中国矿业大学2008届本科生毕业设计 第28页

|Α2Α1ΑΑ

2） 求支反力：

水平面：RRB??Ft3?99??125?83??Ft4?/?83?125?90??27843.2N RHA?Ft3?Ft4?RHB?24817.4N 垂直面：RRB??Fr3?(?83)??125?83??Fr4?/?83?125?90??5825.9N RHA?Fr3?Fr4?RrB?2127N

3） 计算弯矩，绘弯矩图

中国矿业大学2008届本科生毕业设计 第29页

水平弯矩：图（b）所示

MCH?RHA?83?24817.4?83?2059844.2N?mm MDH?RHB?90?27843.2?90?2505888N?mm 垂直面弯矩：图（c）所示

MCV??RVA?83?2127?83??176541N?mm MDV?RVB?90?5825.9?90?524331N?mm

合成弯矩：图（d）所示

22?MCH?2059844.22?1765412?2067395.6N?mm MC?MCV22?MDH?25058882?5243312?2560155.8N?mm MD?MDV 4) 扭矩： T3?3251100N?mm ??T3?0.6?3251100?1950660N?mm 5） 计算当量弯矩：图（f）所示

MCa?MC?0?2067395.6N?mm2MDa左?MD???T??2560155.82?19506602?3218613.4N?mm22MDa右?MD?2560155.8N?mm 2 显然D处为危险截面，故只对该处进行强度效核

轴的材料为45钢，调质处理，查表4－1得?B?650N/mm2 由??MDa????得 W????0.09~0.1?B?58~65N/mm2 取????60N/mm2 中国矿业大学2008届本科生毕业设计 第30页

W??d332?0.1d3?0.1?973?91267.3mm3 ??MCa3218613.4??35.3N/mm2

由前述计算可知： T3?3251.1N?m MCa?2067395.6N?mm W?91267.3mm3 n3?821.2r/min 抗扭截面模量： W?? 2）计算应力参数

弯曲应力幅 ?a???20.9N/mm2 因弯矩为对称循环，故弯曲平均应力?m?0 扭剪应力幅 ?a?T33251100??8.9N/mm2 2W?2?182534.6?d316?0.2d3?0.2?973?182534.6mm3

因转矩为脉动循环，故扭剪平均应力?a??m?8.9N/mm2 3）确定影响系数

轴的材料为45钢，调质处理，由表4－1查得2?B?650N/mm2,??1?300N/mm，??1?155N/mm2 轴肩圆角处得有效应力集中系数K?,K? 根据r/d?1.6/85?0.019 D/d?91/85?1.07

由表4－5经插值可得：k??2.02 k??1.36 中国矿业大学2008届本科生毕业设计 第31页

尺寸系数??、??

根据轴截面为圆截面查图4－18得：??＝0.75 ??=0.85 表面质量系数??、??

根据?B?650N/mm2和表面加工方法为精车，查图4－19，得 ??＝??＝0.88 。材料弯曲扭转的特性系数??、?? 取??＝0.1 ??＝0.5??=0.05 可得：S????1300??7.1 K??a????m2.02?20.9?0.1?0 S????1155??12.35 K??a????m1.36?8.9?0.05?8.9S?S?S??S?22 SCa??7.1?12.357.1?12.3522?6.16??S??1.5~1.8

所以强度足够。

3.4截割部行星机构的设计计算

已知：输入功率p7?188.33KW,

转速n7=230.8r/min， 输出转速n滚=40r/min

3.4.1 齿轮材料热处理工艺及制造工艺的选定

太阳轮和行星轮的材料为20CrNi2MoA，表面渗碳淬火处理，表面硬度为57～61HRC。因为对于承受冲击重载荷的工件，常采用韧性高淬透性大的18Cr2Ni4WA和20CrNi2MoA等高级渗碳钢，经热处理后，表面有高的硬度及耐磨性，心部又具有高的强度及良好的韧性和很低的缺口敏感性。 试验齿轮齿面接触疲劳极限?Hlim?1450MPa 试验齿轮齿根弯曲疲劳极限：

太阳轮：

?Hlim?1450MPa

行星轮：

?Hlim?1450MPa

齿形为渐开线直齿，最终加工为磨齿，精度为6级。

内齿圈的材料为42CrMo，调质处理，硬度为262～302HBS.