毕业设计自动化停车场机械设计

华东理工大学本科生毕业设计 自动化停车场的机械设计

2.7.3轴的结构设计

轴的机构和形状取决于下列因素：轴上零件的类型、布置和固定方式，载荷的性质、大小、方向及分布情况。轴承的类型和尺寸，轴的毛坯、制造和装配工艺要求等。轴的结构应便于轴上零件的定位、固定和装拆，尽量减小应力集中，受力合理，有良好的工艺性。对于要求刚度大的轴，还应从结构上考虑减小轴的变形。轴的结构设计入图所示，根据轴的受力选取3系列深沟球轴承，为了便于轴承的装配，选取装轴承处的直径为d=60mm,其他部分如图所示。

2.7.4 轴上的受力分析

链轮的圆周力：由前面计算知，链轮的有效圆周力为Ft?10kN， 链轮的径向力：Fr?Fttan?ncos??10?10?30.3640.986N?3692N

链轮的轴向力：由于链轮无轴向力，故Fx?0。

1. 求支反力

在水平面上的支反力如图所示，

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a．受力分析图 A Fn Ft B C

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由?MA?0，且受力的对称性知

RAz?RBz?12Ft?5000N

在垂直面内的支反力由图d知，

RAy?RBy?12Fr?1846N

2. 作弯矩图和转矩图

链轮的作用力在水平面内的弯矩图如图c所示，

MCz?5000?1.175?5875N?m

链轮作用在垂直面内的弯矩如图所示，MCy?1846?1.175?2169N?m

该弯矩图的作用平面不定，但当其与合成弯矩图共面时是最危险截面。这时其弯矩为二者之和，则截面C的最大合成弯矩为 MC?

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MCz?MCy?225875?2169?6263N?m22

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2.7.5轴的强度校核

1. 确定最危险截面

根据轴的结构尺寸及弯矩图，转矩图，截面处较大，且有轴承配合引起的应力集中，截面E处弯矩较大，直径较小，又有圆角引起的应力集中截面D处弯矩最大，且有齿轮配合与键槽引起的应力集中，故属危险截面，现对D截面进行强度校核。

2. 安全系数校核计算

由于减速机轴的转动，弯矩引起对称循环的弯应力，转矩引起的为脉动循环的切应力。 弯曲应力幅为

?a?MDW?6263?1024.366Pa

?258?10Pa?258MPa

式中 W—抗弯截面系数，由表查的

W?24.3cm?24.3?10m363

由于是对称循环应力，故平均应力?m?0，根据式

S???1K?

???????m270?106 ?2.620.92?0.81

?30.6??0?2.5

式中??1?45钢弯曲对称循环应力时的疲劳极限，由表查得??1?270MPa；

K??正应力有效应力集中系数，由表按键槽查得K??1.5，按配合查得K??2.62，

故取K??2.62；

??表面质量系数，轴经车削加工，按表查得??0.92；

??尺寸系数，由表19.3?11查得??0.81。

切应力幅为?m????T12Wp?6620?1062?30.1Pa

?10.3?10Pa

式中Wp??抗扭截面系数，由表查得WP?30.1cm3?30.1?10?6m 根据式

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