常用的机械传动--轴系设计

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1、机械设计综合训练III知识模块：轴系零部件车辆工程专'11<16・2班级设计者张明瑞指导教师王琦2018年12月辽宁工程技术大学任务：题目5一级开式斜齿圆柱齿轮传动装置输入轴的组合结构设计图11-半连轴器：2-轴承：3-齿轮；4-轴方案4数据:入轴功率P/kw轴转速n/(r/min)齿轮参数轴承座形式齿数Z模数mn/mm螺旋角齿轮宽度b/mml/mms/mm5.53101958°6'34”6518585部分、传动件作用力输岀轴的转矩：T=9550x103-=169423.48/V・mmn齿轮上作用力：圆周力：Ft=—=1765.69/V,（〃/、=兰吟=菩=95.96mm）d〃c

2、ospcosp/轴向力：Fa=Ft・tan0=251・5ON径向力：Fr=Frtan^n=649.15/V1COSB二、轴的材料该轴传递中小功率，转速较低，无特殊要求，故选择45优质碳素结构钢调质处理，其机械性能由表8-1查得：％=637MPg=353MPa,cr_i=268MPa,—=155MPaxpa=0.2,=0.1三、轴的结构设计1.按扭转强度初步计算轴径由式（8・2）及表8・2得3P35.5d=力。—=110——=28.69mm3沪10考虑轴端安装联轴器需要开键槽，将直径加大并取标准值，所以轴端最小直径取dmin=30mm2.轴的结构设计以（p30的等直径轴为基础进行设计

3、。轴及轴上零件得而布置见下图在轴的输入端安装联轴器，联轴器的尺寸由表4.7-2查得，采用型弹性套柱销联轴器,即联轴器孔径为32mm,联轴7^7135X60器长82mm,手册中给出其孔长为60mm（1）轴径d的确定：定位=右+2(0.07〜0・1)右=36.48—38.4(取38mm)45调质TL//CB5X60皿35X60型弹性套柱销联轴器7208C翔承d7=如氏二32mmd5=40mm（根据装拆需要，安装轴承的轴段直径稍大，左侧轴承选用7208C翔承）自山=d2+2（0〜2）=38-42（取42mm）dr=40mm（出于互换性、经济性考虑，轴右端也选用7208C翔承）=右+2x0

4、.1xd]=48mmd3=d2+2h厲山=50mm（2）轴段长心的确定：I?=bin二50mmZ5=20mm（左侧轴承：7208C轴承，外加倒角）60mmlr=19mm（右侧轴承：7208C轴承，外加倒角）14—65mm（由已知条件得）16=（1.6—1.8）xd6=60.8—68.4（取65mm）l2=15mml3=45mm滚动轴承套筒轴承端盖半联轴器V►5065V6065»ITV45°o19▲▲▲▲132krJ381■r40425C4840▼▼▼▼▼1IIrniIVVVIVII•训IX水平面弯矩图垂直面弯矩图合成弯矩图转矩图计算弯矩图四、轴的疲劳强度校核（包括精确校核安全系数）

5、1•画岀轴的力学模型见图2•计算支承反力（1）水平面支承反力隔=讐=92-5x1765.69=驱族川185阳=醬=92.5X1765.69=驱阴“185（2）垂直面支承反力d分Fq一^—+92.5件-95.96x251.50/2+92.5x649.15Rav=——^―—=丄z=259.35N⑷185185Rbud分Fa+92.5件95.96x251.50/2+92.5x649.15/…==389.80/V1851853•计算弯矩图（弯矩转矩图见上页）Mh=92.5xRaH=92.5x882.845=81663.16N・mmMV1=92.5xRbv=92.5x389.80=36056

6、.5/V•mmMv2=92・5xRaV=92.5x259.35=23989.88/V•mm=Mh2+Mvl2=89268.94/V・mmM2=Mh2+Mv22=85113.94/V・mmT=169423.48/V•mm转矩按脉动循环处理，取qq0・6MCai=M]=89268.94/V・mmMca2=M22+(aT)2=132581.81/V•mmMca3=aT=101654.088/V•mm3•校核轴的强度rtl图可知II剖面的直径最小二计算弯矩较大，VI剖面所承受的计算弯矩最大而轴径不是最大值，即II和VI剖面较危险，所以校核II和VI剖面。最小轴颈【面处:101654.088

7、0.1x323=31.02MPaV面处:132581.810.1X423=17.90MPa轴安全按表8-3查得：0订_1=59MPa°caS0订所以安全4•精确校核轴的疲劳强度(1)判断危险截面如图中，【一X剖面均有应力集中源的剖面，均有可能是危险剖面。其中II,IILX剖面均为过渡圆角引起的应力集中，他们的计算弯矩值很接近，所以只验算II剖面即可。I咅『面与II剖面相比较，只是应力集中影响不同，可取应力集中系数值较大着进行验算即可。IV-V1D剖面相比较，他们的直径