（3）画弯矩图： 在水平面上： a-a剖面左侧为： MaH?115.5N.m 'MaH?F1H?L1?451?43.5?19.6N.m a-a剖面右侧为： d'MaH?MaH?Fa22?19.6?103?947.1?101.252?115.5N.m b-b剖面右侧为： MbH?46.2N.m MaH?115.5N.m 'MbH?F2H?L3?1004.7?46?46.2N.m b-b剖面左侧为： d'MaH?MaH?Fa32?19.6N.m?3835.3?25 2?115.5N.m垂直面上： MaV?111N.m MbV?242N.m MaV??F1V?L1?2546.7?43.6?111N.m MbV?F2V?L3?5260.7?46?242N.m 合成弯矩图： a?a剖面左侧：Ma?MaH?MaV?19.62?1112 ?112.7N?ma?a剖面右侧：Ma?M'aH222222a?a剖面左侧： Ma?112.7N?m a?a剖面右侧： Ma?160.2N?mb?b剖面左侧： Mb?246.4N?m?MaV?115.5?111 ?160.2N?mb?b剖面左侧：Mb?MbH?MbV?46.22?2422 ?246.4N?mb?b剖面右侧：M'b?M'bH?MbV?115.52?2422 ?268.2N?m 2222b?b剖面右侧： M'b?268.2N?m 8、校核轴因b-b右侧弯矩大，同时有转矩。故b-b左侧 的强度 为其危险剖面 其弯矩系数： bt?d?t???5036?6?50?6?W???? 322d322?50?12500mm3?d322bt?d?t???4036?6?40?6?W???? 162d322?40?25000mm3?d322弯曲应力： MB2.682?105?b???21.456Mpa W12500扭切应力： T290.1?104????3.064Mpa WT25000按弯曲合成强度进行校核计算，对于单向转动的转轴，转矩按脉动循环处理，故取折合系数a=0.6，则当量应力为： ?e??b2?4????2?21.4562?4??0.6?3.064?2?22Mpa 由表查得45钢调质处理抗拉强度极限?b=640Mpa，则由表查得轴的许用弯曲应力[δ-1b ]=60Mpa,?e<[δ-1b],强度满足要求。 轴的强度满足要求 9、校核键齿轮处键连接的挤压应力为： 连接强度 4T4?9.01?104?p???56Mpa dhl40?7?23 取轴、键的材料都是钢，查表得[δp]= 60~90Mpa, ?p<[δp],强度安全 键连接强度满足要求 10、校核轴（1）计算轴承的轴向力 承寿命 由表查得： 轴承30206的额定载荷Cr=43.3*103N 则轴承1、2内部轴向力分别为： F2585.6 Fd1?1??808N2Y3.2 F5261.6Fd2?2??1644.25N 2Y3.2 外部轴向力： Fae=Fa2-Fa1=3835.4-947.1=2888.2 N Fae+Fd2=2888.2+1644.25=4532.45>Fd1 即： Fa1=Fae+Fd2=4532.45N Fa2=Fd2=1644.25N (3)计算当量动载荷P1和P2 Fa14532.45 ??1.75?eFR12585.6 Fa21644.25??0.3125?e FR25261.6 即 P.6?1.6?4532.451?xFr1?yFa1?0.4?2585 ?8286.16N (3) P2?Fr2?5261.6N 校核轴承寿命 因P2>P1故只需校核轴承1 查表得：fT=1.0 fp=1.1 10?6??1.0?43.3?103?3 106?fc10T?????Lh?? ??60n?fpp?60?174.88?1.1?8286.16?? ?1.71?105 L'h?10?365?18?6.57?104h Cor=50.5*103N,e=0.37,Y=1.6 Lh>L 'h即满足使用寿命要求 轴承寿命满足要求
5.3低速轴的设计与计算 设计内容 计算及说明 结 果 1、已知条 中间齿轮的功率为1.551kw，转速 件 n3=43r/min,齿轮的分度圆直径d1=202.5mm 2、选择轴因传递的功率不大，并对重量及结构尺寸的材料 无特殊要求，故选用常用的材料45钢，调质处理 3、初选轴由教材表14-2查得C=118~107，考虑到轴端径 既承受转矩又承受弯矩故取中间值C=110，则： 材料45钢 调质处理 dmin?C3p21.551?110?3?20.89mm n2174.88轴和联轴器之间有一个键槽，轴径轴径应该增大5%，轴端最细处的直径： dmin?21.9mm d1>20.89*1.05mm=21.9mm 4、结构设低速轴轴的结构如图所示： 计 (1)联轴器及轴段VI的设计： 轴段VI安装联轴器此段设计应与联轴器 的选择同步选择，为补偿联轴器所连接两轴的 安装误差、隔离震动，选用弹性柱销联轴器查 表得ka=1.3，则计算转矩 dVI=30mm LVI=58mm Tc?ka?T3?1.3?1.04?104 4?1.35?10 查表得：LX2型联轴器满足要求，工称转矩 Tn=560n.m，需用转速n=4300r/min,轴孔范围 20~35由于d>21.9,取dVI=30mm。轴孔长度 60mm，J型轴孔，A型键，为了保证轴段挡圈 只在半联轴器上，故LVI略短，取LVI=58mm 5、键连接 6、倒角 （2）轴承及轴段I和轴段IV的设计： 考虑到齿轮有轴向力存在，且有较大的周向力和径向力作用，选用圆锥滚子轴承。轴段I和IV安装轴承，其直径应即便于轴承安装，又符合轴承内径系列，现暂取轴承为30207 ，由此查表得d=35mm,外径D=72mm，宽度B=17mm,T=18.25mm,故 dI=dIV=35mm LI=17mm LIV=17+17=34mm (3)齿轮及轴段III的设计： 该轴上安装齿轮，为了便于齿轮的安装，dIII应略小于dII， 可初定dIII=40mm，齿轮的分度圆直径比较小，采用实心式，齿轮宽度b1=30,为了保证套筒能顶到齿轮的右端面，该处轴径的长度应比齿轮宽度略短，取LIII=28mm. (4)轴段II的设计： △h=(0.07-0.1)d=2.8-4 取dII=42mm,L=10mm (5)轴段V的设计： 轴承端盖的总长度为30（由减速器及轴承端盖结构设计而定）。根据轴承端盖便于拆装，取轴承端面与联轴器的距离L=30mm故LV=60mm ,dV=33mm 轴上零件的周向定位： 齿轮，联轴器与轴之间的定位均采用A型平键连接。查表得： 齿轮选用的键尺寸为b*h*l=12*12*42 联轴器选用键尺寸为b*h*l=12*12*54 两端倒角为：1.2*450 其余见图 dI=dIV=35mm LI=17mm LIV=34mm dIII=40mm LIII=38mm dII=42mm L=10mm LV=60mm dV=33mm A型平键连接 齿轮 b*h*l=12*12*42 联轴器 b*h*l=12*12*54 两端倒角为：1.2*450 齿轮： 7、轴的受已知：作用在齿轮上的 力分析 齿轮： 圆周力