2022年机械轴的设计、计算、校核 .pdf
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1、轴的设计、计算、校核轴的设计、计算、校核以转轴为例,轴的强度计算的步骤为:1求作用在齿轮上的力11122 1386333381.3082tTFNd11tan203381.3tan201230.69rtFFN2求轴承上的支反力垂直面内:NV1F917NNV2F314N水平面内:12518NHFNNH2F863N(1) 画受力简图与弯矩图根据第四强度理论且忽略键槽影响170MMPaW精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 15 页轴的设计、计算、校核220.75MMT,332Wd69.210W531161.93101025.6970
2、9.210caMMpaMPaW531322.34101020.69700.10.045caMMpaMPaW所以轴的强度足够1求作用在齿轮上的力21ttFF21rrFF3322 5880239967118tTFNd3tantan2099673739coscos14.6nrtaFFNtan9967tan142485atFFN2求轴承上的支反力水平面内:31323(8511897)97(11897)2NVrradFFFF求得1NVF162N 3232(8511897)(11885)852NVrardFFFF求得NV2F-2670N 载荷水平面 H 垂直面 V 支 反 力F 12518NHFNNH2F
3、863NNV1F917NNV2F314N弯矩 M 1175188850VMaxNVMFNmm?117568775VMaxNvMFNmm?弯矩 M 22164141532HMaxNHMFNmm?2216451496VMaxNVMFNmm?总弯矩2251maxmax2.01.10HvMMMN mm2252max2max 21.51.10HVMMMN mm扭矩 T 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 15 页轴的设计、计算、校核垂直面内:123(8511897)(11897)97NHttFFF求得1NHF=5646N232(851
4、1897)(85118)85NHttFFF求得2NHF=7700N(2) 画受力简图与弯矩图(4)按弯扭合成应力校核轴的强度在两个轴承处弯矩有最大值,所以校核这两处的强度22170()acaMPWTM=332Wd精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 15 页轴的设计、计算、校核351.251032Wd2222162.4()(0.75 5.88)8.04caMpaWWTM=2222259()0.75 (5.88)5.41caMpaWWTM=精确校核轴的疲劳强度1判断:危险面为A面与 B面2对截面 III 截面 III左侧抗弯截面
5、系数3320.10.11250050Wdmm抗扭截面系数3320.20.22500050Wdmm截面 A左侧的弯矩 M为3858802323035997MNmm?截面 A左侧的扭矩 T为2588023TTNmm?截面 A上的弯曲应力18.4bMMPaW截面 A上的扭转切应力23.52bTMPaWt轴的材料为 40Cr,调质处理。载荷水平面 H 垂直面 V 支 反 力F 1NHF=5646N 2NHF=7700N1NVF162NNV2F-2670N 弯矩M112977700 97746900NHMaxNHMFN mm?12972670 97258990NVMaxNVMFN mm?弯矩M22185
6、5646 85479910NHMaxNHMFN mm?2385162 8513770NVMaxNVMFN mm?总 弯 矩M1 22211158.0410HMaxVMaxaMNmmMMM?总 弯 矩M2 222255.4110HMaxVMaxaMNmmMMM?扭矩 T 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 15 页轴的设计、计算、校核查表 15-1 得735BMpa ,540SMpa ,1355Mpa1200Mpa由2.50.0550rd , 501.1145Dd,查得,查得材料的敏性系数为,应力集中系数为查得外表质量系数查得
7、尺寸系数为;查得扭转尺寸系数为计算得综合系数为取 40Cr 的特征系数为,取,取计算安全系数故可知截面 III左侧安全截面 A右侧抗弯截面系数3320.10.19112.545Wdmm抗扭截面系数3320.20.21822545Wdmm截面 A左侧的弯矩 M为精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 15 页轴的设计、计算、校核5958802335766497MNmm?截面 A左侧的扭矩 T为2588023TTNmm?截面上的弯曲应力39bMMPaW截面上的扭转切应力32bTMPaWt轴的材料为 45 钢,调质处理。查得,过盈配合
8、处的, 查得=3.48,并取查得外表质量系数查得尺寸系数为;查得扭转尺寸系数为计算得综合系数为取 40Cr 的特征系数为,取,取计算安全系数故可知截面 A左侧安全综上,截面 A两侧均安全综合以上分析, 轴强度合格精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 15 页轴的设计、计算、校核轴 III 的强度校合1求作用在齿轮上的力由前面计算可知作用在齿轮四上的力的大小等于作用在齿轮三上的力,即:433739rrFFN439967ttFFN432485aaFFN(2)求轴承上的支反力垂直面内:4144(203100)1002NVradFFF
9、4244(203100)1002NVardFFF求得NV1F=1542N NV2F=926N 水平面内:14(203100)100NHtFF24(203100)203NHtFF求得13290NHFN16678NHFN(3) 画受力简图与弯矩图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 15 页轴的设计、计算、校核(4) 校合齿轮处截面221470()acaMPWTM=332Wd22111870()caMpaMpWTM=载荷水平面 H 垂直面 V 支反力 F 13290NHFN26678NHFNNV1F=1542N NV2F=926N
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