用套筒定位。已知齿轮轮毂的跨度为50mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴端 应略短于轮毂宽度，故取lⅣ?Ⅴ?47mm。齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度h?0.07d，Ⅳ?Ⅴ故取h?4mm，则轴环处的直径dⅤ?Ⅵ?68mm。轴环宽度b?1.4h，取 lⅤ?Ⅵ?6mm。 l?47mmdⅤ?Ⅵ?68mmlⅤ?Ⅵ?6mm 4).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lⅡ?Ⅲ?50mm。 lⅡ?Ⅲ?50mm 5).取齿轮距箱体内壁的距离a?14mm，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?10mm，已知滚动轴承宽度T?18mm，大齿 轮轮毂长度L?50mm，则 lⅢ?Ⅳ?T?s?a?(50?47)?(18?10?14?3)mm?45mm 至此，已初步确定了轴的各段和长度。 (2).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连接。按dⅣ?Ⅴ由《机械设计》表6-1查得平键截面b?h?12mm?8mm，键槽用键槽铣刀加工，长为45mm，同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配额为H7n6lⅢ?Ⅳ?45mm ；同样，半联轴器H7k6 与轴的连接，选用平键为14mm?9mm?70mm，半联轴器与轴的配合为 。滚动轴承与轴的周向定位是由过度配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。 (3).确定轴上圆角和倒角尺寸 参考《机械设计》表15-2，取轴端圆角2?45?。 Ⅴ.求轴上的载荷 首先根据轴的结构图做出轴的计算简图。在确定轴承的支点位置时，应从手册中 查取a值。对于7011AC型角接触球轴承，由手册中查得a?26mm。因此。作为简支梁
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的轴的支撑跨距L2?L3?41mm?41mm?82mm。根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图。 从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面C是轴的危险截面。现将计算处的截面C处的MH、MV及M的值列于下表。 载荷 支反力F 水平面H FNH1?1064N,FNH2?1064N 垂直面V FNV1?387.3N,FNV2?387.3N 弯矩M MH?43624N?mm MV1?15877.3N?mm,MV2?15877.3N?mm, 总弯矩 扭矩T M1?46423N?mm ，M2?46423N?mm T?2.362?10N?mm 5 18
Ⅵ.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弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。 根据上表数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取??0.6，轴的计
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算应力 ?ca?M1?(?T)W22 ?6.9MPa 前已选定轴的材料为45钢，正火处理，由《机械设计》表15-1查得[??1]?55MPa 因此?ca?[??1]，故安全。 Ⅶ.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。截面C上最然应力最大，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显然更不必校核。由《机械设计》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左右两侧即可。 (2).截面Ⅳ左侧 抗弯截面系数 W?0.1d3?0.1?503?16637.5mm3 抗扭截面系数 WT?0.2d3?0.1?503?33275mm3 截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M?M1? 截面Ⅳ 上的扭矩T为 T?2.632?105N?mm 截面上的弯曲应力 ?b?MW?1.191MPa 4?2341?19815N?mm 20