截面C右侧在水平面上弯矩:
截面D在水平面上的弯矩:
e.绘制垂直面弯矩图 截面A在垂直面上弯矩:
截面B在垂直面上弯矩:
截面C在垂直面上弯矩:
截面D在垂直面上弯矩:
f.绘制合成弯矩图 截面A处合成弯矩:
截面B处合成弯矩:
截面C左侧合成弯矩:
截面C右侧合成弯矩:
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截面D处合成弯矩:
g.转矩和扭矩图
h.绘制当量弯矩图 截面A处当量弯矩:
截面B处当量弯矩:
截面C左侧当量弯矩:
截面C右侧当量弯矩:
截面D处当量弯矩:
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f.按弯扭合成强度校核轴的强度
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其抗弯截面系数为
抗扭截面系数为
最大弯曲应力为
剪切应力为
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
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。
8.2中间轴设计计算
(1)已经确定的运动学和动力学参数
转速n=540.59r/min;功率P=17kW;轴所传递的转矩T=300320.02N?mm (2)轴的材料选择并确定许用弯曲应力
由表选用45,调质处理,硬度为217∽255HBS,许用弯曲应力为[ζ]=60MPa (3)按扭转强度概略计算轴的最小直径
由于中间轴受到的弯矩较大而受到的扭矩较小,故取A0=115。
由于最小直径轴段处均为滚动轴承,故选标准直径dmin=40mm (4)设计轴的结构并绘制轴的结构草图
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a.轴的结构分析
由于齿轮3的尺寸较大,其键槽底到齿根圆距离x远大于2,因此设计成分离体,即齿轮3安装在中速轴上,中速轴设计成普通阶梯轴。显然,轴承只能从轴的两端分别装入和拆卸轴上齿轮3、齿轮2及两个轴承。
与轴承相配合的轴径需磨削。两齿轮之间以轴环定位;两齿轮的另一端各采用套筒定位;齿轮与轴的连接选用普通平键,A型。联接以平键作过渡配合固定,两轴承分别和轴承端盖定位,采用过渡配合固定。 b.确定各轴段的长度和直径。
第1段:d1=40mm(与轴承内径配合),L1=35.5mm(由轴承宽度和齿轮与箱体内壁距离确定)
第2段:d2=42mm(与齿轮3内孔配合),L2=88mm(比齿轮3宽度小2mm,以保证齿轮轴向定位可靠)
第3段:d3=52mm(轴肩),L3=70mm
第4段:d4=42mm(与齿轮2内孔配合),L4=93mm(比齿轮2宽度小2mm,以保证齿轮
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