键4×14 GB1096-79、键5×25 GB1096-79、键5×20 GB1096-79。 (d) 轴上倒角及圆角
为保证6103轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面,根据轴承手册推荐,取轴肩圆角半径为1mm,为方便加工,其它轴肩圆角半径均取1mm。根据标准GB6403.4-1986,轴的左右端倒角均为1×45°。
上述确定尺寸和结构的过程,与画草图同时进行,结构设计草图如下图所示。
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(4)轴的受力分析及其校核
画轴的受力见上图:
由题意得,齿轮传递的扭矩为:
则用Ft =2T1/d1【10】,其中d1 =40mm,得到
则齿轮对轴的径向力为
根据受力简图,利用所有的力对A点取矩,由平衡知识得,
该轴的危险截面在安装齿轮处,即B点处,根据题意有:
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