河南理工大学本科毕业设计（论文）

径向力 Fr?Fttan??655?tan200?238.4N 3）确定轴的最小直径

选取轴的材料为45钢调质处理，按式4-2初估轴的最小直径，查表4-2取A=115，可得

663P/?3?0.59/0.98 dmin1?115?3?115?3?27.9mm

n140当轴上开有键槽时会削弱轴的强度，要适当增大轴的直径。轴上有一个键槽时，轴径增大3～5%，故

dmin?dmin1(1?5%)?27.9?(1?5%)?29.3mm 4） A拟定轴上零件的装配繁方案（见图6）

B按轴向定位要求确定各轴段直径和长度

轴段1跟机床主轴的4号莫氏锥度配合，锥度长103mm,加上过渡部分总长L=103+7=120mm,大端直径为31.926mm。

轴段2 对轴承进行密封防尘，选用毡圈55JB/ZQ4606-86，

dmin?dmin1(1?5%)?27.9?(1?5%)?29.3mm，?min?15mm，

取?min?16mm，即L=16mm,d外?70mm,比轴承外圈略小，

d内?51mm，比毡圈内径略大，有助于紧固零件。

轴段3 该轴段安装滚动轴承，考虑轴承承受径向力之外还要承受头架的重量，选择角接触球轴承。取轴段直径d=35mm,选用36207型角接触球轴承，尺寸d?D?T?35?72?17mm。为了安装轴承，左端用轴肩定位，取m=3mm,则L=3+17+20+17+4=61mm.

轴段4 该轴段安装齿轮，左端用轴肩定位，右端用弹性挡圈定位，取轴段直径d=32mm，已知齿宽20mm,为了更好地压紧齿轮，

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按挡圈的配合要求，l=19.9mm,L=20+1+3=24mm。

图6 中心轴的装配简图

C 轴上零件的周向定位

齿轮与轴的周向定位采用A型普通平键，尺寸为

b?h?l?10?8?18mm，为了保证齿轮与轴有良好的对中性，取齿

轮与轴的配合为H7/r6。

滚动轴承与轴的周向定位是采用过渡配合保证的，因此轴段直径尺寸公差取为k6。

D 确定轴上圆角和倒角尺寸

各轴肩处的圆角半径见图3，轴端倒角取1?45

05）轴的强度校核

A 求轴的载荷

首先根据轴的结构图作出计算简图，在确定轴承支点

位置时，从手册中查取a值（轴承的支反力作用点与轴承的距离）。对于36207型角接触球轴承，查得a?15.7mm,因此

轴的支承跨矩 L=15.7+20+15.7=51.4mm

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轴的悬臂距 L=（17-15.7）+4+10=15.3mm 中心轮与三个介轮啮合，而且介轮均布。

Ft?Ft1(cos300?sin300)?655?(cos300?sin300)?894.7N

Fr?Fr1(cos300?sin300)?238.4?(cos300?sin300)?325.7N

水平面 以A为支点 FBt?Ft(51.4?15.3)?1161N

51.415.3?Ft?266.3N

51.4Fr(51.4?15.3)?422.6N

51.415.3?Fr?96.6N

51.4 以B为支点 FAt? 垂直面 以A为支点

FBr? 以B为支点

FAr? 根据轴的计算简图作出轴的弯矩图、扭矩图和当量弯矩图。从轴的结构图和弯矩图可以看出，右轴承右侧的当量弯矩较大，虽然B处弯矩最大，但在轴承内孔内，应力集中不明显，故校核C处。 B 计算危险截面应力 C处弯矩 C?Cr

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M?21020.6?15.3?1.3?19234.5N.mm

15.3 扭矩 T?141750N.mm

抗弯截面系数 W?0.1d?0.1?35?4287.5mm 抗扭截面系数 WT?0.2d3?0.2?353?8575mm3 截面上的弯曲应力?b? 截面上的弯曲应力??333M19234.5??4.49N/mm2 W4287.5T141750??16.53N/mm2 WT8575 弯曲应力幅 ?a??b?4.49N/mm2 弯曲平均应力 ?m?0

扭转剪应力的应力幅与平均应力幅相等 ?a??m? C 确定影响系数

轴的材料围45钢，调质处理，由表4-1查得

?b?600N/mm2 ??1?275N/mm2 ??1?140N/mm2 配合边缘有效应力集中系数k?、k?查表得k??2.2、k??1.72 尺寸系数??、??，根据轴截面为圆截面查图4-18得???0.8、

?2?16.53?8.27N/mm2 2???0.88

表面质量系数??、??，据?B?600N/mm2，表面的加工反复法为磨削，查图4-19??????0.94 材料弯曲、扭转的特性系数

??、?? 取???0.1，

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