机械设计基础第14章例题

补充1：当轴截面上开有键槽时，应增大轴径以考虑键槽对轴的强度的削弱。对于直径d＞100mm的轴，有一个键槽时，轴径增大3%；有两个键槽时，应增大7%。对于直径d≤100mm的轴，有一个键槽时，轴径应增大5%~7%；有两个键槽时，应增大10%~15%。然后将轴径圆整为标准直径。应当注意，这样求出的直径，只能作为承受扭转作用的轴段的最小直径dmin。补充2：作出轴的计算简图（即力学模型）轴的计算简图1.载荷（力），参考相关章节2.轴—梁3.支座的简化支座的简化轴承的类型和布置有关a）向心轴承b）向心推力轴承c）并列向心轴承d）滑动轴承例：图示带式运输机传动简图。已知：减速器低速轴的转速n=140r/min，传递功率P=5KW，中心距a=152mm，d2=177.44mm。轴上齿轮受力大小为：Ft2=2990N、Fr2=1300N、Fa2=700N主动齿轮右旋，主动齿宽b1=75mm，电动机转向如图所示。试设计该减速器低速轴。解：1.选择轴的材料，确定许用应力选45号钢，正火处理，查表15-1、15-32.按扭转强度，估算轴的最小直径（1）（2）有一个键，轴的直径加大5～7%，取6%（3）轴端装联轴器，选弹性套柱销联轴器工作情况系数KA=1.3查手册P97：选TL7：J型孔、A型键、d=40mm、L=84mm综上所述：dmin=40mm3.轴的结构设计（1）轴上各零件的位置（2）轴上各零件的定位、固定和装拆方案（3）轴系的定位和固定方式：双支点单向固定（1）（1）d1=40mm（2）（2）联轴器定位：d2=d1+2（0.07~0.1）d1=40+5.6~8=45.6~48密封圈：P90d2=50mm4.轴的各段直径（1）（2）4.轴的各段直径（续）（3）（3）考虑轴承d3>d2轴承代号P73：7011ACB=18mm，a=18.7mm，da=62mm，d3=55mm。（1）（2）4.轴的各段直径（续）（3）（4）考虑轴承d4>d3符合标准直径（P11）：d4=56mm（4）（5）（5）考虑齿轮定位d5=d4+2（0.07~0.1）d4=63.84~67.2mm考虑标准直径d4=67mm（1）（2）4.轴的各段直径（续）（3）（6）考虑轴承安装高度：d6=da=62mm（4）（5）（7）考虑轴承内径d7=55mm（6）（7）5.轴的各段长度轴上相关尺寸:地脚螺栓：df=16mm84轴承旁联结螺栓：轴承盖螺钉直径箱体壁厚5.轴的各段长度（续）258410181015755070（1）L1=84-(2~3)=81~82

取L1=82mm（2）L2=50-10-18+10+25+1=58mm（1）（2）（3）L3=18+10+15+（75-70）/2+2-1=46.5mm2（3）5.轴的各段长度（续）258410161015755570（1）（2）2（3）（4）L4=70-2=68mm（4）（5）（5）L5=b（6）L6=10+15+(75-70)/2-8=19.5mm（6）（7）L7=18-1=17mm（7）258410161015755570（1）（2）2（3）18.7轴的跨距：L=L3+L4+L5+L6+L7+2-2a=46.5+68+8+19.5+17+2-37.4=123.6mm（4）（5）（6）（7）L6.轴的强度校核轴的受力模型Fr2Ft2Fa288.72L=123.6T原始数据:Ft2=2990NFr2=1300NFa2=700N（1）水平面HA）支反力计算：Ft2L=123.6ABB）弯矩图MH：92391NmmC（2）垂直面VFr2Fa288.72L=123.6ABA）支反力计算：RVBRVAFr2Fa288.72L=123.6ABRVBRVAB）弯矩图MV：CMVC-MVC+71255Nmm（3）合成弯矩图：92391NmmH平面V平面MVC-MVC+71255NmmMC-MC+116676NmmM（4）扭矩图