机械设计课程设计西工大4C(8)

d2?230.77mm,T3?512621N?mm,FP?5354.345N。 水平面：（受力分析如图） 由MH?Fa2d3?162.358N/m； 2列写平衡方程： Fp?Fh1?Fr2?Fh2?0;? ?F(L?L)?FL?M?FL;h12Hh23?p12得Fh1??3864.069N；Fh2?10914.414N。 得水平面的受力弯矩图为 垂直面：（受力分析如图） 轴弯扭图 35

FLFv1?t23?1426.114N；Fv2?Ft2?Fv1?3016.886N L2?L3得竖直方向上的弯矩图为： 22?MV?538.994N?m； 总弯矩：Mm1?MH22Mm2?MH?MV?736.410N?m 22Mm3?MH?MV?538.641N?m； 按弯扭合成应力校核轴的强度 计算承受最大弯矩和扭矩的截面的强度根据参考文献[2]中，式15-5及以上数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取??0.6 轴的计算应力为： 根据d=55mm，查参考文献[2]中，表15-4，计算抗弯截面系数bt(d?t)2W=??14238.41mm3322d

?d3 36

Mm?(?T1) ?ca==56.05MPa???-1?； W 故此轴安全。 精校核轴的疲劳强度 1) 判断危险截面 由弯矩图可知D截面右侧弯矩最大，并受扭转切应力，截面D处虽然 应力最大，但应力集中不大，同时轴颈也较大，故不必经行校核。 截面G 处右侧由于过盈配合和轴肩引起的应力集中较大，此处应力水 平较高，故应进行校核。C处左侧由于轴的直径较小，应力水平也较高，故 应进行校核。 2）G截面右侧 抗弯截面系数：W?0.1d3?0.1?553?16637.5mm3 抗扭截面系数：WT?0.2d3?0.2?553?33275mm3 截面G上的弯矩： MH?675.384N?m，MH?111.380N?m，MD?684.506N?m 截面G上的扭矩：T?512.621N?m M 截面上的弯曲应力：?b?D?41.142MPa W T截面上的扭转切应力：?T??15.41MPa WT 轴的材料为40Cr钢，调质处理。查表可知： 22 37

?B?735MPa,??1?355MPa,??1?200MPa。 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数??及??，查表可知： ???2.04,???1.49 轴材料的敏性系数q??0.84,q??0.86 故有效应力集中系数为： k??1?q?(???1)?1.874k??1?q?(???1)?1.421 查表可知：尺寸系数???0.75，扭转尺寸系数???0.80 轴按磨削加工，查表可知：表面质量系数??=??=0.93 轴未经表面强化处理，即?q?1 综合系数： K??( k?????1??1?1)?1)1?q1?2.57 K??(k??????q?2.85 碳钢的特性系数： ???0.1?0.2，取???0.1 ???0.05-0.1，取???0.05 于是，计算安全系数： ????b?S??MD?41.142MPa,?m?0MPa W??1?3.36K???????m??1?8.95 S??K??a????mSca?S?S?S??S?22 ?2.15?S?1.5 故可知其安全。 截面G右侧安全 38

3）截面C处左侧 抗弯截面系数：W?0.1d3?0.1?42.53?7676.56mm3 抗扭截面系数：WT?0.2d3?0.2?453?15353.13mm3 截面IV右侧的弯矩：M?449.765N?m 截面IV上的扭矩：T?512.621N?mm 截面上的弯曲应力：?b?M?58.59MPa W 截面上的扭转切应力：?T?T?33.39MPa WT 轴的材料为40Cr钢，调质处理。查表可知： ?B?735MPa,??1?355MPa,??1?200MPa。 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数??及??，查表可知： ???2.06,???1.63 轴材料的敏性系数q??0.84,q??0.86 故有效应力集中系数为： k??1?q?(???1)?1.89k??1?q?(???1)?1.542 查表可知：尺寸系数???0.73，扭转尺寸系数???0.76 轴按磨削加工，查表可知：表面质量系数??=??=0.93 轴未经表面强化处理，即?q?1 综合系数： K??( k?????1??1?1)?1)1?q1?3.66 K??(k??????q?2.104 碳钢的特性系数： ???0.1?0.2，取???0.1 39

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