§5-3低速轴的结构设计 1）、求Ⅰ轴上的功率p3?3.104KW 转速n3?105.02r/min 转矩T3?273.8N/min 2）、计算作用在齿轮上的力： 转矩：T3?9.55?106P3 n3 圆周力：Ft?2T32?273.8??4591.9N ?3d192?10径向力：Fr?Ft?tan20??4591.9?0.36397?1671.3N 3）、初步估算轴的直径： 选取45号钢作为轴的材料，调质处理。硬度为217~255HBS查表取A0=112 3根据公式dmin?A?0以考虑键槽的影响。 4）、轴的结构设计： （1）确定轴的结构方案： 3.104并加大3%mm?34.63mm计算轴的最小直径，105.02该轴（输入轴）的轴承分别从两端装入，由挡油盘定位，如图3-2-3。 7 6 54 3 2 1 图3-2-3 输出轴 选择联轴器。联轴器的计算转矩为Tca?KA?T3，考虑到转矩变化很小，根据工作情况选取KA?1.3，则： Tca?KA?T3?1.3?273.8?355.94N?m。 计算及说明 结果 根据工作要求选用弹性柱销联轴器，型号为HL3,与输出轴联接的半联轴器孔 径d1?40mm，因此选取轴段①的直径为d6?40mm。半联轴器轮毂总长度（J型轴孔），与轴配合的轮毂孔长度为L1?84mm。 L?112mm， （2）确定各轴段的直径和长度： 轴段①:为支撑轴颈，用来安装轴承。预选轴承型号为6309深沟球轴承。宽度B?25mm。所以轴段①直径应为轴承圈直径d1?45mm；为保证轴承的轴向定位用挡油盘定位。取挡油盘宽度为30mm，则轴段①的长度为L1?55mm 轴段2：为安装齿轮部分d4?50mm，齿轮的右端与轴承之间采用挡油盘定位，已知齿轮轮毂宽度为72mm,为了使套筒的端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，取其长度L4?69mm。 轴段③：齿轮的左端采用轴肩定位，轴肩高度h>0.07?，故h>0.07×50=3.56，取h=4mm，则轴环处直径d3=58mm。轴环宽度b≥1.4h，取L3=10mm。 轴段4：此轴段为连接轴身，为了保证定位轴肩有一定的高度其直径确定为：d2?50mm。长度为综合计算后得到的L4?50mm 段⑤:为支撑轴颈，用来安装轴承。所以轴段⑤直径应为轴承圈直径d5?45mm；为保证轴承的轴向定位用挡油盘定位。其长度为L5?50mm 轴段⑥：此轴段为连接轴身，为了保证定位轴肩有一定的高度其直径确定为：d6?43mm。轴承端盖的宽度为35.4mm，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离l=30mm，故取l6=65.4mm。 轴段⑦:为配合轴颈，按半联轴器孔径，选取轴段⑦直径为d7?40mm。为保证定位要求，半联轴器左端用一套筒定位，轴段⑦的长度应比半联轴器配合段轮毂孔长度略短2~3mm，轴段⑦总长为L7?82mm。 第六章 轴的强度校核 §6-1高速轴的校核 根据轴的结构图做出轴的计算简图，根据计算简图做出弯矩图。先将三维坐标转为平面，最后求合力。作用在齿轮上的力 d1?51mm 计算及说明 结果 而：圆周力Ft?2T12?32.8??1286.3N ?3d151?10? 径向力Fr?Ft?tan??1286.3?tan20?468.17N 在垂直面上：∑F=0，FR=FNV1+FNV2 ?M?0,Fr?57?FNV2?204?0 解得：FNV1=417.41N FNV2=161.85N Mv?417.41?57?23792.37N?mm F?0,F?F?F?在水平面上：?M?0,F?57?FtNH1tNH2NH2?204?0 解得FNH1=1130.2N FNH2=360N MH?1130.2?57?54001.2N?mm 危险截面在安装齿轮处d=25mm 3.14?253W???2150mm3 3232M?MH2?d3?MV2?65368.742?237922?69421N?mm ?ca?M2???T1??34.70MPa?????1?60MPa W2所以轴安全。弯矩图如图3-2-4 计算及说明 结果 §6-2中间轴的校核 根据轴的结构图做出轴的计算简图，根据计算简图做出弯矩图。先将三维坐标转为平面，最后求合力。作用在大齿轮上的力 圆周力Ft1?2T22?106.5??1203.4N ?3d1177?10?径向力Fr1?Ft?tan??1203.4?tan20作用在小齿轮上的力 圆周力Ft2??438N 2T22?106.5??2958.33N ?3d172?10?径向力Fr2?Ft?tan??2958.33?tan20?1076.7N 在垂直面上： ∑F=0，FR1+FR2=FNV1+FNV2=438+1076.7=1514.7N ?M?0,Fr1?58?Fr2?135?FNV2?206?0 解得：FNV1=862.46N FNV2=1034.75N MV1?862.46?58?50022.68N?mm MH1?166.79?58?9673.82N?mm 22M1?MH1?MV1?50949.5N?mmt1NH1t2NH2?F?0,F?F?F?F在水平面上?M?0,F?58?F?206?Ft1H2 t2?135?0 计算及说明 结果
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