汽车学院 车辆工程（汽车）
取轴端倒角为2?45? 5、 求轴上的载荷 水平面H FNH1?522.5N FNH2?1567.5N 垂直面V FNV1?33.55N FNV2?82.45N MV1?4.15N?m MV2?11.34N?m 载荷 支反力F 弯矩M 总弯矩 扭矩T MH?64.71N?m M?64.71^2?4.15^2?64.84N?m T2?32.73N?m 6、按弯扭合成应力校核轴的强度 根据上表中的数据及轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取??0.6，轴的计算应力 ?ca?M^2?(?T2)^264.71^2?(0.6?32.73)^2??25.05MPaW0.1?0.03^3 ?ca?25.05MPa 前已选定轴的材料为45钢（调质），由《机械设计（第八版）》表15-1查得???1??60MPa,?ca????1?，故安全。 6、 精确校核轴的疲劳强度 （1） 判断危险截面 截面5右侧受应力最大 （2）截面5右侧 ?ca????1? 设计计算及说明 抗弯截面系数 结果 W?0.1d^3?0.1?30^3?2700mm^3 抗扭截面系数 W?2700mm^3 21
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WT?0.2d^3?0.2?30^3?5400mm^3 截面5右侧弯矩M为 WT?5400mm^3 M?64840N?mm 截面5上的扭矩T2为 M?64840N?mm T2?32730N?mm 截面上的弯曲应力 T2?32730N?mm ?b?截面上的扭转切应力 M64840??24.01MPaW2700 ?b?24.01MPa ?T?轴的材料为45T232730??6.06MPaWT5400 15-1查得?T?6.06MPa 钢，调质处理。由表?B?640MPa,??1?275MPa,??1?155MPa。 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数??及??按《机械设计（第八版）》附表r2.0D37??0.067??1.233d30d303-2查取。因，，经插值后查得 ???1.93,???1.55 又由《机械设计（第八版）》附图3-2可得轴的材料敏感系数为 q??0.82,q??0.85 故有效应力集中系数为
设计计算及说明 k??1?q?(???1)?1?0.82?(1.93?1)?1.76k??1?q?(???1)?1?0.85?(1.55?1)?1.47 由《机械设计（第八版）》附图3-2的尺寸系数???0.71，扭转尺寸系数???0.87。 结果 22
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轴按磨削加工，由《机械设计（第八版）》附图3-4得表面质量系数为 K??2.57K??1.78 ??????0.92 轴未经表面强化处理，即?q?1，则综合系数为 1.761??1?2.57????0.710.92k?11.471K????1???1?1.78????0.870.92 K????1?又取碳钢的特性系数 k?1???0.1,???0.05 计算安全系数Sca值 ???0.1,???0.05 ? 275?4.46K??a????m2.57?24.01?0.1?0??1155S????27.956.066.06K??a????m1.78??0.05?22S?S?4.46?27.95Sca???4.40??S?1.5S?^2?S?^24.46^2?27.95^2 S???1?S??4.46S??27.95Sca?4.40??S?1.5 故可知安全。 中间轴设计 1、求中间轴上的功率P3、转速n3和转矩T3 P3?3.16kw n3?310r/min T3?97.35N?m 结果 设计计算及说明 2、求作用在齿轮上的力 已知圆柱斜齿轮的分度圆半径 23
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d1?mt?z1?3.0918?23?71.11mm 而 d1?71.11mm 2T32?97.35??2738Nd10.07111tan?ntan20?Fr1?Ft1?2738??1027Ncos?cos13?59'56''Fa1?Ft1tan??2738?tan13?59'56''?683N Ft1?已知圆锥直齿轮的平均分度圆半径 Ft1?2738NFr1?1027NFa1?683N dm2?d2(1?0.5?R)?mtZ2(1?0.5?R)?3?78?(1?0.5?0.33)?195.39mm 而 dm2?195.39mm 2T32?97.35??996Ndm20.19539Fr2?Ft2tan?cos?1?996?tan20??cos72?13'42''?111NFt2?Fa2?Ft2tan?sin?1?996?tan20??sin72?13'42''?345N 圆周力Ft1、Ft2，径向力Fr1、Fr2及轴向力Fa1、Fa2的方向如图四所示 Ft2?996NFr2?111NFa2?345N 设计计算及说明 结果 24