机设基础计算过程模板

级别βh高速级 1大锥齿轮轮毂长L=50低速级4圆柱齿轮齿宽B₁=85,B₂=80[解](1)求输出轴上的功率P₃、转速n₃和转矩T₃又于是(2)求作用在齿轮上的力而F=F,tanβ=5002×tan8°06'3圆周力F、径向力F,及轴向力F的方向如图15-24所示。(3)初步确定轴的最小直径先按式(15-2)初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表15-3,取A₀=112,于是得输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径dj-n(图15-26)。为了使所选的轴直径d₁-2联轴器的计算转矩Ta=KAT₃,查表14-1,考虑转矩变化很小，故取KA=1.3,则T=KAT₃=1.3×9.6×10⁵N·mm=半联轴器长度L=112mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度L(4)轴的结构设计1)拟定轴上零件的装配方案62mm;左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径为65mm。半联轴器与轴配合的毂孔长度L₁=84mm,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故I-I/段的长度应比L₁略子轴承30313、其尺寸为d×D×T=65mm×140mm×36mm,故dm-w=dw-m=65mm,而Iw-四=右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。由手册上查得30313型轴承的定位轴肩处的直径为φ77mm,因此取dv-w=77mm。③取安装齿轮处的轴段IV-V的直径dw-v=70mm;齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位。lw-v=76mm。齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度h=(2~3)R,由轴径d=70mm查表15-2,得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(参看图15-21),故取lπ-m=50mm。考虑箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离s,取s=8mm(参见图15-21),已知滚动轴承宽度T=36mm,大锥齿轮轮毂长L=50mm,则lm-N=T+s+△+(80-76)mm=(36+8+16+4)mm=lv-w=L+c+△+s-lv-v=(50+20+16+8-12)mm=82mm3)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dv-v由表6-1查得平键截面b×h=20mm×12mm,键槽用键槽铣刀加工，长为70mm,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合为同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为16mm×10故选择齿轮轮毂与轴的配合为4)确定轴上圆角和倒角尺寸参考表15-2,取轴端倒角为C2,各轴肩处的圆角半径如图15-26所示。(5)求轴上的载荷首先根据轴的结构图(图15-26)作出轴的计算简图(图15-24)。在确定轴承的支点位置时，应从手册中查取a值(参看图15-23)。对于30313型圆锥滚子轴承，由手册中查得a=29mm。因图和扭矩图(图15-24)。图15-26轴的结构与装配MA、Mv及M的值列于下表(参见图15-24):载荷水平面竖直面支反力F总弯矩当为正弯矩。(6)按弯扭合成应力校核轴的强度前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由表15-1查得[o-]=60MPa。因此，σ<[o-],故(7)精确校核轴的疲劳强度①1)判断危险截面①这里是假设该轴需要精确校核疲劳强度，如不需要，则这一步工作可省略。的情况来看，截面C上的应力最大。截面V的应力集中的影响因素与截面/V的相似，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上虽然应力最大，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V和V显2)截面/V左侧抗弯截面系数W=0.1d³=0.1×65³mm³=27462.5mm³抗扭截面系数W₁=0.2d³=0.2×65³mm³=54925mm³截面V左侧的弯矩轴的材料为45钢，调质处理。由表15-1查得σg=640MPa,σ-1=275MPa,T-1=155MPa。截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数α。及α按附表3-2查取。因,经插值后可查得又由附图3-1可得轴的材料的敏性系数为故有效应力集中系数按式(附3-4)为k,=1+q:(α-1)=1+0.85×(1.31-1)由附图3-2得尺寸系数ε。=0.67;由附图3-3得扭转剪切尺寸系数ε=0.82。轴按磨削加工，由附图3-4得表面质量系数为βo=β,=0.92轴未经表面强化处理，即β₄=1,则按式(3-12)及式(3-16)得疲劳极限综合影响系数为又由3-1节及3-2节得碳钢的特性系数为：于是，计算安全系数S。值，按式(15-6)～式(15-8)则得故可知其安全。3)截面IV右侧抗弯截面系数W按表15-4中的公式计算。W=0.1d³=0.1×70³mm³=34300过盈配合处的,由附表3-8用插值法求出，并取,于是得轴按磨削加工，由附图3-4得表面质量系数为βa=β=0.92所以轴在截面IV右侧的安全系数为：故该轴在截面I