（9） 计算并画当量弯矩图 转矩按脉动循环变化计算，取??0.6，则 ?T?0.6*136083N.mm?81650N.mm 按Mca?M2?(?T)2计算，并画当量弯矩图。 （10） 校核轴的强度 取当量弯矩最大的地方为危险截面进行校核。 由图可知，该处的当量弯矩为 Wca?199621N.mm 抗弯截面系数： W?0.1d3?0.1*67.4843mm3?30.7cm3 所以， Mca199.621?MPa?6.6MPa ?ca? W30.7 小于??-1?b=60MPa，故安全。 （5） 按安全系数校核 （3） 判断危险截面 此处仍对当量弯矩最大的地方进行校核。 （4） 疲劳强度校核 a.危险截面上的应力： 弯曲应力幅： 22M75.126?165.945 ?a??MPa?6MPa W30.7 扭转应力幅： T136.083?a??MPa?1.2MPa 2WT2*61.4 弯曲平均应力：?m?0 扭转平均应力：?m??a?1.2MPa ??650MPa,?s?360MPabb.材料的疲劳极限：根据， ??0.2,???0.1a查表得 c.应力集中系数：查表得 - 25 -
d.表面状态系数及尺寸系数：查表得 ??0.94,???0.81,???0.76 e.分别考虑弯矩或扭矩作用时的安全系数： ??1 S???18.2 k????? ???a?m ??1 S???86 k????? ???a?m S?S? Sca??17.8?[s]?1.4 22S??S? 故安全。 （三） 低速轴的设计及校核 1）选择轴的材料 轴的材料为45选择轴的材料为45号钢，经调质处理，其机械性能查表号钢，经调质处理 ?b?650MPa,?s?360MPa,??1?300MPa,得: ??1?155MPa;查表得??-1?b=60MPa 2) 初步计算轴径 ka?2,k??2 选c=110,dmin?c3P2.785?110?3?40.6mm n55.01dmin?45mm 考虑到轴端装联轴器需要开键槽,将其轴径增加弹性柱销联轴器400500,故取轴的直径应大于45mm. YA40?112HL33) 轴的结构设计 JA40?84 按工作要求,轴上所支撑的零件主要有齿轮、联轴器及滚动轴承。 轴端联轴器选用弹性柱销联轴器7210C角接触球轴承，其尺寸YA40?112HL3GB5014?85； d?D?B为50*JA40?84 根据轴的受力选用7210C角接触球轴承，其尺寸90*20 - 26 -
d?D?B为50?90?20。 根据轴上零件的定位、加工要求及不同零件的装配方案，参考轴的结构设计的基本要求，可确定轴的各段尺寸，得到如下所示的轴结构。该结构形式，右端滚动轴承、端盖及联轴器分别从轴的右端装入，套筒、左端滚动轴承及端盖从轴的左端装入。 4）按弯扭合成校核 规定：1.齿轮旋向：考虑到使中速轴的轴承所受的两个轴向力相互抵消，取高速级小齿轮为右旋，大齿轮为左旋；低速级小齿轮为左旋，大齿轮为右旋。 2.轴旋转方向：规定高速轴的旋转方向箭头为从上到下。 （1）画受力简图 如图所示 （2）轴上受力分析 轴传递的转矩： - 27 -
TI?478702N.mm 一对相啮合的齿轮，主动轮与从动轮上的各力均对应等值、反向。所以有， 齿轮上的圆周力： Ft?3361N 齿轮上的径向力： Fr?1271N 齿轮上的轴向力： Fa?939N （3）计算作用轴上的支反力 水平面内支反力： RHA?Ftl2138=3361*N=2285N l1?l2138?65l165=3361*N=1076N l1?l265?138 RHB?Ft垂直面内支反力：
1RVA?(Fr*l2?Fa*d1/2)l1?l2 ?1(1271*138?939*299.016/2)N 65?138?171N1(Fr*l1?Fa*d1/2)l1?l2RVB??1(1271*65?939*299.016/2)N 65?138?1101N (4)计算轴的弯矩，并画弯转矩图 2 按M?MH2?MV进行弯矩合成，并画转矩图。 (5)计算并画当量弯矩图 转矩按脉动循环变化计算，取??0.6，则 ?T?0.6*478802N.mm?287282N.mm 按Mca?M2?(?T)2计算，并画当量弯矩图。 (6)校核轴的强度 取当量弯矩最大的地方为危险截面进行校核。 由图可知，该处的当量弯矩为 Wca?357329N.mm 抗弯截面系数： W?18.3cm3 所以， ?ca?Mca357.329?MPa?19.5MPa W18.3小于??-1?b=60MPa，故安全。 (7)按安全系数校核 （1） 判断危险截面 此处仍对当量弯矩最大的地方进行校核。 （2） 疲劳强度校核 a.危险截面上的应力： 弯曲应力幅： M151.9652?148.5252?a??MPa?11.7MPa W18.3
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扭转应力幅： ?a?T287.282?MPa?11.52MPa 2WT2*12.5 弯曲平均应力：?m?0 扭转平均应力：?m??a?11.52MPa b.材料的疲劳极限：根据查表得 ?b?650MPa,?s?360MPa，?a?0.2,???0.1 c.应力集中系数：查表得 ka?2,k??2 d.表面状态系数及尺寸系数：查表得 ??0.94,???0.81,???0.76 e.分别考虑弯矩或扭矩作用时的安全系数： S????1k??10.7 ??? S???a????m??1k??6 ??? Sca?故安全。 ?a????mS?S??5.2?[s]?1.4 S??S?22八、 滚动轴承的选择及校核 （1）高速轴轴承的选用与校核 高速轴轴承所受载荷有轻微震动，转速n=960r/min，受力情况如下图所示。轴颈直径d=45mm，要求使用寿命8年，两班
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