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6.4求轴上的载荷
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时,查《机械设计手册》表6-6.
对于7013C型的角接触球轴承,a=20.1mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距.
L2?L3?114.8mm?60.8mm?175.6mm FNH1?L360.8Ft?4348.16??1506N
L2?L3175.6L2114.8Ft?4348.16??2843N
L2?L3175.6FrL3?FaD2?809N L2?L3FNH2?FNV1?FNV2?Fr?FNV2?1630?809?821N MH?172888.8N?mm
MV1?FNV1L2?809?114.8?92873.2N?mm MV2?FNV2L3?821?60.8?49916.8N?mm
2222M1?MH?MV?196255N?mm 1?172889?92873M2?179951N?mm
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从动轴的载荷分析如图5-4
图6-4 载荷分析图
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6.5按弯曲扭转合成应力校核轴的强度
根据
M1?(?T3)2W2?ca=
2196255?(1?311.35)2=?10.82
0.1?27465前已选轴材料为45钢，调质处理。 查表15-1得[??1]=60MPa
?ca〈 [??1] 此轴合理安全
6.6精确校核轴的疲劳强度.
⑴. 判断危险截面
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ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,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由第3章的附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小，因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可.
⑵. 截面Ⅶ左侧。
抗弯系数 W=0.1d3=0.?503=12500 抗扭系数 wT=0.2d3=0.2?503=25000 截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 M?M1?60.8?16?144609N?mm 60.8截面Ⅳ上的扭矩T3为 T3=311.35N?m
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截面上的弯曲应力
M144609?b?W?12500?11.57MPa 截面上的扭转应力
?3311350T=
TW=
?12.45MPa T25000轴的材料为45钢。调质处理。 由课本P355表15-1查得：
?B?640MPa ??1?275MPa T?1?155MPa因
rd? 2.050?0.04 D58d?50?1.16 经插入后得
???2.0 ?T=1.31
轴性系数为
q??0.82 q?=0.85
?K?=1+q?(???1)=1.82 K?=1+q?（?T-1）=1.26
所以???0.67 ???0.82
??????0.92
综合系数为： K?=2.8 K?=1.62
碳钢的特性系数 ???0.1～0.2 取0.1
???0.05～0.1 取0.05
安全系数Sca
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S??1?=
K??25.13
?a??a?mS??1?k??13.71
??a?t?mSS?S?ca
S2?10.5≥S=1.5 所以它是安全的
??S2?截面Ⅳ右侧
抗弯系数 W=0.1d3=0.1?503=12500 抗扭系数 wT=0.2d3=0.2?503=25000 截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560
截面Ⅳ上的扭矩T3为 T3=295 截面上的弯曲应力 ?Mb?W?13356012500?10.68 截面上的扭转应力
?T3294930K1T=
W=?11.80?K?=???1?T25000?2.8
???K?=
K???1?1?1.62
???所以???0.67 ???0.82 ??????0.92综合系数为： K?=2.8 K?=1.62 碳钢的特性系数
???0.1～0.2 取0.1 ???0.05～0.1 取0.05
安全系数Sca
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