???1155????===21.5 ???? ????+????????2.32×6.07+0.05×6.0722??????=故知其安全。 (3)截面C左侧，由于该轴是齿轮轴，没有因过盈配合而造成的应力集中，因此不用校核。 (4)由上面的计算，说明该轴的强度是足够的。 二、低速轴的设计 1. 材料选择及热处理 由于减速器传递的功率不大，可以和高速级轴的材料一致。并做调质处理。 2. 初定轴的最小直径 (1)按扭转强度条件，可得轴的直径计算式 ?? √??≥??0 ??3????????2√????+2????=10.58×21.5√10.582+21.52=9.5 由《机械设计》表15-3查得A0=103~126，由第一部分的表1可查得??＝3.03????，??=106 ??/??????； 所以 3.03???? ??≥(103~126)×√=31.5~38.5 mm 106 ??/??????3由于该轴有一个键槽，故轴的直径应加大5~7%， 故????????=(31.5~38.5)×(1+5~7%)=33.1~41.2 ???? (2)联轴器的选择 根据轴所传递的扭矩??＝2.73×105???????，可选择弹性套柱销联轴器，因为它是由蛹状的弹性套传递转矩，故可缓冲减振，其制造容易，装拆方便，成本较低，适用于连接载荷平稳、起动频繁的中小转矩的轴。 查《课设》表13.2选用LT7联轴器 42×84 GB/T 4323-2002 综合考虑，取????????=42 ???? 3. 轴的结构设计 (1) 拟定结构方案如下图： (2)根据轴各定位的要求确定轴的各段直径和长度 1) 从左端开始。为了满足半联轴器的轴向定位要求，L1轴段右端需制出一轴肩，故取??2=46 ????。由于前面已经对联轴器进行了选择，故??1=42 ????。半联轴器与轴配合的毂孔长度为84????，为了保证轴端挡圈中压在半联轴器上而不压在轴的端面上，则L1就比84略短一点，现取??1＝82????。 2) 初步选择滚动轴承。根据??2=46????，初步选择0基本游隙组，选用角接触球轴承，由于该轴上轴力相对较大，故选择AC系列的轴承，查《课设》表12.2，选用7210AC，其尺寸为??×??×??=50 ????×90 ????×20 ????，其定位轴肩为3.5，故定位套筒的直径为57 ????。因此，??3=??6=50 ???? 3) 取安装齿轮处的轴段的直径??4=55 ????，为了使套筒更加压紧齿轮，此轴段应略小于轮毂的宽度，故取??4=52 ????，齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩的高度?>0.07??=0.07×55=3.85 ????，取?=5 ????，则轴环处的直径??5=65 ????，轴环宽度应大于1.4?，取轴环宽度为8 ????。 4) 轴承端盖的总宽度为20 ????。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的距离为30 ????，故取??2＝50 ????。 5) 取齿轮与箱体之间的距离为15 ????（由后面的箱体设计确定）。滚动轴承到箱体的距离为10????，则 ??3＝20+10+15+3=48 ???? ??6=20+10+15?8=37 ???? 至此，已初步确定了轴的各段直径及长度。 (3)轴上零件的周向定位 齿轮、半联轴器的周向定位均采用平键连接。半联轴器与轴的连接，按直径??1由《课设》表11.28查得平键选为??×?×??=16 ????×10 ????×40 ????，配合为??6。齿轮与轴的连接，按??4查表11.28得，选用平键为??×?×??=12 ????×8 ????×70 ????，配合为??6。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为??6。 (4)确定轴上圆角和倒角尺寸 参考《课设》表9.8，取轴端倒角为2×45°，C、D、E处的圆角半径??=2 ????，A、B处的圆角半径??＝1.6 ????。 4. 轴的受力分析 （1） 画出轴的受力简图 ????2 ????2 ????2 ??7??7??????2 64 61 ??????1 （2） 进行受力计算 1) 由前面的计算得 ????2=2810.5 ??，????2=1057 ??，????2=731 ?? 2) 支反力计算 垂直面内： ??????21194.7=(1057×61?731×)= ?53.5 ?? 64+612??????1=????2???????2=1057+53.5=1110.5 ?? 水平面内： ??????1=??????23) 画出弯矩、扭矩图 弯矩图：(单位：???????) 64 ×2810.5=1439?? 61+6461= × 2810.5=1371.5 ?? 61+64???? ???? ?? 扭矩图：(单位：???????) 273000 ?? 5. 由弯扭图上看，截面C-D是危险面。现将计算出的截面C-D处的????、????及??的值列于下表 表4 载荷 支反力F 水平面 ????1=1439 ?? 垂直面 ????1=1110.5 ?? ????2=1371.5 ?? 弯矩M ????=87777.5??????? ????2=?53.5 ?? ????1=67740.5 ??????? ????2=3424 ??????? 总弯矩 ??1＝√87777.52+67740.52=110876 ??????? ??2=√87777.52+34242=87844 ??????? 扭矩 6. 按弯扭合成应力校核轴的强度 ??3=273000 ??????? 只对轴上承受最大弯矩和扭矩的截面进行校核，由于轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取??=0.6，轴的计算应力 ??????2√??1+(????3)2√1108762+(0.6×273000)2===11.9?????? ??0.1×553根据前面选定轴的材料为45钢，调质处理，由《课程设计》表15-1查得[???1]=60 ??????。因此??????<[???1]，故安全。 7. 精确校核轴的疲劳强度（所用的表来自《机械设计》） (1)判断危险面 在C-D这个截面上虽然受到的弯矩较大，但由于这个截面的直径很大，其抗弯能力是很强的。A、B截面只受扭矩作用，虽然键槽对轴有削弱，但轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕的情况下确定的。D、E截面的轴径都很大，也不必校核。由于键槽的应力集中系数比过盈配合的小，因而该轴只需校核C截面的左右两侧。 (2)截面C左侧 抗弯截面系数 ??=0.1??3=0.1×503=12500 ????3 抗扭截面系数 ????=0.2??3=0.2×503=25000 ????3 截面C左侧的弯矩M为（作??1处弯矩的近似计算） ??=110876×38=65832.6??????? 38+26截面C上的扭矩 ??3＝273000 ??????? 截面上的弯曲应力 ????=??65832.6==5.27?????? ??12500
带式运输机传动装置
