由上可知P???2.857kw，n???320r/min，T???85.801N?m Ⅱ.求作用在齿轮上的力 因已知低速大齿轮的分度圆直径 d1?59.8mm 而 Ft? Ft?2869.6N 2T???2869.6N d1Fr?1076.42N Fa?715.47N tan?F?F?1076.42N rtcos? Fa?Fttan??715.47N Ⅲ.初步确定轴的最小直径 dmin?24.57mm 材料为45钢，正火处理。根据《机械设计》表15-3，取A0?115，于是 P '?24.57mm dmin?A03????23.86mm，由于键槽的影响，故dmin?1.03dmin n??? dⅠ?Ⅱ?30mm 输出轴的最小直径显然是安装带轮处的直径dⅠ?Ⅱ，取dⅠ?Ⅱ?30mm，根据带轮结构和尺寸，取lⅠ?Ⅱ?70mm。 Ⅳ.齿轮轴的结构设计 (1).根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1).为了满足带轮的轴向定位要求，Ⅰ-Ⅱ段右端需制出一轴肩，故取Ⅱ-Ⅲ段的直径dⅡ?Ⅲ?36mm； 2).初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用角接触球轴承。按照工作要求并根据dⅡ?Ⅲ?36mm，查《机械设计课程设计手册》表
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lⅠ?Ⅱ?70mm dⅡ?Ⅲ?36mm 6-6选取单列角接触球轴承7008AC，其尺寸为d?D?B?40mm?68mm?15mm，lⅦ-Ⅷ?30mm 故dⅢ?Ⅳ?dⅥ?Ⅶ?40mm；而lⅦ-Ⅷ?30mm。 3).由小齿轮尺寸可知，齿轮处的轴端Ⅳ-Ⅴ的直径dⅤ?Ⅵ?59.8mm，dⅢ?Ⅳ?dⅥ?Ⅶ?40mmdⅤ?Ⅵ?59.8mmlⅤ?Ⅵ?65mm dⅣ?Ⅴ?dⅥ?Ⅶ?46mmlⅤ?Ⅵ?65mm。轴肩高度h?0.07d，故取h?3mm，则轴环处的直径dⅣ?Ⅴ?dⅥ?Ⅶ?46mm。轴环宽度b?1.4h，取lⅣ?Ⅴ?lⅥ?Ⅶ?6mm。 4).轴承端盖的总宽度为30mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定)。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离l?30mm，故lⅡ?Ⅲ?60mm。 5).取齿轮距箱体内壁的距离a?13.5mm，考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离s，取s?7.5mm，已知滚动轴承宽度lⅣ?Ⅴ?lⅥ?Ⅶ?6mm lⅣ?Ⅴ?lⅥ?Ⅶ?6mm T?15mm，，则 lⅢ?Ⅳ?T?s?a?lⅣ?Ⅴ?30mm 至此，已初步确定了轴的各段和长度。 (2).轴上零件的周向定位 带轮与轴的周向定位均采用平键连接。按dⅠ?Ⅱ由《机械设计课程设计手册》表lⅢ?Ⅳ?30mm b?h?8mm?7mm 4-1查得平键截面b?h?8mm?7mm，键槽用键槽铣刀加工，长为63mm。滚动轴 承与轴的周向定位是由过度配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。 (3).确定轴上圆角和倒角尺寸 ?参考《机械设计》表15-2，取轴端圆角2?45。 Ⅴ.求轴上的载荷 首先根据轴的结构图做出轴的计算简图。在确定轴承的支点位置时，应从手L2?L3?107mm 册中查取a值。对于7008AC型角接触球轴承，由《机械设计课程设计手册》表6-6 查得a?13mm。因此。作为简支梁的轴的支撑跨距 L2?L3?53.5mm?53.5mm?107mm。根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩
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从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面C是轴的危险截面。现将计 算处的截面C处的MH、MV及M的值列于下表。 图。 表3-4 载荷 水平面H 垂直面V FNV1?538N,FNV2?538N FNH1?1435N 支反力F FNH1?1435N,FNH2?1435N 弯矩M 总弯矩 扭矩T FNH2?1435N MH?76773N?mmMV1?28738N?mm MH?76773N?mm MV1?28738N?mm,MV2?28738N?mm, MV2?28738N?mm M1?81975N?mm ，M2?81975N?mm M1?81975N?mmM2?81975N?mmT?85801N?mm T?85801N?mm
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Ⅵ.按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。根据上表数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取??0.6，轴的计算应力 ?ca?M?(?T)W212?ca?4.5MPa ?4.5MPa 前已选定轴的材料为45钢，正火处理，由《机械设计》表15-1查得 [??1]?55MPa 因此?ca?[??1]，故安全。 L'H?38400h (三).滚动轴承的校核 轴承的预计寿命L'H?300*8*8*2?38400h Ⅰ计算输入轴承 (1).已知n???320rmin，两轴承的径向反力FR1?FR2?1435N 由选定的角接触球轴承7006AC，轴承内部的轴向力FS?0.68Fr FS1?FS2?0.68FR?975.8N n???320rminFR1?FR2?1435N FS1?FS2?975.8N - 23 -
(2).因为FS1?Fa?FS2，所以Fa?0 故FA1?FS1?975.8N，FA2?FS2?975.8N (3). FA1FR1?0.68，FA2FR2?0.68，查手册可得e?0.68 由于FA1FR1?e，故X1?1,Y1?0; FA2FR2?e,故 X2?1,Y2?0 (4).计算当量载荷P1、P2 由《机械设计》表13-6，取fp?1.5，则 P1?fp(X1Fr?Y1FA)?2152.5N P2?fp(X2Fr?Y2FA)?2152.5N (5).轴承寿命计算 由于P1?P2，取P?2152.5N，角接触球轴承，取??3，ft?1 FA1?FS1?975.8N FA2?FS2?975.8N P1?2152.5N P2?2152.5N P?2152.5N LH?993576h?L'H 查《机械设计课程设计手册》表6-6得7006AC型角接触球轴承的Cr?19， 则 106ftC?()?993576h?L'H LH?60nP 故满足预期寿命。 Ⅱ. 计算输出轴承 (1).已知n????70.068rmin，两轴承的径向反力FR1?FR2?1360N 由选定的角接触球轴承7006AC，轴承内部的轴向力FS?0.68Fr FS1?FS2?0.68FR?582,6N (2).因为FS1?Fa?FS2，所以Fa?0 故FA1?FS1?924.8N，FA2?FS2?924.8N (3). FA1FR1?0.68，FA2FR2?0.68，查手册可得e?0.68
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n????70.068rminFR1?FR2?1360N FS1?FS2?582,6N FA1?FS1?924.8NFA2?FS2?924.8N FA1FR1?0.68FA2FR2?0.68