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1、一．轴的挠度及临界转速、强度、刚度计算书(一)、轴的挠度及临界转速计算1.转子重量：G＝38000Kg2.有效铁心长度：L＝109cm3.转子外径：D＝288.6cm4.转轴的简化图形如图1所示图1转轴简化图形轴段dicmjicm4xicmxi3cm3xi3-xi-13cm3(xi3-xi-13)/jicm-1a-b112.511985.5166.375166.3750.139214.0188615.53723.8753557.51.886315.6290747.5107171.87510344835.586417.7481892.5791453.125684281
2、.25142.026∑kab=179.637c-b112.511985.5166.375166.3750.139214.0188615.53723.8753557.51.886315.6290753.5153130.375149406.553.395417.7481898.5955671.625802541.25166.571∑Kbc=222.1915.单边平均气隙：δ＝0.22cm6.轴在b点的挠度系数：αbb=1.磁拉力刚度k0＝2.初始单边磁拉力P0＝k0.e0=73257×0.1×0.7=5153Kg3.由重量G引起在b点的挠度：f1=Gαbb=2200×1
3、6.8×10-6=0.03696cm4.单边磁拉力引起轴在b点的挠度：f2=f0(1-m)=0.0237(1-0.086)=0.0055式中：f0＝［P0/G］f1＝［1412／2200］×0.03696＝0.0237m=f0/e0=0.0237/0.022=1.0773e0=0.1δ=0.1×0.22=0.0225.轴在b点的总挠度f=f1+f2=0.02688+0.0055=0.04956.挠度占气隙的百分数f′=0.0495/0.7×100%=7.1%7.许用挠度［f］=8%>7.1%,因此轴的挠度满足要求。8.转轴临界转速：nkp=200(nkp-nN)/n
4、N=(912-200)/200=356%>30%,因此轴的临界转速满足要求。（二）、轴的疲劳强度的安全系数计算：轴的疲劳强度按轴上长期作用的最大变载荷进行计算，对同步电动机来说可按3倍的额定转矩来计算，轴的疲劳强度校核主要是长期受载荷作时危险截面的安全系数校核，具体计算如下：1、轴系受力分布图轴系受力可按集中载荷考虑，受力如下图所示，其中G＝38000Kg（按转子整个重量计算）,单边磁拉力P0=5153Kg,P0+G=43153Kg。按受力及弯矩关系得：RA＋RB＝43153RA×2091＝RB×2520计算得：RA＝23584KgRB＝19569Kg额定转矩TN＝
5、9550×P／n＝9550×6400／200＝305600N.m3倍额定转矩3TN＝916800N.m轴的疲劳强度安全系数校核计算公式如下：（具体参数代表的含义见下面说明）弯曲应力安全系数：Sσ＝（a）扭转应力安全系数：Sτ＝(b)弯扭合成安全系数：S＝(c)2、参数选取（1）、材料性能由表15-1,材料的拉伸强度极限σB=1080MPa，材料的拉伸屈服强度σS=930MPa，材料的弯曲疲劳极限σ-1=543MPa，材料扭转疲劳极限τ-1=314MPa,取材料的扭转屈服强度τS=0.585×σS=0.585×930=544MPa。（2）、尺寸系数：由轴径d>150－
6、500，查表2－8得：εσ＝0.6，ετ＝0.6。（3）、表面质量系数：因轴未作任何强化处理，由粗糙度，查表2－10得β＝0.96。（4）、应力集中系数a.由轴径D=φ680,σB=1080MPa,D/d=680/580=1.17,r/d=25/680=0.0367,由表2-5查得Kσ＝1.96，Kτ＝1.43。b.由轴径d=φ470,σB=1080MPa，D/d=580/470=1.23,r/d=25/470=0.05,由表2-5查得,Kσ＝2.04，Kτ＝1.60。c.由轴径d=φ440,σB=1080MPa，D/d=580/440=1.32,r/d=25/58
7、0=0.043,由表2-5查得,Kσ＝2.06，Kτ＝1.70。3、疲劳强度校核：（按传动轴校核）（含主要参数计算如下）弯矩Mc＝23584×X×10抗弯截面模数:Z＝πd3/32抗扭截面模数：Zp=2Z弯曲应力的应力幅：σa=Mc/Z平均应力幅：σm=03倍额定转矩时扭转应力的应力幅和平均应力幅:τa=τm=Td/(2×Zp)参数计算结果见下表：Mc（N.m）Z（m3）Zp（m3）σa＝Mc/Z(MPa)σm(MPa)τa=τm＝T/（2XZp）(MPa)（3倍额定转矩时）(φ680)4931410.0310.06215.907.40(φ440)2526360
