机械工艺课程设计 - 同轴式二级圆柱齿轮减速器的设计(5)

水平面R?H?Fa?d357.78?64Fr1560.59??64?4287.6922??4532.86N 122122 R?H?Fr?R?H?4287.69?4532.86??245.17N 垂直面R?V?R?V?Ft11359.55??5679.78N 22 (6)绘制弯矩图。

水平面弯矩图（-d)

截面b：M/bH?64R?H?64?4532.86?290103.04N M//bH?M/bH?Fa?d1560.59?357.78?290103.04??10929.09N 22 垂直面弯矩图（-f）

MbV?64R?V?64?5679.78?363505.92N 合成弯矩图（-g）

2Mb?M/2bH?MbV?290103.042?363505.922?465076.69N / M//b2?M//2bH?MbV?10929.092?363505.922?363670.18N

(7)绘制扭矩图（-h）

由前知T=2032110N.mm，又根据

?B?60M0Pa,由表12-3查得

95 ?T?0.58?2032110?1178623.8N.mm （8）绘制当量弯矩图（-i）

对于截面b： M M/be2和??0?b?95MPa,故??55?0.58。 ???1?b?55MPa?M/2b???T??465076.692?1178623.82?1267063.69N.mm

//be?M//b?363670.18N.mm

对于截面?和?

Mae?M?e??T?1178623.8N.mm

（9）分别计算轴截面a和b处的直径。

da?3

Mae1178623.8?3?59.84mm

0.1???1?b0.1?55第 20 页 共 30页

M/be1267063.69?3?61.3mm db?30.1???1?b0.1?55两截面虽有键槽消弱，但结构设计所确定的直径已分别达到70mm和82mm，所以，强度足

够。 （10）精确计算校核轴的疲劳强度

下面以b截面处为例，精确校核该截面的疲劳强度。查表12-1得，??1?275MPa，

??1?140MPa。分别计算弯曲应力和扭转应力

M/b32M/b32?465076.69 ?a? ???8.6MPa33W?d3.14?82

?m?0

1T8T8?2032110 ???3??9.78MPa22WT?d3.14?8231??9.78MPa 2 ?a? ?m?轴的弯曲等效系数，???0.2。轴的剪切等效系数，???0.1。查表12-4可得键槽处的弯曲、扭转有效应力集中系数为，k??1.76,k??1.54

查表12-4得到，弯曲、扭剪时轴的绝对尺寸系数为，???0.81查表12-8得到，,???0.76。轴的表面质量系数??0.95。按无限寿命考虑，取寿命系数KN?1;正火处理45号钢、轴材质均匀、载荷与应力计算比较精确，取?S?=1.5，由公式：

S??KN??1k????? S???a????mKN??11?275?0.81?0.95?7.59

1.76?15.85k??1401.54?9.20?0.1?9.200.76?0.957.59?6.817.59?6.8122?6.81

??? S??a????mS?S?S??S?22??5.07??S?

因此，轴的b截面有足够个疲劳强度、安全。

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a 2 b 1 a Fa B Fr R2h R2v Ft R1h R1v Fa C Fr R2h Mbh’ R1h Mbh’’ d E Ft R2v Mbv R1v f Mb’ Mb’’ g T h Mbe’’ Mbe’ M1e Mae I

八、滚动轴承的选择及计算

轴承预期寿命 Lh?10?365?8?2?5.84?104h

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1. 高速轴的轴承

选用30208型圆锥滚子轴承，查《课程设计》表15-7，得 ??14?02'10''，Cr?71.2kN

e?1.5tan??1.5?tan14?02'10''?0.3746

（1） 求两轴承所受到的径向载荷Fr1和Fr2

由高速轴的校核过程中可知：

RIH?989.45N，R?H?188.74N

R?V?R?V?1560.63N

Rr1?R?H?R?V?989.452?188.742?1007.05N Fr2?FNH2?FNV2?12622?15162?1973N

（2） 求两轴承的计算轴向力Fa1和Fa2

由《机械设计》表13-7得 Fd?2222Fr 2YFd1?Fd22512?659N?2?0.4ctg1151?35??

1973??518N?2?0.4ctg1151?35??因为Fae?875N 所以

Fae?Fd2?1393N?Fd1

Fa1?Fae?Fd2?1393NFa2?Fd2?518N（3） 求轴承当量动载荷P1和P2

Fa11393??0.5545?eFr12512 Fa2518??0.2625?eFr21973

由《机械设计》表13-6，取载荷系数 fp?1.1

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????P)1?fp?0.4Fr1?YFa1??1.1?(0.4?2512?0.4ctg115135?1393

?4024NP2?fpFr2?1.1?1973?2170N

（4） 验算轴承寿命

因为P1?P2，所以按轴承1的受力大小验算

Lh?10?C?10?71.2??????60n?P?60?576?4.024?6?6103?4.18?105h?Lh'

故所选轴承满足寿命要求。

2. 中速轴的轴承

?选用30309型圆锥滚子轴承，查《课程设计》表15-7，得 ??1257?10??，Cr?102kN

e?1.5tan??1.5?tan12?57?10???0.345

（1） 求两轴承所受到的径向载荷Fr1和Fr2

由中速轴的校核过程中可知：

FNH1?68N，FNH2?6186N FNV1?1382N，FNV2?2682N

Fr1?FNH1?FNV1?682?1382.2?1384N Fr2?FNH2?FNV2?61862?26822?6742N（2） 求两轴承的计算轴向力Fa1和Fa2

由《机械设计》表13-7得 Fd?2222

Fr2Y 1384Fd1??398N????2?0.4ctg1257106742Fd2??1938N?2?0.4ctg1257?10?? 因为Fae?Fa2?Fa1?3113?837?2276N 所以

Fae?Fd2?4214N?Fd1

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