河北工程大学毕业设计
3.4.7轴上零件的轴向定位
齿轮，半连轴器的周向定位均采用平键连接。由第一段的轴的直径为110mm，由于键长不宜超过（1.6～1.8）d，所以取l?220mm。查《机械设计》表6—1查得平键截面
H7。半连b?h?l?28?16?220mm，键槽用键槽铣刀加工，选取齿轮轮彀与轴的配合为n6H7轴器选用平键为b?h?l?28?16?180mm，半连轴器与轴的配合为。滚动轴承与轴的
k6轴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m6。
3.4.8确定轴上的圆角和倒角的尺寸
根据《机械设计》表15-2中零件倒角c与圆角半径R的推荐值选出端倒角：3?45?，圆角为：R?3.0。
3.4.9确定轴上的载荷
轴上的受力如图所示：
由前面计算得：Ft?66475N， Fr?21272N。 翻转台的总重：G=5492N。 各段的长度如图所示。
3.4.9.1 求垂直面的受力
以a点为圆心取矩得：
FV2*1250?Fr*230?G*1600?0- - 27
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(3-30)
求得：Fv2?10943.8N。 又由 ?FY?0得：
FV1?G?Fr?FV2 (3-31)
求得:FV1?15820N
3.4.9.2求垂直面上的力
以a 点为圆心取矩得：
Fh2*1250?Ft230?0 求得：FH2?12231.4N 又由?FY?0得：
FH1?Ft?FH2
得：FH1?54243.6N。
3.4.9.3 轴的弯矩与扭矩图
垂直面：
图中：
M1?FH1?l1?12476N?m,(3-34)
- 28
- (3-32)
(3-33)
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M2?G?l3?1922N?m (3-35)
水平面：
图中：
M3?FV1?l1?3638.6N?m。 总弯矩为：
M?M22a1?M2?12995.8N?m(3-37)
Mb?M2?1922N?m
总弯矩图：
轴的扭矩图为：
由总弯矩和扭矩图可知，轴上最危险的截面是a 面。
3.4.9.4 弯扭合成应力校核轴的强度
- 29
- (3-36)
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这里只校核危险截面a 的强度，根据《机械设计》以及上表中的数据，我们取??0.6。 计算轴的a 点出的抗弯截面系数：
Wa??d332?133100mm3
(3-38)
则，轴的计算应力：
?ca?(3-39)
2Ma?(?T1)2Wa?101MPa
由于前面已经选定轴的材料为45号钢，调制处理。查表《机械设计》表15-1许用弯曲应力???1??180MPa。
因此 ?ca????1? 故 设计符合要求。
3.5（Ⅱ）轴的设计 3.5.1 轴的结构工艺性
该轴的结构工艺性同翻转机构的（Ⅰ）轴设计相同，在此不再赘述。
3.5.2轴的材料
该轴的材料同翻转机构的（Ⅰ）轴设计相同，具体说明见翻转机构（Ⅰ）轴的设计。 于是轴的材料选为45钢。
3.5.3计算Ⅱ轴的转矩
由前面计算齿轮的时候已经知道，两齿轮的传动比为i12?9，由i12?T2?9T1。由T1?5849.8N，得：T2?52648.2N?m
Z1T2??9,即：Z2T13.5.4大扇形齿轮轴上的受力
- - 30
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前面我们已经求出作用在小齿轮上的力，大扇形齿轮的受力和小齿轮的受力是大小相等，方向相反。同时大扇形齿轮上的受力作用在Ⅱ轴上。即
Ft?2T12?5849.8??66475N ?3d1132?10Fr?Ft?tan??66475?tan20??21272N
Fn?Ft66475??70793N ?cos?cos203.5.5计算轴的最小直径
我们是按扭转强度条件来计算轴的最小直径，这种方法只按轴的扭矩来计算轴的强度：如果还受不大的弯矩时，则用降低需用扭转切应力的方法予以考虑。在做轴的结构设计时，通常用这种方法来初步估算轴的直径。对于不大重要的轴，也可作为最后的计算结果。轴的扭转强度条件为：
?T?式中：
T???T? (3-40) WT?T——扭转切应力，MPa； T——轴所受的扭矩，N?m；
WT——轴的抗扭截面系数，mm3；
??T?——许用扭转切应力，MPa。
查《机械设计》表15-3 轴常用几种材料的??T?及A0值，得45号钢的??T??45MPa。 由轴的工作情况可知，安装齿轮的轴所受的扭矩最大，其大小为：
Tca?1.5?2924.9?4387.35N?m。
轴的抗扭截面系数为：WT??d316 (3-41)
由以上的公式得：d?316T
??T???- - 31
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