机械设计课程设计
教材附图3-2尺寸系数???0.67， ???0.82 教材附图3-4 ??????0.92 轴未经表面强化处理 K??K???k???1?1?1?2.8 ??k?????1?1.62 ? 又由3-1与3-2的碳钢的特性系数 ???0.1~0.2取???0.1； ???0.05~0.1， ???0.05。 计算安全系数Sca S?????1K??a????m275?11.24902.80?8.7309?0.1?0 S??11.2490 S????1K??a????m 155??7.715024.060724.06071.62??0.05?22 S??7.7150 Sca?S?SrS??S?22 Sca?6.3624 ?6.3624 ??S?1.5 故该轴在截面左侧强度是足够的。 （3）截面E右侧 抗截面系数按教材表15-4中的公式计算 W?0.1d3?0.1?803?51200mm3 W?51200mm3 抗扭截面系数 WT?0.2d3?0.2?803?102400mm3 WT?102400mm3弯矩T3及扭转切应力为 M=800619.9?110?65?254742.6955N?mm 110?T?T3800619.9??7.8186MPa WT102400
?T?7.8186MPa22
机械设计课程设计
T3?800619.9n?mm ?b?254742.6955?4.9754MPa 51200过盈配合处K?KK由附表3-8用插值法求出并取 ??0.8? ??????K?K=3.16，故??0.8?3.16?2.53 ????按磨削加工，附图3-4 表面质量系数??????0.92 附图3-2尺寸系数， 故得综合系数为 轴未经表面强化处理 K??K????k???1?1?1?3.25 ?k?????1?1.62 ?又由3-1与3-2的碳钢的特性系数 ?c?0.1~0.2取?c?0.1； ???0.05~0.1，取???0.05 计算安全系数Sca S?????1K?????m275?17.00683.25?4.9754?0.1?0 S??17.0068 ??1S??K?????m 155??14.84987.81867.81862.62??0.05?22S??S?SrS??S?22 S??14.8498 ?11.1851??S?1.5 S??11.1851 故该轴在截面右侧强度也是足够的。本设计因无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称，故可略去静强度校核。至此蜗杆轴的设计即告结束。 6.4蜗轮轴的强度校核 23
机械设计课程设计
6.4.1求轴上的载荷 FrFd1FtFaFd2FtFFFrFaFF 图6.4 受力分析图 首先根据轴的结构图（图6.1）做出轴的计算简图（图6.3）。在确定轴承的支点的位置时，应从手册中查取得a值。对于7213AC型轴承，由手册中查得a=24.2mm。因此，作为简支梁的轴的支承跨距 根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图L??34mm?45mm??2?158mm。 L?158mm 24
机械设计课程设计
（图6.3）可以看出中间截面是轴的危险截面。现将计算的截面的 MH、 MV及 M的值计算过程及结果如下： 2T34.3380Ft1?Fa2?1??103?2?0.8585KN d1802T800.6199Ft2?Fa1?2??103?2?6.456KN d2248Fr1?Fr?Ft?tan20o?2.3825KN FNV1?FNV2?0.5?Fr?1191.25N FNH1?FNH2?0.5?Ft2?3228N T3?T2?800.6199N?m MH?FNH?79?3228?79?255012N?mm MV?FNV?79?1191.25?79?94108.75N?mm 表6.4 轴上的载荷 载荷 支反力 N 弯矩M H V FNH1 3228 FNH2 3228 FNV1 1191.25 FNV2 1191.25 MH?255012 MV1?94109 总弯矩M M1?M2?MH2?MV2?271822.6940N?mm 扭矩T=800.6199N?mm （1） 按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大的弯矩和扭矩的截面（即危险截面） 的强度。根据式（15-5）及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力 为脉动循环变应力，轴的计算应力： N?mm MH?255012 MV1?MV2?94108.75 ?ca?7.9249 25
机械设计课程设计
?ca??M12?(?T3)20.1d23271822.69402??0.6?800.6199?320.1?70?7.9249MPa????1??60MPa故安全 ， 6.4.2精度校核轴的疲劳强度 （1）判断危险截面 截面II、III只受扭矩作用，虽然键槽、轴肩及过渡配合所引起的应力集中均将削弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕确定的，所以截面II、III均无需校核。 从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面III和IV处过盈处配合引起的应力集中最严重；从受载的情况来看，中心截面上的应力最大。截面V的应力集中的影响和截面IV的相近，但截面V不受扭矩作用，同时轴径也较大，故不必做强度校核。中心截面上虽然应力集中最大，但应力集中不大（过盈配合及键槽引起的应力集中均在两端），而且这里轴的直径最大，故截中心面也不必校核。由第三章附录可知，键槽的应力集中系数比过盈配合的小，因而该轴只需校核截面IV左右即可。 （2）截面E左侧 抗截面系数W?0.1d3?0.1?653?27463mm3 抗扭截面系数Wr?0.2d3?0.2?653?54925mm3 截面E左侧弯M?271822.6940?79?4179 ?130750.1566N?mm W?27463mm3 Wr?54925mm3 ?b?4.761MPa ?b?14.5766 26
截面E上扭矩T3=800.6199n?mm ?b?M130750.1566??4.761MPa W27463?T?T3800619.9??14.5766MPa WT54925轴的材料为45钢，调质处理由表11-1查得 ?B?640MPa,???1??60MPa,??1?275,??1?155 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数??及??按附表3-2查取，因r2.0D70??0.031，??1.08 d65d65
两级蜗轮蜗杆减速器说明书(课程设计)
