低速轴材料选用45钢调质, ?B?650MPa,?S?360MPa.轴的弯曲应力校核步骤如下:
计 算 及 说 明 计算齿轮受力 齿轮Ⅳ所受的力: 圆周力 Ft4? 结 果 2T22?309337??8838.2N d370Ft4?8838.2N 2T径向力 Fr4?Ft3tan20??2tan20??3464.3N d3Fr4?3464.3N T3=1123236N.mm 转矩 T3=1123236N.mm 计算支承反力 水平面反力 Fr4?176FR1'??2258.2 270Fr4?94FR2'??1206.1N 270垂直面反力 FR1'?2258.2N FR2'?1206.1N FR1''?Ft4?176?5761.2N 270FR1''?5761.2N FR2''?3077N 22FR2''?Ft4?FR1''?8838.2?5761.2?3077N 水平面受力图,如c)图所示 垂直面受力图,如e)图所示 画轴弯矩图 水平面弯矩图,如d)图所示 垂直面弯矩图,如f)图所示 合成弯矩图,如g)图所示 合成弯矩 M?Mxy?Mxz 画轴转矩图 轴受转矩T=T3 转矩图,见图h) 许用应力 用插入法由表16.3,查得???1b??60MPa,??0b??102.5MPa 17 / 25
???1b??60?0.585 应力校正系数????0b?102.5 画当量弯矩图 当量转矩 ?T?0.585?1123236?657504N?mm 当量弯矩: 在齿轮Ⅳ中间处M'?M2???T??581667.8N?mm 当量弯矩图,见图i) 校核轴径 轴径 d?32 ?T?657504N?mm M'?581667.8N?mm M'0.1???1b??3581667.8?45.9?65mm 0.1?60 d?45.9?65mm 合格。 经检验轴所用尺寸合格。 低速轴安全系数校核计算如下：
计 算 及 说 明 结 果 经过初步判断，截面Ⅰ的应力较大，并且较集中。因此，下面将 对Ⅰ截面进行安全系数校核。 材料选用45钢，?B?650MPa，?S?360MPa。 对称循环疲劳极限 ??1b?0.44?B?0.44?650?286MPa ??1?0.30?B?0.30?650?195MPa 脉动循环疲劳极限 ?0b?1.7??1b?286?1.7?486MPa ?0?1.6??1?1.6?195?312MPa 2??1b??0b2?286?486??0.18 等效系数 ????0b486???2??1??02?195?312??0.25 ?0312 ??1b?286MPa ??1?195MPa ?0b?486MPa ?0?312MPa ???0.18 ???0.25 截面Ⅰ上的应力 水平面弯矩：212270.8N?mm 18 / 25
垂直面弯矩：541552N?mm 合成弯矩： MI??581667.8N?mm 弯曲应力幅：?a???MI581667.8??16.95MPa W0.1?703 MI?581667.8N?mm?a???16.95MPa?m?0 弯曲平均应力：?m?0 扭转切应力： ??T112323.6??1.64MPa 3WT0.2?70??1.64MPa ?a??m?0.82MPa 扭转切应力幅和平均切应力： ?a??m? 应力集中系数 有效应力集中系数 ?2?0.82MPa 因在此截面处，有轴径变化，过渡圆角半径r=3mm，由D/d?1.1,r/d?3/80?0.0375和?B?650MPa，从附录表1中查出k??1.95,kt?1.24。 k??1.95,kt?1.24 ??0.92 ???0.73,???0.72 表面状态系数 由附录5查出??0.92 尺寸系数 由附录6查出???0.73,???0.72 安全系数 弯曲安全系数 设为无限寿命，kN?1，由式16.5得 s??kN?k??1b?????a????m1?286?6.29 1.8?16.950.92?0.73s??6.29 扭转安全系数 s??kN?k??1?1?1951.24?1.64?0.25?0.730.92?0.72?6.29?64.856.292?64.852 ?64.85 ????a????ms?=64.85 S=6.26>1.5[S] 合格 复合安全系数 s?s?s?s?2?s?2?6.26?1.5[s] 经检验轴所用尺寸合格。 6轴承验算
6.1 高速轴轴承验算
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Cr?52.8KN,Cor?31.8KN,No?8000r/min(脂润滑)
计 算 及 说 明 轴承寿命计算 经计算： 结 果 Ft1?2T12?60898??1804.4N?Ft2 d167.5Fr1?Ft1tan20??656.7N?Fr2 水平受力分析: Fr1?70656.7?70对C点取矩,则有FR1'???174.1N 194?70264Fr1?203656.7?194对A点取矩,则有FR2'???482.6N 264264垂直面受力分析: 对C点取矩,则有: FR1''?Ft1?701804.4?70??478.4N 264264 FR2''?Ft1?FR1''?1804.4?478.4?1326N 左边轴承径向力 Fr1?174.1?478.4?509N 右边轴承径向力 Fr2?482.62?13262?1411N 冲击载荷系数，查表18..8得fd?1.2 取X?1，Y?0 当量动载荷P1?fd(X1Fr1)?1.2(1?509)?610.8N P2?fd(X2Fr2)?1.2?1?1411?1693.2N 22Fr1?509N Fr2?1411N fd?1.2 P1?610.8N P2?1693.2N 基本额定寿命 由于P1?P2,所以只需要对该轴右边的轴承进行寿命校核： 106Cr3106528003L10h2?()??()?346456h?8年 60nP260?14601693.2 L10h1?346156h 20 / 25