蚌埠学院本科毕业设计（论文）
力Fr。
F15.933?104F???1978 N td1/260/2Fr?Fttan??1978?tan20??720 N
支持力
Fr1?Fr Fr2?Frxy平面内的弯矩得
Mz,max?Fr2?BC?90?0.35 N?m?31.5 N?m 支持力
Ft1?Ft Ft2?Ftxz平面内的弯矩得
BC350?1978? N?1730.75 N
AB?BC50?350AB50?1978? N?247.25 N
AB?BC50?350BC350?720? N?630 N
AB?BC50?350AB50?720? N?90 N
AB?BC50?350.75?0.05 N?m?86.5 N?m My,max?Ft1?AB?1730合成弯矩
M?(Mz,max)2?(My,max)2?31.52?86.52 N?m?92.1 N?m 由图5-4知，危险截面为B面，故对B面进行校核。转矩产生的剪力按脉动循环变化，取a?0.7。则B截面处的当量弯矩为：
MB?M2?(?T2)?92.12?(0.7?59.33)2?101.1 N?m 对B截面强度校核
?B?Mcc101.1 N?m??46.1 MPa?[??1]?55 MPa 330.1(d??????)0.1?(28mm) - 31 -
陈金超：普通车床主轴变速系统设计—18级
故，该轴合格。
图5-4 Ⅱ轴载荷分析图
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3.5.3 Ⅲ轴的设计 （1） 材料的选取
由参考文献[4]表15-1选45号钢，调质处理，硬度达217～255HBS，抗拉强度极限?B?64 ，屈服强度极限?s?355 MPa，弯曲疲劳极限0MPa，剪切疲劳极限??1?155 MPa，许用弯曲应力[??1]?60 MPa。 ??1?27 5MPa（2） 按扭转强度条件试算轴径
由参考文献[4]式（15-2），有（参考文献[4]表15-3，取A0?115）
d?A03P4.77?115?3 mm?30.73 mm n250考虑到键槽，应将轴径增大5%，则：
d?(1?5%)?30.73?32.267 mm 圆整后取d?35 mm。
（3） 确定各段轴的长度和直径
Ⅰ-Ⅱ段 d?????35 mm（根据轴径，初步选取30207圆锥滚子轴承，其尺寸参数为d?D?T?B?35 mm?72 mm?18.25 mm?17 mm），l?????30m 度及套筒长度）。
Ⅱ-Ⅳ段 l??????段上有固定齿轮，l??????上属于花键连接。初选花键型号为
8?42?46?8，所以d????V?42 mm，l????V?450 mm（滑移齿轮的滑移距离以及固
（轴承宽
定齿轮间的距离）。
Ⅳ-Ⅴ段 d?V?V?35 mm，l?V?V?30 mm（选用30207圆锥滚子轴承）。 总长l?510 mm。（结构如图5-5）
图5-5 Ⅲ轴结构图
（4） 轴的强度校核
同一根轴上，只要受力最大时轴不断裂即可。由上知，齿轮直径d1?80 mm，
mm,BC?130 mm。该轴转矩T????1.82?105 N?mm,AB?250得出圆周力Ft和径向
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陈金超：普通车床主轴变速系统设计—18级
力Fr。
F11.82?105F???4550 N td1/280/2Fr?Fttan??4550?tan20??1656 N
支持力
Fr1?Fr Fr2?Frxy平面内的弯矩得
Mz,max?Fr2?BC?1089.5?0.13 N?m?141.6 N?m 支持力
Ft1?Ft Ft2?Ftxz平面内的弯矩得
BC130?4550? N?1556.6 N
AB?BC250?130AB250?4550? N?2993.4 N
AB?BC250?130BC130?1656? N?566.5 N
AB?BC250?130AB250?1656? N?1089.5 N
AB?BC250?130.6?0.25 N?m?389.2 N?m My,max?Ft1?AB?1556合成弯矩
M?(Mz,max)2?(My,max)2?141.62?389.22 N?m?414.2 N?m 由图5-6知，危险截面为B面，故对B面进行校核。转矩产生的剪力按脉动循环变化，取a?0.6。则B截面处的当量弯矩为：
MB?M2?(?T2)?414.22?(0.6?182.21)2?428.4 N?m 对B截面强度校核 ?B?Mcc428.4 N?m??57.8 MPa?[??1]?60 MPa
0.1(d????V)30.1?(42mm)3故，该轴合格。
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图5-6 Ⅲ轴载荷分析图
3.5.4 主轴的设计 （1） 材料的选取
为了节省材料，主轴选用空心轴，承受的扭矩也较大，所以选用38SiMnMo，
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