一级涡轮蜗杆减速器设计说明书

设计计算及说明 4.1.3轴的校核计算 l1?53mm l2?179mm l3?179mm 求轴上的载荷 水平： 结果 FNH1?Ft1l3=676N l3?l2 FNH2?Ft1?FNH1?676N垂直：FNH1 ?676N FNH2 ?676N FNV1?Fr1l3?Fa1d1/2=1367N l3?l2 FNV2?Fr1-FNV1?327N 水平弯矩：MH?FNH2?l3?121004N?mm 垂直弯矩：FNV1 ?1367N FNV2 ?327N MH?121004N?mm MV1?246304N?mm MV1?FV1?l2=246304N?mmMV2?FV2?l3=58533N?mm MV2?58533N?mm 总弯矩:弯矩图如下： 2M1? M2H? MV1? 274422.4N?mm2M2? M2H? MV2? 134417.6N?mmM1?27422.4N.mm M2?134417.6N.mm 设计计算及说明 结果 从轴的结构图以及弯矩图和扭矩图可以看出危险截面.现将计算出危险 截面处的力矩值列于下表 载 荷 水平面H 垂直面V FNH1 ?676N FNV1 ?1367N FNV2 ?327N支反力 FNH2 ?676N F MV1?246304N?mm 弯矩M MH?121004N?mm MV2?58533N?mm 22 M1? MH2? MV12?274422.4 N?mm 总弯矩 22 M2? MH2? MV22?134417.6 N?mm 扭矩T T1=54090N·mm （1）按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的强根据式15-5 及上表中的数值,并取α=0.6，轴的计算应力 σ=8.06 mpa σ=[M2+(αT)2]1/2/W=8.06 mpa 前面以选定轴的材料为45钢,调质处理,由表15-1查得 ???1??60MPa.σ≤[σ-1]，故安全. （2）精确校核轴的疲劳强度 1) 危险截面的左侧 3 333W=27463 mm1抗弯截面系数 W1=0.1d=0.1×65=27463 mm W2=54925 mm3 333 抗扭截面系数 W2=0.2d=0.2×65=54925 mmM=136757.52N·截面左侧的弯矩M为 mm M=277422.4×(71-36)/71=136757.52N·mm 截面上的扭矩T2为 T1=54090N·mm 截面上的弯曲应力 ?b?M?4.9MPa W?b?4.9MPa 设计计算及说明 截面上的扭转切应力 τ=T1/W2=0.98MPa 轴的材料为45钢,调质处理.由表15-1查得 结果 τ=0.98MPa ?B?640MPa,??1?275MPa,??1?155MPa ?B??155MPa 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数??,??按表3-2查 取.因r/d=0.0285，D/d=1.142，经插值后可查得???2.2112， ???1.52 又由附图3-1可得轴的材料的敏性系数为 q??0.82,q??0.85 故有效应力集中系数按式(附3-4)为 kσ=1+qσ(ασ-1)=1.993 kσ=1.993 kτ=1+qτ(ατ-1)=1.67 kτ=1.67 εσ=0.66 由附图3-2得尺寸系数 ε由附图3-3得扭转尺寸系数 εσ=0.66 =0.8 ετ=0.8 τ轴按磨削加工,由附图3-4得表面质量系数为 ??????0.92 轴未经表面强化处理,即?q?1,则按式3-12及式3-12a得综合系数值为 Kσ= kσ/εKτ= kτ/εσ +1/βσ-1=3.1067 +1/βτ-1=2.174 Kσ=3.1067 Kτ=2.174 Sca=13.19 安全. τ又由3-1节和3-2节得碳钢的特性系数 ???0.1~0.2,取???0.1 ???0.05~0.1,取???0.05于是,计算安全系数 Sσ=σ-1/( Kσσ+фσσm)=37.9 Sτ=τ-1/( Kτσ+фττm)=14.07 Sca= SσSτ/( Sσ2+Sτ2)1/2=13.19＞＞1.5 故可知其安全. 设计计算及说明 2)截面右侧 抗弯截面系数 W1=0.1d3=0.1×803=51200 mm3 抗扭截面系数 W2=0.2d3=0.2×803=102400 mm3 截面右侧的弯矩M为 M=274422.4×(76-31)/76 =136757.52 N·mm 截面上的扭矩T2为 T1=54090N·mm 截面上的弯曲应力 σ=M/W=2.67Mpa 截面上的扭转切应力 τ=T1/W2=0.53 Mpa 结果 W1=51200 mm3 W2=102400 mm M=136757.52 N·mm T1=54090N·mm σ=2.67Mpa τ=0.53 Mpa 过盈配合处的k?/?? 值,由附表3-8用插入法求出,并取 k?/???0.8k?/??,于是得k????3.1 k????0.8?3.1?2.48 轴按磨削加工,由附图3-4得表面质量系数为 ??????0.92 轴未经表面强化处理,即?q?1,则按式3-12及式3-12a得综合系数值为 K??K??k? ??k???1??1?1?3.18 ?????1?2.56于是,计算安全系数 S??275?55.766 3.18?1.5676 Sca=13.284 强度是足够的 155S???13.687 8.4838.4832.62??0.05?22 Sca= SσSτ/( Sσ2+Sτ2)1/2=13.284＞＞1.5 故该轴在截面右侧的强度也是足够的 4.2蜗轮轴的设计计算