道路垃圾清扫机工作头设计

??

M2?(?T)2?WM12?(?T)20.1d3?36136.52?(0.3?6115.2)20.1?283?16.48MPa目前已选择轴的材料为45钢，调制处理，由表15-1查得[??1]?60MPa。因此

??[??1]，故安全。

（5）精确校核轴的疲劳强度,判断危险截面

从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，L3与L4段的截面处引起的应力集中最严重；从受载的情况来看，L1段得右截面不受扭矩作用，截面L3、L4的应力最大。 校核L3段得右截面

33.2mm3 抗弯截面系数W?0.1d?0.1?28?2195抗扭截面系数WT?0.2d3?0.2?283?4390.4mm3

L3段右截面的弯矩M为

M?36136.5?截面的扭矩为T?6115.2N?mm 截面上的弯曲应力

36.5?15?21285.9N?mm

36.5?b?截面上的扭转切应力

M21285.9??9.7MPa W2195.2?T?T6115.2??1.39MPa WT4390.4MPa,??1?275MPa,轴的材料为45钢，调制处理。由表15-1查得?B?640??1?155MPa

截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数??及??按照附表3-2查取。因

r1d??0.0357,?1,经插值法可查得 d28d???2.02,???1.37

又由附图3-1可得轴的材料的敏性系数为

q??0.82,q??1.85

故有效集中系数按式（附表3-4）为

k??1?q?(???1)?1?0.82?(2.02?1)?1.8364

k??1?q?(???1)?1?1.85?(1.37?1)?1.6845

由附图3-2的尺寸系数???1.67；由附图3-3的扭转尺寸系数???0.80。轴按照车加工，

由附表3-4得表面质量系数为??????0.88

轴未经过强化处理，即?q?1则按式（3-12）及式（3-12a）得综合系数为

K??K??k???k???1??1?1?1.83641??1?1.236 1.670.88?????1?1.68451??1?2.242 0.80.88又由§3-1及§3-2得碳钢的特性系数为

???0.1~0.2,取???0.1 ???0.05~0.1,取???0.05

于是，计算安全系数Sca值，按式（15-6）?（15-8）则得

S??S??Sca???1275??112.94

K??b????m1.236?1.97?0.1?0??1K??a????mS?S?S??S?22?155?81

2.242?0.835?0.05?0.835?65.82?S?1.5

?112.94?81112.94?8122故可知其安全。

5.1.2 第二从动轴的设计计算及校核

（1）初步确定轴的最小直径

先根据《机械设计》（第八版，濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，以下所用到的相关公式及表格均出自本书）15-2初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表15-3，取A0?125，于是得

dmin?A03?3P2353.28?10?125?3?17.30mm n2133.3为了保证系统的强度与运动平稳，取轴的最小直径为28mm

（2）轴的结构设计

图6 第二级从动轴的结构示意图

Fig.6 The sketch map of the second level driven shaft

由图可知A、D处安装轴承，C处安装链轮，F处安装带轮。轴承安装A、D处的直径为30mm，B处直径为36mm，C处直径为34mm，E，F处直径为28mm。A处长度为35mm，B处长度为596mm，C处长度为33mm，D处长度为39mm，E处长度为25mm，F处长度为32mm，槽深2mm。C处轴与齿轮的周向定位采用平键联接。由《机械设计课程设计手册》

[18]

查得

平键截面b?h?10mm?8mm（GB/T1096）,平键长度为25mm，周向定位采用挡圈进行定位。F处周向定位采用平键联接，由手册查的平键截面b?h?8mm?7mm（GB/T1096），平键长度为25mm；轴向定位采用挡圈进行定位。轴上倒角圆角均为1mm。

（3）求轴上的载荷首先根据轴的结构图做出轴的计算简图。作为简支梁的轴的支承跨距L1?L2?639.5?36?675.5mm，L3?32.5mm，L4?30mm，根据轴的简图做出轴的水平面上的弯矩图，和垂直面上的弯矩图和水平面上的扭矩图，垂直面上的扭矩图,具体情况见图7。

图7 第二级从动轴的载荷分析图

Fig.7 The load analysis chart of the second level driven shaft

从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出L3与L4交界面是轴的危险截面。现将计算出截面处的MH,MV及M得值列入表2(参看图6)。

表2 第二级从动轴的载荷分析

Table2 The load analysis of the second level driven shaft

载荷 水平面 垂直面

支反力 FNH1?208.9N,FNH2?1435.4N FNV1?147N,FNV2?422.8N

.6N?mm MV1?14479弯矩 MH?133591.5N?mmMV2?270380.6N?mm

N?mm,M2?301583N?mm 总弯矩 M1?134374扭矩 T?26417.7N?mm

（4）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截面（及危险截面）的强度。根据式（15-5）及上表中的数值，并取?=0.3，轴的计算应力

??M2?(?T)2?WM12?(?T)20.1d3?2134374?(0.3?26417.7)20.1?283?6.12MPa

目前已选择轴的材料为45钢，调制处理，由表15-1查得[??1]?60MPa。因此

??[??1]，故安全。

（5）精确校核轴的疲劳强度 判断危险截面

从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，L3与L4段的截面处引起的应力集中最严重；从受载的情况来看，L1段得右截面不受扭矩作用，截面L3、L4的应力最大。 校核L3段得右截面

33.2mm3 抗弯截面系数W?0.1d?0.1?28?2195抗扭截面系数WT?0.2d?0.2?28?4390.4mm

L3段右截面的弯矩M为

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