Tag标签
  • 传统
  • 图文
  • 卡片
全部文章

刻板根基轴类零件

机械零件类型

  

刻板根基轴类零件

  

刻板根基轴类零件

  

刻板根基轴类零件

  

刻板根基轴类零件

  机械基础 ——机械零件 第五章 §5-1 概述 机械零件——轴 §5-2 轴径的初步估算 §5-3 §5-4 轴的结构设计 轴的强度和刚度计算 §5-1 一、轴的主要功用 概述 1、支承轴上回转零件(如齿轮) 2、传递运动和动力 3、受弯矩,抵抗变形,保证轴上零件正常工作。 二、轴的分类 1、按承载情况分 转轴:既传递转矩(T)、又承受弯矩(M) 如:减速器中的轴。 传动轴:只受转矩,不受弯矩M=0,T≠0 如:汽车中联接变速箱与后桥之间的轴。 心轴:只承受弯矩(M),不传递转矩(T=0) 转动心轴:轴转动 固定心轴:轴固定 问:火车轮轴属于什么类型? 转动心轴 问:自行车的前轮轴属于什么类型? 转动心轴 滑轮轴 自行车的中轴是转轴 固定心轴 问:根据承载情况下列各轴分别为哪种类型? 0 轴: 传动轴 Ⅰ轴: 转轴 Ⅱ轴: 转动心轴 Ⅲ轴: 转轴 Ⅳ轴: 转轴 Ⅴ轴: 转动心轴 如何判断轴是否传递转矩: 从原动机向工作机画传动路线,若传动路 线沿该轴轴线走过一段距离,则该轴传递转矩。 如何判断轴是否承受弯矩: 该轴上除联轴器外是否还有其它传动零件, 若有则该轴承受弯矩,否则不承受弯矩。 2、按轴线形状分 光轴 直轴 阶梯轴 又可分为实心、空心(加工困难) 曲轴:发动机专用零件 钢丝软轴:轴线可任意弯曲,传动灵活。 接头 动力源 驱动装置 钢丝软轴(外层为护套) 接头 钢丝软轴的绕制 三、轴的材料 对轴材料要求:轴的强度和刚度足够;材料的热处理性能和加 工工艺性好;材料来源广,价格适中。 1、碳素钢:30、35、45、50(正火或调质),45应用最广。 价廉,对应力集中不敏感,良好的加工性。 2、合金钢:40Cr、40MnB、20CrMnTi等,强度高、寿命 长,对应力集中敏感,价格较贵。用于重载、 小尺寸的轴。 注意:钢材 ∴用 种类 热处理 热处理 合金钢 对钢材弹性模量E影响很小, 不能提高轴的刚度。 问:当轴的刚度不足时,如何提高轴的刚度? 3、合金铸铁、QT:铸造成形,吸振,可靠性低,品 质难控制,常用于凸轮轴、曲轴。 轴的毛坯: 圆钢棒料 尺寸小的轴 锻造毛坯 焊接毛坯 铸造毛坯 尺寸较大或为提高强度的轴 大件锻造困难 形状复杂的轴、空心轴等 四、轴设计的主要问题与设计特点 失效形式:1、疲劳破坏— 疲劳强度校核。 2、变形过大— 刚度验算(如机床主轴)。 3、振动折断— 高速轴,自振频率与轴转速接近。 4、塑性变形— 短期尖峰载荷— 验算屈服强度。 设计的主要问题: 1、合理的结构设计— 保证轴上零件有可靠的 工作位置,装配、拆卸方便,周向、轴向固 定可靠,便于轴上零件的调整; 2、工作能力计算 a、有足够的强度— 疲劳强度、静强度; b、有足够的刚度— 防止产生大的变形; c、有足够的稳定性— 防止共振— 稳定性计算。 转轴的设计特点:不能首先通过精确计算确定轴的截面尺寸。 轴的设计步骤 选用合适的材料 强度和刚度计算 结构设计 轴的结构形状和尺寸 §5-2 轴径的初步估算 3 一、按扭转强度估算轴径 P 9550? 10 扭转强度条件: T n ? [? ] ?T ? ? T WT WT τT、[τT]——轴的扭剪应力和许用扭剪应力,MPa; T——转矩,N· mm; P——轴所传递的功率,kW; WT——轴的抗扭截面系数,mm3,对于实心圆轴 , WT=πd3/16≈0.2d3; d——轴的直径,mm; n——轴的转速,r/min。 对实心圆轴,设计计算式: d? 3 9.55 ? 10 6 ? 0.2[? T ] 3 P ?C? n 3 P n mm C——与轴的材料和承载情况有关的系数。 计算说明: 1)求得的d为受扭部分的最小直径,通常为 轴端; 2)该轴段有键槽适当加大直径,单键槽增 大5%,双键槽增大10%,将所计算的直径 圆整为标准值,即: ? d ? (1.05 ~ 1.10)d 双键槽 单键槽 3)轴的最小直径dmin应根据 ? d min ? d (满足轴强度要求) 满足该段轴上零件的孔 径要求 4)对于传动轴,精确计算; 5)对转轴,初估轴径dmin——结构设计,逐步阶梯化di (∵ 支点、力作用点未知); 6)对于转轴:算出dmin→结构设计→弯矩图→弯扭 合成强度计算; 二、按经验公式估算轴径 对高速轴: d=(0.8-1.2)D 其中,D为电机轴径 对低速轴: d=(0.3-0.4)a 其中,a为同级齿轮中心距 §5-3 轴的结构设计 设计任务:使轴的各部分具有合理的形状和尺寸。 设计要求: 1.轴和轴上零件应有确定的位置和可靠固定; 2.轴上零件应便于安装、拆卸和调整; 3.轴应具有良好的加工工艺性; 4.应有利于提高轴的强度和刚度。 F 等强度 阶梯轴 一、轴上零件的布置 轴颈:装轴承处 组成 轴头:装轮毂处 尺寸= 轴承内径; 直径与轮毂内径相当; 轴身:联接轴颈和轴头部分。 典型轴系结构 轴承盖 滚动轴承 齿轮 滚动轴承 轴承盖 键槽 联轴器 轴颈 轴身 轴头 轴颈 轴身 轴头 装配方案的比较: 二、各轴段直径和长度的确定 1、d:由载荷→dmin→由结构设计要求确定各段的d。 2、L:由轴上零件相对位置及零件宽度决定,同时考虑: 1)轴段长比轮毂宽小2~3mm——可靠定位。 2)传动件、箱体、轴承、联轴器等零件间距离(查手册)。 三、轴上零件的轴向固定 一)零件轴向固定的目的 防止零件沿轴向窜动,确保零件轴向准确位置。 二)常用轴向固定 定位高度h 组成 1.轴肩(或轴环) 由 过渡圆角r r r h h D D 轴肩 d 轴环 d r b c h h r R D D 轴肩 d 轴环 特点:定位可靠,能承受较大的轴向载荷,用于各类零件的轴 向定位和固定。 注意事项: 1)轴的过渡圆角半径r—— 应小于轴上零件的倒角C 或圆角 半径R; 2)轴环宽度b—— b?1.4h ≥ 10 mm d r r h b R h c D d D 轴肩 3)轴肩轴 环高度h 轴环 定位轴肩:高度hC(或R) ,通常取h=(2~3)C或(2 ~3)R或h=0.07d+(2~3) mm 滚动轴承:轴肩高度滚动轴承内圈高度 非定位轴肩:为使零件装拆方便, 取h=(1~2)mm d 2.套筒----常用于两个距离相近的零件之间,起定位和固 定的作用。套筒与轴之间配合较松,不宜用于转速较高 的轴上。 套筒 B l 注意:轮毂宽度B 轴头长度l,取l = B -(2~3)mm 3.轴端挡圈----常与轴肩或锥面联合使用,固定零件 稳定可靠,能承受较大的轴向力。 B 止动销 止动垫片 轴肩 止动垫片 止动销 螺钉 轴端挡圈 l 轴端挡圈 螺钉 注意:轮毂宽度B轴头长度l ,取l = B- (2~3)mm 4.圆锥面----装拆方便,可兼作周向固定。宜用于高速、重 载及零件对中性要求高的场合。只用于轴端,常与轴端挡圈联 合使用,实现零件的双向固定。 锥面 止动垫片 螺钉 轴端挡圈 5.圆螺母与止动垫圈----固定可靠,可承受较大的轴向力, 但需切制螺纹和退刀槽,会削弱轴的强度。常用于轴上两零件 B 间距较大处,也可用于轴端。 圆螺母 l 止动垫圈 注意:零件宽度B 轴长度l ,取l = B-(2~3)mm 为防松,需加止动垫圈或使用双螺母。 止动垫圈 6.弹性挡圈-----结构简单,但在轴上需切槽,会引起应力 集中,一般用于轴向力不大的零件的轴向固定。 B 弹性挡圈 l 注意:零件宽度B 轴长度l ,取l = B-(2~3)mm 7.紧定螺钉----结构简单,可兼作周向固定,传递不大的 力或力矩,不宜用于高速。 紧定螺钉 必须注意: 1)轴上零件一般均应作双向固定,可将各种方法联合使用。 2)保证固定可靠,防止过定位,L轴段长度=B轮毂宽-(2~3)mm。 2~3 2~3 四、轴上零件的周向固定 一)零件周向固定的目的 使零件能同轴一起转动,传递转矩。 二)常用周向固定 周向固定大多采用键、花键、过盈配合或销等联接形式来 实现。 键槽应设计成同一加工直线。 键联接——制造简单,装拆方便。 用于传递转矩较大,对中性要求一 般的场合,应用最为广泛。 花键联接——承载能力高,定心好, 导向性好,但制造较困难,成本较 高。用于传递转矩大,对中性要求 高或导向性好的场合。 过盈配合联接——结构简单,定心 好,承载能力高,工作可靠,但装 配困难,对配合尺寸的精度要求较 高。 销联接——用于固定不太重要,受力 不大,但同时需要轴向固定的零件。 五、轴的结构工艺性 ——便于加工、测量、维修及轴上零件的拆装 一)轴的加工工艺性要求 1. 不同轴段的键槽,应布置轴的同一母线上,以减少键槽加工 时的装卡次数; a. 正确结构 b.不正确结构 2.需磨制轴段时,应留砂轮越程槽;需车制螺纹的轴段,应 留螺纹退刀槽。 0.8 砂轮越程槽 螺纹退刀槽 3.相近直径轴段的过渡圆角、键槽、越程槽、退刀槽尺寸 尽量统一。 二)轴上零件装配工艺性要求 1.轴的配合直径应圆整为标准值。 2.轴端应有cX45?的倒角。 3.与零件过盈配合的轴端应加工出导向锥面。 ° ° a)倒角 b)导向锥面 4.装配段不宜过长。 六、提高轴强度和刚度的措施 1.减小应力集中 合金钢对应力集中比较敏感,应加以注意。 a)截面尺寸变化处的应力集中 轴的应力集中 发生的位置 b)过盈配合处的应力集中 c)小孔处的应力集中 a)截面尺寸变化处 的应力集中 b)过盈配合处的应力集中 c)小孔处的应力集中 减小应力集中的措施: 1)用圆角过渡; 2)尽量避免在轴上开横孔、切口或凹槽; 3)重要结构可增加卸载槽B、过渡肩环、凹切圆角、 增大圆角半径。也可以减小过盈配合处的局部应力。 B d/4 B 30? r d 卸载槽 过渡肩环 凹切圆角 4)避免相邻轴径相差太大; 2.合理布置轴上零件,改善轴的受力情况 1)使弯矩分布合理——把轴、毂配合分成两段,减小最大弯 矩值。 F F 不合理结构 合理结构 2)使转矩合理分配 输出轮 输入轮 1 输出轮 输入轮 输出轮 Tmax= T2 + T3 + T4 Tmax= T3 + T4 不合理的布置 合理布置 3)改进轴上零件结构,减轻轴的载荷 齿轮 齿轮 轴承 轴承 卷筒 螺栓 卷筒 齿轮 齿轮 卷筒轴既受弯矩又受扭矩 卷筒轴只受弯矩 4)采用力平衡或局部相互抵消的办法减少轴的载荷。 斜齿轮: 两斜齿轮旋向应相同 行星齿轮减速器:多个行星轮均布 3.改变支点位置,改善轴的强度和刚度。 a)悬臂支承方案 b)简支支承方案 c)悬臂支承方案(正安装) 4.改善轴的表面质量 表面粗糙度和表面强化处理会对轴的疲劳强度产生影响。 1)表面愈粗糙?疲劳强度愈低; ?提高表面粗糙度。 2)表面强化处理的方法有: ▲ ▲ 表面高频淬火; 表面渗碳、氰化、氮化等化学处理; ▲ 碾压、喷丸等强化处理。 通过碾压、喷丸等强化处理时可使轴的表面产生预压应 力,从而提高轴的疲劳能力。 轴系结构设计中常见错误实例分析 指出图示结构设计的错误,并绘出正确的结构图。 轴 齿轮 套筒 滚动轴承 2 1 错误分析图 3 正确结构图 错误原因: 1 — 缺少键联接,齿轮未周向固定; 2 — 轴头配合长度等于齿轮轮毂宽度,齿轮固定不可靠; 3 — 轴端无倒角,轴承不便安装。 连轴齿轮 齿轮 1 2 3 2 正确结构图 错误分析图 错误原因: 1 — 连轴齿轮两端无倒角轮廓线 — 齿轮左右两端均未轴向固定; 3 — 缺少键联接,齿轮未周向固定。 1 2 3 正确答案 错误原因: 1.螺母无法安装; 2.应有螺纹退刀槽; 3.轴肩高度应低于轴承内圈高度。 1 2 3 正确答案 1. 轮毂上的键槽应贯穿,键连接应局部剖视; 2.套筒无法安装; 3. 轴颈处不应有键槽。 1 2 1.左侧键太长; 2.键连接画法错 误,且多个键 应位于同一母 线上。 正确答案 下图为双级斜齿圆柱齿轮减速器输出轴的轴系结构图,齿轮用 油润滑,轴承采用脂润滑。试分析轴系结构的错误,在有错误 处标明序号,说明原因并提出改正方法。 1.联轴器顶住端盖,产生摩擦磨损,应设计一定位轴肩; 2.轴承盖与轴应有间隙,并设有密封件; 3.应加调整垫片,箱体加工面与非加工面应分开; 4.轴承端面距箱体内壁应有一定距离,30000类轴承“反 装”(“背对背”安装),轴承外圈窄边不应固定,而 外圈宽边应予固定; 5.齿轮无法装拆; 6.键槽应与联轴器处 键槽设置在同一方位上, 且键顶部与轮毂键槽之 间应有间隙,键应局部 剖开; 2 6 1 3 4 5 4 3 7.轴过长; 8.不应该开键槽,且此段轴过长,顶住了端盖; 9.轴肩过高,不便于轴承拆卸; 10.轴承没有轴向定位,可设轴套定位,且轴承内圈外侧未 固定; 11.键过长,并且与齿轮处的键不在同一方位。 9 7 11 10 8 试指出图中结构不合理的地方,并予以改正。 2 1 3 5 6 2 1 10 11 4 7 8, 9 正确 §5-4 轴的强度和刚度计算 一、按扭转强度计算——适用于传动轴、转轴初算 二、按弯曲强度计算——用于心轴强度计算 M ? ?? b ? 弯曲强度条件:? c ? ? b ? W W——轴的抗弯截面系数(mm3) 对于实心圆轴,W=?d3/32? d3/10 [σ b]—— 许用弯曲应力 固定心轴 M不变: [σ b]= [σ +1 b] 0 b] -1b] M变化: [σ b] = [σ [σ b ] = [σ 查表17–2(P354) 转动心轴:rσ =-1 三、按弯、扭合成强度计算 —— 用于转轴强度计算 已知条件:轴的结构设计初步完成,支承点位置确定, 支反力可求。 由dmin(扭转初估)→结构设计→支点、力大小、作用点 →画出M、T合成弯矩图→危险截面→计算。 M M ?b ? ? 弯曲应力: 3 W 0 . 1 d 转轴危险截面 上的应力状态 T T ?T ? ? 扭剪应力: WT 0.2d 3 2 2 根椐第三强度理论,转轴危险截面上的应力: ? c ? ? b ? 4? T 2 2 ? T ? ?M ? ? ? ? ? ? 4? ? ? ? ?W ? ? WT ? M 2 ?T 2 Mc ? W W Mc ? M 2 ? T 2 —— 称为计算弯矩或当量弯矩 因为M、T两者产生的应力循环特性rσ和rτ不同,弯矩引 起的弯曲应力一般为对称循环变化,即rσ=-1;而一般rτ≠ -1,将T转化为对称循环变化,引入应力修正系数α,则 M 2 ? ??T ? M ?c ? ? c W W 2 轴弯、扭合成强度条件为: ?c ? M ? ??T ? Mc ? ? ?? ?1b ? W W 2 2 α —— 根据转矩性质不同而引入的应力校正系数。 轴受不变扭矩时,rT =+1 ?的取值 ?? ?1b ? ?? ?? ?1b ? ?? ?1b ? ?? ?? 0b ? ? 0 .3 轴受脉动扭矩(有振动冲击 或频繁启动停车)rT=0 轴受对称扭矩(频繁双向运 转)时,rT = -1 转矩的变化不清楚时按脉动循环处理 ? 0.6 ?? ?1b ? ?? ?? ?1b ? ?1 ※ 实际机器运转不可能完全均匀,且有扭转振动的存 在,为安全计,常按脉动转矩计算。 也可按弯、扭合成强度条件计算轴的直径 对于实心圆轴: d ? 设计时应注意: 1)若轴上开键槽:d适当↑ 单键:↑3%~5%,双键:↑7%~10% 3 Mc 0.1?? ?1b ? mm 花键:计算出的d为内径。 2)要合理选择危险剖面。轴的危险剖面在当量弯矩较 大或轴径较小处。 3)若验算轴的强度不够,σc[σ-1b],可用增大轴的直 径、改用强度较高的材料或改变热处理方法等措施提 高轴的强度。 4)若σc比[σ-1b]小很多时,是否要减小轴的直径,应综 合考虑其他因素而定。有时单从强度观点,轴的尺寸 可以缩小,不过却受到其他条件的限制。例如刚度、 振动稳定性、加工和装配工艺条件以及与轴有关联的 其他零件和结构的限制等。 5)对于重要的轴,需采用更精确的安全系数法校核。 计算步骤: 1、画出轴的空间受力简图:力分解到水平面、垂直面 2、作水平面弯矩Mxy图和垂直面弯矩Mxz图 2 2 M ? M ? M xy xz 图 3、作出合成弯矩 4、绘转矩T图 2 2 5、求当量弯矩 M c ? M ? (?T ) ,绘 M c 图 6、确定危险截面 M 2 ? (?T ) 2 Mc ? ? [? ?1b ]MPa 7、强度计算:? c ? 3 W 0.1d 四、轴的安全系数校核计算(精确计算) 1、按轴的疲劳强度校核 1)按Mc计算:没有精确计入影响疲劳强度的其它重要 因素。 应力集中(kσ 、kτ ) 尺寸系数(ε 表面状态β ∴ 重要轴:需进一步在轴结构化后进行精确计算。 剖面,如受力较大、截面较小及应力集中较 σ 、ε τ ) 2)方法:对轴上若干“危险剖面”(实际应力较大的 严重处)进行安全系数校核。 3)基本公式: 单纯受弯: S? ? k ? ? ? a ?? ? ? ? m ? ?? 单纯受扭: S? ? ? ?1 ? ?1 ? ?? k? ?? a ? ? ? ?? m kσ 、kτ —弯曲、扭剪时的有效应力集中系数; β —轴的表面质量系数; ε σ σ 、ε τ —弯曲、扭剪时的绝对尺寸系数; -1、τ -1—对称循环应力时材料的弯曲、扭剪疲劳极限; ψ σ 、ψ τ —弯曲、扭剪时的等效系数。 复合安全系数: Sc ? [S]——许用安全系数 S? ? S? S? ? S? 2 2 ? [S ] 计算精度及材质均匀程度 较高 较低 1.5 ~ 1.8 很低 1.8 ~ 2.5 [S ] 说明: 1.3 ~ 1.5 (1)危险截面在有应力集中源且当量弯矩较大处。 (2)同一截面有多种应力集中源时取最大的。 (3)弯曲应力 应力性质 一般转轴 固定轴或载荷随轴转动 (4)扭剪应力 对称循环 脉动循环 σ a σ 0 m M/W M/(2W) M/(2W) 应力性质 单向转动 双向转动 脉动循环 对称循环 τ a τ m T/(2WT) T/WT T/(2WT) 0 2、按静强度校核 短时严重过载场合,校核轴对塑性变形的抵抗能力 (尖峰载荷)。 S0 ? S 0? S 0? S 2 0? ?S 2 0? ? [S 0 ] S 0? ? ?S ? max ?S S 0? ? ? max S 0——静强度计算安全系数; S0σ、S0τ——受弯矩,转矩作用时的静强度计算安全系数; [S0]——静强度许用安全系数(P366); σmax、τmax——尖峰载荷所产生的弯曲、扭转切应力; σs、τs——材料抗弯、抗扭屈服极限。 轴的设计实例分析 例:设计图示带式运输机中单级斜齿轮减速器输出轴。已知: 电动机的功率P1=25KW,n1=970r/min;齿轮传动的主要参数及尺 寸为:法面模数mn=4mm,两轮齿数分别为Z1=20,Z2=79,螺旋 角 ? ? 80 6?34?? ,分度圆直径d1=81.81mm,d2=319.19mm,中心距 a=200mm,齿宽b1=85mm,b2=80mm,单向运转。 电动机 联轴器 联轴器 低速轴 减速器 输送带 设计方法及步骤 一、选择轴的材料 因该轴无特殊结构尺寸要求,故选45钢调质, ? b ? 640 MPa , ? s ? 355 MPa, ? ?1 ? 275 MPa , ? ?1 ? 155 MPa, [σ ?1b ] ? 215 MPa , [σ 0b ] ? 100MPa , [σ ?1b ] ? 60 MPa 二、按扭转强度初步计算轴的直径 低速轴的功率: P 2? P1? 联 轴 器? 轴 承 ? 齿 轮 ? 25? 0.99? 0.99? 0.98 ? 24 kW n1 970 n2 ? ? ? 245.6 r min u 79 20 d2 ? C 3 低速轴的转速: 低速轴的计算直径: P2 24 ? 110 mm ? 50.7 mm n2 245.6 3 初定轴最小直径d2min 考虑轴端装联轴器需要开键槽,轴径应为 ? d 2 ? d 2 ? (1 ? 0.05) ? 53.235 mm 低速轴计算扭矩: P2 Tc ? K ? 9550 n2 24 ? 1.5 ? 9550 N?m 245.6 ? 1399 .8 N ? m 选输出轴端联轴器型号为: HL 4 弹性柱销联轴器 JC 55 ? 84 GB 5014 ? 2003 YA55 ? 112 取d2min= 55 mm d2min应同 时满足 强度要求即: dmin ≥ d2′ 联轴器孔径要求:d联孔= 55 mm d联孔 三、轴的结构化设计 一)选择轴上零件的装拆方案,初定轴的形状 轴上零件:有齿轮、滚动轴承、联轴器 滚动轴承 大齿轮 滚动轴承 联轴器 轴上零件的装拆,可采取两种方案: 轴上零件装拆方案a) 左边轴承从左端装拆,用轴肩定位和固定;大齿轮、右边轴承 和联轴从右端装拆,前两者之间用套筒固定,联轴器用轴肩和轴 端挡圈固定。 套筒 轴上零件装拆方案b) 左边轴承和大齿轮从左端装拆,两者均用套筒固定; 右边轴承和联轴器从右端装拆,两者均用轴肩定位和固定。 套筒 二)按a)方案进行轴的结构化设计 1. 确定轴的最小直径dmin:因为轴的最小直径处安装联轴 器,故取dmin=55mm; 2. 设计轴的结构; 1) 仅从轴的强度和加工工艺考虑,可将轴制成Ф55的光轴 滚动轴承 大齿轮 滚动轴承 联轴器 φ55 2)考虑轴上零件的装拆、定位、固定要求,应轴制成阶梯轴 滚动轴承 大齿轮 滚动轴承 联轴器 考虑左轴承和大齿轮的定位及固定,应制轴肩和轴环 考虑左轴承和大齿轮的定位及固定,应有套筒 滚动轴承 大齿轮 套筒 滚动轴承 联轴器 d6 d5 d4 d3 d2 d7 d1 考虑联轴器、大齿轮轴向和周向固定,联轴器的轴向固定, 进一步完善轴的结构 套筒 3)根据轴上零件的定位和固定要求确定各段轴的直径 取:定位轴肩高度h =(0.07)d +(2 ~ 3) mm 非定位轴肩高度 h? ? (2 ~ 3)mm, 取h? ? 2.5mm d4 d3 d2 d7 d6 d5 d1 d4 d3 d2 d7 d6 各段轴直径: d1 ? d min ? 55mm d 2 ? d1 ? 2h1 ? 55 ? 2 ? ?0.07? 55 ? 2? ? 55 ? 11.7 mm ? 66.7 mm,取d 2 ? 65 mm d3 ? d2 ? 2h?2 ? d2 ? 2 ? 2.5 ? 65 ? 5mm ? 70mm( 滚动轴承孔径为 5倍数) d 4 ? d 3 ? 2h?3 ? d 3 ? 2 ? 2.5 ? 70 ? 5mm ? 75mm d5 ? d 4 ? 2h4 ? 75 ? 2 ? ?0.07? 75 ? 2? ? 75 ? 14.5 mm ? 89.5 mm ? 90 mm d6 ? d(滚动轴承内圈安装尺 寸, 7214 AC轴承da ? 79 mm) ? 79 mm a d 7 ? d 3 ? 70 mm —同一轴上两轴承最好选 同一型号的轴承,选 7214AC轴承 d5 d1 4)根据轴上零件的尺寸及位置要求确定各段轴的长度l和各力 点距离L L B s a b1 a L s B K l L联轴器 L联孔 b2 l7 l6 l5 L3 l4 L2 l3 l2 L1 l1 ① 确定各段轴的长度li L a b1 a L K l L联轴器 L联孔 B s b2 s B l7 l6 l5 l4 l3 l2 l1 b12 ?~ b23 85 mm ? 80 ?? ? L ? ( ) ? 84 ? 2 ? 82 1 ? ? S ? ? ? ? ? ? 5 ? 15 ? ? 11 ? 11.5 mm 取 ?6 ? 12 mm 联孔 (2 ~ 3 ) . 5 mm, ? ? 78 mm 6 4 ? b2 ? 5 ? 80 ? 2.5 ? 77 4 2 2 ?2 ? (L ? S ? B) ? K ? ? ? 56mm(L、K、?减速器箱体结构设计定 出) d5 ? d 90 ? 75 6 ?b b 85 ,取 ? 80 ? ? 11 mm 1 ?1 2 .? ? 1 . 4 4 ? ? 10 . 5 mm 7214AC 轴承,宽度 B=24mm 5 ?? ? B ? S ? ? ? ( 2 ~ 3 ) ? 24 ? 5 ? 15 ? ? 25.5 ? 49 mm 24mm 3?7 ? B ?2 2 2 2 ? 1 ? L联孔 ? (2 ~ 3) ? 84 ? 2 ? 82mm ?2 ? (L ? S ? B) ? K ? ? ? 56mm(L、K、?减速器箱体结构设计定 出) b1 ? b2 85 ? 80 ?3 ? B ? S ? ? ? ? (2 ~ 3) ? 24 ? 5 ? 15 ? ? 2.5 ? 49 mm 2 2 ? 4 ? b2 ? (2 ~ 3) ? 80 ? 2.5 ? 77.5 mm,? 4 ? 78 mm d5 ? d 6 90 ? 75 ? 5 ? 1.4 ? 1.4 ? ? 10.5 mm, 取? 5 ? 11 mm 2 2 b ?b 85 ? 80 ? 6 ? S ? ? ? 1 2 ? ? 5 ? 5 ? 15 ? ? 11 ? 11.5 mm 取? 6 ? 12 mm 2 2 ? 7 ? B ? 24mm ② 确定各力作用点间距离Li ?1 B 82 24 L1 ? ? ? 2 ? ? ? 56 ? m m ? 109m m 2 2 2 2 L2 ? (? 3 ? B b 24 80 ? 2) ? 2 ? 49 ? ? 2 ? mm ? 75 mm 2 2 2 2 b2 B 80 24 L3 ? ? ?5 ? ?6 ? ? ? 11 ? 12 ? mm ? 75mm 2 2 2 2 B B b2 l7 l6 l5 L3 l4 L2 l3 l2 L1 l1 四、按弯扭合成强度校核计算 1.计算齿轮上的作用力: 扭矩 圆周力 P 24 T2 ? 9550 2 ? 9550 N ? m ? 933.2 N ? m n2 245.6 Ft 2 ? 2000 T2 2000? 933.2 ? N ? 5847N d2 319.19 Ft 2 tan? n 5847? tan200 ? N ? 2150N 径向力 Fr 2 ? 0 cos ? cos8 6?34?? 0 轴向力 Fa 2 ? Ft 2 tan? ? 5847tan8 6?34??N ? 833N 2.求轴承支反力,轴的各平面弯矩MV、MH,合成弯矩M合及计算弯矩Me )画轴的空间 受力简图 )计算垂直面支反力 A C B D )画垂直面弯矩图 4)计算水平面支反力 )画水平面弯矩图 )画合成弯矩图 合 2 2 M 合? M H ? MV 7)画扭矩图 8)画当量弯矩图 2 2 Me ? M合 ? (?T) 单向运转, ? ? 0.6 α 3.按弯、扭合成强度校核计算 1)确定危险截面位置 C截面 ?当量弯矩最大截面如 ? 较小的截面如 D截面 ?当量弯矩不大,但直径 2)强度校核计算: M e右 613.37?1000 C截面:? C ? ? ? 14.54MPa〈[? ?1b ] ? 60MPa 0.1d 3 0.1? 753 MD 562?1000 D截面:?D ? ? ? 33.66MPa〈[? ?1b ] ? 60MPa 3 3 0.1d 0.1? 55 结论——轴的弯、扭合成强度足够。 4.按疲劳强度校核安全系数 1)确定危险截面位置:C截面处计算弯矩最大且有键槽的 应力集中,Ⅲ截面处计算弯矩较大,其直径较C截面处小, 且有圆角和配合边缘的应力集中;Ⅴ截面处直径最小,有 圆角、键槽和配合边缘等多种应力集中。故以上三个截面 都是可能的危险截面。取许用安全系数[S]=1.5。 2)C截面处安全系数校核计算: 抗弯截面系数 WT ? 0.2d 3 ? 0.2 ? 753 ? 84375 mm3 M ? 250430 N ? mm 抗扭截面系数 C2 W ? 0.1d 3 ? 0.1? 753 ? 42187 .5mm3 合成弯矩 扭矩 TC 2 ? 933200 N ? mm 弯曲应力按对称循环变化,则 ?a ? M C 2 250430 ? MPa ? 5.94 MPa W 42187 .5 ? m ? 0MPa 扭剪应力按脉动循环变化,则 ?a ? TC 2 933200 ? MPa ? 5.53MPa 2WT 2 ? 84375 ? m ? ? a ? 5.53MPa 弯曲、扭剪疲劳极限 ? ?1 ? 275MPa,? ?1 ? 155MPa ? 0.2,? ? ? 0.1 弯曲、扭剪的等效系数 ? ? 绝对尺寸系数 ?? ? 0.75, ?? ? 0.73 ? ? 0.95 表面质量系数 弯曲时配合处(H7/k6)及键槽处有效应力集中系数 分别为: K? ? 1.954, K? ? 1 扭转时配合处(H7/k6)及键槽处有效应力集中系数 分别为: K? ? 1.5, K? ? 1.608 取大值,即 K? ? 1.954, K? ? 1.608 受弯矩作用时的安全系数 S? ? K? ? a ? ?1 ?? ? ? m ? ? ?? 275 ? 16.88 1.954? 5.94 ? 0.2 ? 0 0.95? 0.75 受扭矩作用时的安全系数 S? ? K?? a ? ?1 ?? ?? m ? ? ?? 155 ? 11.59 1.608? 5.53 ? 0.1? 5.53 0.95? 0.73 安全系数 Sc ? S? S? S? ? S? 2 2 ? 16.88?11.59 16.88 ? 11.59 2 2 ? 9.55 ? [S ] ? 1.5 3)Ⅲ截面处安全系数校核(略) 4)Ⅴ截面处安全系数校核(略) 故可知此轴疲劳强度安全。

  机械基础轴类零件_机械/仪表_工程科技_专业资料。机械基础 ——机械零件 第五章 §5-1 概述 机械零件——轴 §5-2 轴径的初步估算 §5-3 §5-4 轴的结构设计 轴的强度和刚度计算 §5-1 一、轴的主要功用 概述 1、支

上一篇:

下一篇:

本站文章于2019-10-09 08:42,互联网采集,如有侵权请发邮件联系我们,我们在第一时间删除。 转载请注明:刻板根基轴类零件 机械零件类型
 山东奥泰机械有限公司 秒速彩在线试玩 秒速牛牛开奖网 秒速快3开奖 秒速时时彩 博乐彩票 大运河彩票 新生彩票平台 3号彩票官网 百盛娱乐