弯曲寿命系数Yn 由手册可得 Yn1=0.95 Yn2=0.97 尺寸系数Yx 由手册可得 Yx =1.0 许用弯曲应力【σf】 【σf1】=600*0.95*1/1.25
【σf1】=456MPa 【σf2】=450*0.97*1/1.25
【σf2】=349MPa 验算 σf1=2K*T1*Yfa1*Ysa1*Y?=180MPa 〈 【σf1】 σf2=σf1*Yfa2*Ysa2/(Yfa1*Ysa1)=175MPa 〈 【σf2】 传动无严重过载,故不作静强度校核
3.4轴的选用与校核
轴的材料主要采用碳素钢和合金钢,碳素钢比合金钢价廉,对应力集中
的敏感性小,所以应用较为广泛。常用的碳素钢有30~50钢,最常用的为45钢。为保证其力学性能,应进行调质或正火处理。此处轴的材料为45钢,进行调质处理。
在一般情况下,轴的工作能力约定于它的强度和刚度,对于机床主轴,后者尤为重要。高速转轴则还决定于它的震动稳定性。在设计轴时,除应按工作能力准则进行设计计算或校核计算外,在结构设计上还须满足其他一系列的要求,例如:1)多数轴上零件不允许在轴上作轴向移动,需要轴向固定的方法使它们在轴上有确定的位置;2)为传递转矩,轴上零件还应作周向固定;3)对轴与其他零件间有相对滑动的表面应有耐磨性的要求;4)轴的加工、热处理装配、检验、维修等都应有良好的工艺性;5)对重型轴还须考虑毛坯制造、探伤、起重等问题。
轴的强度校核主要有三种方法:许用切应力计算、许用弯曲应力计算;安全系数校核计算。此处用安全系数计算法来校核轴:
a) 轴结构图
b) 垂直面受力图
d)水平面受力图
e)垂直面弯矩图
f) 水平面弯矩图
g)
h)
i)当量弯矩图N.mm
校核过程:
计算项目 计算内容 计算结果
判断危险截面 初步分析Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 四个 截面有较大的应力和应力集中,下
面校核截面Ⅰ进行安全系数校核。 对称循环疲劳极限 轴材料选用45钢调质,σb=650MPa, σs=360MPa,由手册可求得疲劳极限: σ-1b=0.44σb=0.44*650
σ-1b=286MPa τ-1=0.30σb=0.30*650
τ-1=312MPa 脉动循环疲劳极限 σob=1.7σ-1b=1.7*286
σob=486MPa τo=1.6 τ-1=1.6*1.95
τo=312MPa 等效系数 ψσ=(2*286-486)/486
ψσ=0.18 ψτ=(2*195-312)/312
ψτ= 0.25 (截面Ⅰ上的应力)
弯矩(截面Ⅰ) Mi=800*36 Mi=28800N.mm 弯曲应力幅 σa=σ=Mi/W=28800/0.1*40 3 σa=4.5MPa 弯曲平均应力 σm=0 σm=0 扭曲切应力 τ=T/Wt=480000/(0.2*40 3) τ=37.5MPa 扭转切应力幅 τa=τm=τ/2 τa=τm=18.75MPa 和平均切应力 (应力集中系数)
有效应力集中系数 因在此截面处,有轴直径变化, 过渡圆角半径r=2mm,由 D/d=50/40=1.25,r/d=2/40=0.05
和σb=650MPa,由手册可知Kσ =1.77,Kτ=1.31
如果一个截面上有多种产生应力 集中的结构,则分别求出有效应