第15章轴2.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ⑵ 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴 向力的作用。故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求 并根据 d II-III= 62 mm，由轴承产品目录中选取 0 基本游 隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承30313，其尺寸可 由手册160页表16-4查得：d×D×T=65×140×36，故 ： dⅢ-Ⅳ=65mm；而dⅦ-Ⅷ=65mm，lⅦ-Ⅷ =36mm。 右端滚动轴承采用轴肩进行定位。由手册160页上查 到30313型轴承的定位轴肩直径da=77mm，因此，取： dⅥ-Ⅶ =77mm。 ⑶ 取安装齿轮处的轴段Ⅳ-Ⅴ的直径dⅣ-Ⅴ=70mm；齿轮的左 端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为80mm， 为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故 取lⅣ-Ⅴ=76mm。齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度h(0.07～ 0.1)d，取h=6mm，则轴环处的直径dⅤ-Ⅵ=82mm。轴环宽度b≥ 1.4h，取 lⅤ-Ⅵ=12mm。 ⑷ 轴承端盖的总宽度为20mm（由减速器及轴承端盖的结构 设计而定）。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要 求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离l=30mm ，故 取 lII-III=50mm。 ⑸ 取齿轮距箱体内壁之距离a=16mm，圆锥齿轮与圆柱齿轮 之间的距离c =20mm。考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承 位置时，应距箱体内壁一段距离s，取s=8mm。已知滚动轴承宽 度 T=36mm，大圆锥齿轮轮毂长L=50mm，则 LⅥ-Ⅶ=c+L+a+s-lⅤ-Ⅵ=20+50+16+8-12 mm=82 mm LⅢ-Ⅳ=T+s+a+(80-76)=36+8+16+4 mm=64 mm 至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。 s a s 3) 轴上零件的周向定位 齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键联接。 按dIV-V由手册查得平键截面b×h=20×12(GB1095-79)， 键槽用键槽铣刀加工，长为63mm(标准键长见 GB1096- 79),同时为了保证齿轮轮毂与轴的配合为H7/n6；同样， 半联轴器与轴的联接，选用平键为16×10×70，半联轴 器与轴的配合为H7/k6。滚动轴承与轴的周向定位是借 过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。 4）确定轴上圆角和倒角尺寸。 取轴端倒角为2×45°，各轴肩处的圆角半径见图。 5．求轴上的载荷 首先根据轴的结构图，作出轴的计算简图。在确 定轴承的支点位置时，应从手册中查取图示中的a值。 对于30313型圆锥滚子轴承。由手册中查得a=29mm。 因此，作为简支梁的轴的支承跨距： L2+L3=71+141 =212mm。 s a B c L a s s a 根据轴的计算简图作出轴的弯矩、扭矩图和计算弯矩图。 从轴的结构图和计算弯矩图中可以看出截面C 处的 计算弯矩最大，是轴的危险截面。现将计算出的截面C 处的MH、MV、M 及Mca 的值列于表中。 　　进行校核时，通常只校核轴上承受最大计算弯矩的 截面（即危险截面C）的强度。则由公式及上表中数值 可得 前已选定轴的材料 为45号钢，由P362页表 11-5轴常用材料性能表 查得[σ-1] =60MPa。 因此σca[σ-1]，故安 全。 6．按弯扭合成应力校核轴的强度 FNH2 FNH2 FNV2 FNV1 Fr F’NV1 Fa Ma=Fa r MH MH MV1 MV2 M1 M2 T Ft 7．精确校核轴的疲劳强度 1) 判断危险截面 截面A，Ⅱ，Ⅲ，B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地确定的，所以截面A，Ⅱ，Ⅲ， B均无需校核。 从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面Ⅳ和Ⅴ处过 盈配合引起的应力集中最严重；从受载的情况来看，截面C上 Mca1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，故不必作强度校核。截面 C上虽然Mca1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，故截面C也不必 校核。截面Ⅵ和Ⅶ显然更不必校核。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左右两侧即可。