L4:过渡轴段,由箱体尺寸和齿轮宽度确定,选取L4=85mm。 L5:轴肩,选取L5=10mm。
L6:由低速级大齿轮宽度确定,长度略小于齿轮宽度,以保证齿轮轴向定位可靠,选取L6=73mm。
L7:由滚动轴承宽度和齿轮端面到箱体内壁距离确定,选取L7=40.5mm。 轴段 1 2 53 63 3 55 21 4 64 85 5 79 10 6 64 73 7 55 40.5 直径48 (mm) 长度110 (mm) (5)弯曲-扭转组合强度校核 a.画低速轴的受力图
如图所示为低速轴受力图以及水平平面和垂直平面受力图 b.计算作用在轴上的力
齿轮4所受的圆周力(d4为齿轮4的分度圆直径)
????4=2×
齿轮4所受的径向力
????4=????4×
齿轮4所受的轴向力
????4=????4×????????=4616×??????14.077°=1157??
c.计算作用在轴上的支座反力
第一段轴中点到轴承中点距离Lc=67mm,轴承中点到齿轮中点距离Lb=142.5mm,齿轮中点到轴承中点距离La=129mm d.支反力
轴承A和轴承B在水平面上的支反力RAH和RBH
????×????+????×
????+????
??2
??3521045.4=2×=4616?? ??4225.78??????????????20°=4616×=1731?? ??????????????14.077°??????=
=
1731×67+1157×
67+142.5225.782
= 1177??
??????=???????????=?1731? 1177 =554??
轴承A和轴承B在垂直面上的支反力RAV和RBV
??????=????×
第31页/共45页
????67
=4616×= 1476??
????+????67+142.5
??????=????×
轴承A的总支承反力为:
????142.5
=4616×= 3140??
????+????67+142.522
????= ??????+??????= 1177 2+ 1476 2=1887.83??
轴承B的总支承反力为:
22????= ??????+??????= 554 2+ 3140 2=3188.5??
e.画弯矩图弯矩图如图所示: 在水平面上,轴截面A处所受弯矩:
??????=0???????
在水平面上,轴截面B处所受弯矩:
??????=0???????
在水平面上,大齿轮所在轴截面C处所受弯矩:
??????=??????×????=554×67=37118???????
在水平面上,轴截面D处所受弯矩:
??????=0???????
在垂直面上,轴截面A处所受弯矩:
??????=0???????
在垂直面上,轴截面B处所受弯矩:
??????=0???????
在垂直面上,轴截面C右侧所受弯矩:
??????右=??????×????=1476×67=98892???????
在垂直面上,轴截面C左侧所受弯矩:
??????左=??????×?????????×
??225.78
=3140×67?1157×=79766??????? 22在垂直面上,轴截面D处所受弯矩:
??????=0???????
f.绘制合成弯矩图 截面A处合成弯矩弯矩:
22
????= ??????+??????= 0 2+ 0 2=0???????
截面B处合成弯矩:
第32页/共45页
????=0???????
截面C左侧合成弯矩:
22
????左= ??????+??????= 37118 2+ 79766 2=87979??????? 左截面C右侧合成弯矩:
22????右= ??????+??????= 37118 2+ 98892 2=105628??????? 右截面D处合成弯矩:
????=0???????
g.绘制扭矩图
??=515834.95???????
h.绘制当量弯矩图 截面A处当量弯矩:
??????= ????+ ???? 2= 0+ 0.6×515834.95 2=309501???????
截面B处当量弯矩:
??????=????=0???????
截面C左侧当量弯矩:
??????左=????左=87979???????
截面C右侧当量弯矩:
2
??????右= ????+ ???? 2= 105628 2+ 0.6×515834.95 2=327029??????? 右截面D处当量弯矩:
??????= ????+ ???? 2= 0+ 0.6×515834.95 2=309501???????
第33页/共45页
h.校核轴的强度
第34页/共45页
因大齿轮所在轴截面弯矩大,同时截面还作用有转矩,因此此截面为危险截面。 其抗弯截面系数为
??×??3
??==25722.88????3
32抗扭截面系数为
??×??3
????==51445.76????3
16最大弯曲应力为
??=
剪切应力为
??=
??
=10.13?????? ????
??
=12.71?????? ??按弯扭合成强度进行校核计算,对于单向传动的转轴,转矩按脉动循环处理,故取折合系数α=0.6,则当量应力为
??????= ??2+4× ??×?? 2=17.59??????
查表得45,调质处理,抗拉强度极限ζB=640MPa,则轴的许用弯曲应力[ζ-1b]=60MPa,ζe<[ζ-1b],所以强度满足要求。
第八章滚动轴承寿命校核
8.1高速轴上的轴承校核
轴承型号 7208AC 内径(mm) 40 外径(mm) 80 宽度(mm) 18 基本额定动载荷(kN) 35.2
根据前面的计算,选用7208AC角接触球轴承,内径d=40mm,外径D=80mm,宽度B=18mm 当Fa/Fr≤0.68时,Pr=Fr;当Fa/Fr>0.68,Pr=0.41Fr+0.87Fa 轴承基本额定动载荷Cr=35.2kN,轴承采用正装。 要求寿命为Lh=19200h。
由前面的计算已知轴水平和垂直面的支反力,则可以计算得到合成支反力:
22
????1= ??????+??????= 419 2+ 1279 2=1345.88??
第35页/共45页