中北大学信息商务学院26 2014届毕业设计说明书
FRAV?L2Fr?Fad2?21?987.746?468.862?7.6155?565.425N L1?L222?21(4-5)
FRBV?Fr?FRAV?982.746?565.425?417.321N (4-6)
Ft2659.051???1329.525N (4-7)22在水平面上
FRAH?FRBH（3）画齿轮轴的弯矩图。
水平面上的弯矩MH如图4-2b所示，垂直面上的弯矩Mv如图4-2c所示，总弯矩M如图4-2d所示。
在水平面上，a-a剖面左侧、右侧
??FRAH?L1?1329.525?22?29249.550N?mmMaH?MaH （4-8）
在垂直面上，a-a剖面左侧
MaV?FRAV?L1?565.425?22?12439.350N?mm （4-9）
在垂直面上，a-a剖面右侧
??FRBV?L2?417.321?21?8763.741N?mm （4-10）MaV合成弯矩，a-a剖面左侧
22Ma?MaH?MaV?29249.5502?12439.3502?31784.801N?mm （4-11）
合成弯矩，a-a剖面右侧
??MaH?2?MaV?2?29249.5502?8763.7412?30534.232N?mm （4-12）Ma（4）画转矩图，如图4-2e所示。
转矩
d15.231T?Ft??2659.051??20249.729N?mm （4-13）
222、判断危险剖面
显然，a-a截面左侧合成弯矩最大、扭矩为T，该截面左侧可能是危险剖面。 3、轴的弯扭合成强度校核
由《机械设计》查得[?]?95MPa，??0.3。 a-a截面左侧
W??d332???15.23133226
?346.885mm （4-14）
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Ma2?(?T)2 （4-15） ??eW?31784.8012??0.3?20249.729?2346.885
?93.288MPa?[?]
所以弯扭合成强度合理。
4、轴的疲劳强度安全系数校核
查得?B?650MPa, ??1?300MPa,??1?155MPa；???0.2,???0.1。a-a截面左侧
W?d33T?16?2W?2?346.885?693.77mm 查得K??2.10；K??1.72。
由表查得绝对尺寸系数???0.91；???0.89； 轴经磨削加工，查得质量系数β=1.0。 则弯曲应力
?MaW?31784.8346.89?90b?1.6M3Pa 应力幅
?a??b?91.6MPa3 平均应力
?m?0
切应力
?TW?20250T?693.77MPa?29.19MPa T
??T29.19a??m?2?2MPa?14.MPa6 安全系数
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4-16）
4-17）
4-18） 4-19）
4-20）
（ （ （ （ （中北大学信息商务学院28 2014届毕业设计说明书
S????1K??3002.10?91.63?0.2?01.0?0.91155?1.42???S??K??a????m （4-21）
??1?????1.72?14.6?0.1?0?5.49 （4-22）
??a?m?1.0?0.89S?S?S?1.42?5.49S22??1.37 ??S?1.422?5.492查得许用安全系数[S]=1.3，显然S>[S]，故a-a剖面安全。 故此轴设计合理。
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4-23）
（中北大学信息商务学院29 2014届毕业设计说明书
第5章 间隙调整弹簧的设计计算
设计要求：
设计一圆柱形压缩螺旋弹簧，载荷平稳，要求Fmax=982.75N时，?max<10mm，弹簧总的工作次数小于104，弹簧中要能宽松地穿过一根直径为?15的轴；弹簧两端固定；外径D?30mm,自由高度H0?45mm。弹簧的参数分析如图5-1所示。
图5-1 弹簧的参数
5.1 选择材料
由弹簧工作条件可知，对材料无特殊要求，采用65#弹簧钢丝，?B?1700MPa。因弹簧的工作次数小于104，载荷性质属Ⅱ类，[?]?0.45?B。
5.2 计算弹簧丝直径
1、选择旋绕比C?4 2、估算弹簧外径D2
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按外径D?30mm、内径D1?15mm,取D2?16mm 3、计算曲度系数K
K? 4C?10.615??1.4 （5-1）4C?4C4、计算弹簧丝的许用切应力[?]
4B5? [?]?0.?0.?45?170M0Pa7 6 （5-2）
5、计算弹簧丝直径d
d?1.6KCFmax1.4??4982.75[?]?1.6765?4.mm2 9 取弹簧丝直径d?5mm
5.3 弹簧圈数和自由高度的计算
1、弹簧工作圈数n
n?Gd?max8F3?80000?5?5?982.75?43?3.97 maxC8
2、弹簧节距t
t??D2tan??3.14?16?tan7??6.17mm 3、弹簧自由高度H0
H0?nt?1.5d?3.97?6.17?1.5?5?31.625mm 5.4 弹簧校核与结构尺寸确定
1、稳定性验算 高径比
b?H0D?31.625?1.97?5.3216 满足稳定性要求。
2、几何参数和结构尺寸的确定 弹簧外径
D?D2?d?16?5?21mm 弹簧内径
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（（ （ （ （ （