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根据教材P225（10-14）式得Z2所受的力分别为 Ft1?Ft2?924.74NFr2?Fa1?150.55NFa2?Fr1?301.03N Fr3?801.39N Fa2?301.03N ④根据轴的结构图作出轴的计算简图、受力分析图及弯矩扭矩图如下 由于该轴两轴承非对称，根据几何尺寸算得 L1?49mmL2?76mmL3?61mm 由上图及力平衡和力矩平衡求得的力和力矩如下： Fx1?1403.24NFx2?1723.3N Fy1?457.86NFy2?494.08N 25 / 38 T2?66054N?mm M?90748.6N?mm 2222 M?Mx?M?85597.64?30138.88?90748.6N?mmmaxymax （6）按弯扭合成应力校核轴的强度 从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面C是轴的危险截 面，校核C截面。根据P343式（15-5）及上述(3)中的数据，以及轴单 向旋转， Mxmax?85597.64N?mmMymax?30138.88N?mm 扭转切应力为脉动循环变应力，取α=0.6，轴的计算应力：?ca?23.10MPa 前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由P362表15-1查得 ???1??60MPa。因此?ca????1?，故安全。 （三）输出轴的设计计算 M2?(?T)290748.62?(0.6?66054)2?ca???23.10MPa 3W0.1?35PⅢ?3.188KW 1、按扭矩初算轴径。 选用45调质，硬度217~255HBS 根据教材P370（15-2）式，并查表15-3，取A0=115，P为传递功率为P?PⅢ?3.188KW，n为一级输入轴转速nⅢ?111.37r/min。 d?21mm d?A03P（实心轴） n3.188?19.47mm 111.37则： d?115?考虑有键槽，将直径增大5%，则d?19.47?(1?5%)?20.43mm，圆整后取d?21mm 2、轴的结构设计 （1）轴上零件的定位，固定和装配 二级圆锥直齿圆柱齿轮减速器的联轴器一端用轴肩固定另一端用轴端挡圈固定，齿轮相对于轴承做不对称转动，齿轮一端由轴肩定位，26 / 38 另一端用套筒轴向固定，周向用平键连接。两轴承分别以轴肩、套筒和 端盖定位。 （2）确定轴的各段直径和长度 ①因为输出轴的最小直径显然是安装联轴器出轴的直径，联轴器的计算转矩Tca?KAT1，查教材P351表14-1，取KA?1.3则： Tca?KAT1?1.3?273.372?355.39N.m Tca?355.39N?m 查标准GB/T5014-1995选HL3型弹性柱銷联轴器，其公称转矩为Tn?630N?m，半联轴器孔径d?30:38mm，故取d?30mm，半联轴器长度L?82mm,半联轴器与轴配合的毂孔的长度L1?60mm。 ②由于轴承只受径向力的作用，故初选6008型深沟球轴承，其尺寸为d×D×B=40mm×68mm×15mm。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，取套筒长为24mm，取齿轮距箱体内壁的距离a=16mm ，滚动轴承距箱体内壁的距离s=8mm，各段长度及直径如下： （3）轴上零件通过键进行周向定位 齿轮、半联轴器于轴的周向固定均采用普通平键（A型）连接。按d?45mm由P106表6-1查得平键截面b?h?14mm?9mm，键采用键槽铣刀加工其长度L?50mm, 同时为了保证齿轮轮毂与轴配合有良好的H7对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为；同样半联轴器与轴的连接n6H7选用b?h?8mm?7mm?50mm，半联轴器与轴的配合为。滚动轴承k6与轴的轴向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为m5。 （4）确定轴上圆角和倒角尺寸 轴端倒角为1?45o，圆角半径R?1.2:1.6 （5）求轴上的载荷 ①求分度圆直径：已知d4?260mm 27 / 38 T3?273.732N?m ②求转矩：已知T3?273.732N?m ③求作用在齿轮上的力 根据教材P198（10-3）式得Z4所受的力分别为 Ft4?2201.8N Fr4?801.39N Ft4?Ft3?2T22?66.054?10??2201.8Nd3603Fr4?Fr3?Ft3tan??2201.8?tan20?801.39N ④根据轴的结构图作出轴的计算简图、受力分析图及弯矩扭矩图如下 由于该轴两轴承非对称，根据几何尺寸算得 L1?61.5mmL2?134mm 由上图及力平衡和力矩平衡求得的力和力矩如下： Fx1?1481.5NFx1?720.2N 28 / 38