气动锚杆钻机说明书 - 图文

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7.精确校核轴的疲劳强度

（1）判断危险截面：8面的右侧。 （2）截面8右侧

抗弯截面系数 W?0.1d3?0.1?19.53?741.49mm3 抗扭截面系数 WT?0.2d3?0.2?19.53?1482.98mm3 截面4左侧的弯矩为

M?M2-M188?42(81?42)?M1?9289.974N.M

M 截面4上的扭矩为 T?3170N.截面上的弯曲应力 ?b?截面上的扭转切应力

M9289.974??12.529MPa W741.49?T?T3170??2.138MPa WT1482.98轴的材料为40Cr，由书1中表15-1查得?B?735MPa， ??1?355MPa，??1?200MPa。截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数??及??按书[1]附表3-2查取。因

r1D29??0.05，??1.487，经插值后可查得 d19.5d19.5???1.96，???1.75

又由附图3-1可得轴的材料的敏性系数为

q??0.77，q??0.81

故有效应力集中系数为

k??1?q?(???1)?1?0.81?(1.75?1)?1.608 k??1?q?(???1)?1?0.77?(1.96?1)?1.739

由附图3-2的尺寸系数???1，由附图3-3的扭转尺寸系数???1。 轴按磨削加工，由附图3-4得表面质量系数为??????0.94。

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轴未经表面强化处理，即?q?1，则综合系数为： K??k?11.7391??1???1?1.803 ????10.94 K??合金钢的特性系数

k?11.6081??1???1?1.672 ????10.94 ???0.2~0.3，取???0.25 取???0.125 所以轴在截面4右侧的安全系数为：

S????1K??a????m?355?15.72

1.803?12.529?0.1?0S????1K??a????mS?S??200?104.1121.672?2.138/2?0.125?2.138/2

Sca?S??S?22?15.72?104.11215.72?104.11222?15.544??S?1.5

故可知其安全。因无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性，故可略去静强度校核。 因为输入轴和轴7结构相似，故不必再校核。 （三）输出轴6的设计 1.轴上的参数

T6?50N?M2.初步确定轴的最小直径

n6?240r/min

P6?1.25KW

选取轴的材料为40Cr。根据书1表15-3选取

A??115于是得

d4.轴的结构设计

min?pAn3?66?115?31.25mm?20mm 240（1）拟定轴上零件的装配方案如图3-5

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图3-5

（2）根据轴向定位要求确定轴的各段直径和长度。 1）由于

dmin?20mm，最小轴颈为装轴承处，初选6205深沟球轴承，

d?D?B?25mm?52mm?15mm，取2）6-7为装齿轮处，

d5?6?25mm,l5?6?15mm。

d6?7?24mm,l6?7?24mm，齿轮右端用弹性挡圈定位，

d7?8?23mm,l7?8?1mm，取d8?9?24mm,l8?9?3mm。

3）4-5装超越轴承，防止钻杆反转，

d4-5?32.7mm,l4?5?35mm。

4）3-4装轴承，初选6206型深沟球轴承，

d3-4?30mm,l3?4?38mm。

d?D?B?30mm?62mm?16mm。

5）在距左轴端31mm处钻一7.5的孔，通水气，左端螺纹21mm，M30?1.5。因钻头底部需需插入左轴端，故左轴端应钻出相应的孔，使钻头可正常安装。孔径为19mm。 （3）轴上零件的周向定位

1）齿轮与轴的周向定位采用平键连接，按由书1表6-1查得平键截面

b?h?l?8mm?7mm?22mm，键槽用键槽铣刀加工，长为25mm，同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为2）键的强度校核

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键、轴和轮毂的材料都是钢，由书1中表6-2查得，取?p?90MPa，键的工作长度

??l?L?b?22?8?14mm，键与轮毂键槽的接触高度k?0.5h?0.5?7?3.5mm。则：

?p?2T6?103kld2?50?103??85MPa?[?p]（合适） 3?14?24键的标记为：键 8×7×22 GB/T 1096-2003

（4）确定轴上圆角和倒角尺寸，参考书1表15-2，选轴端倒角为1.5?45?，各处圆角半径为0.5mm。 四.轴承的校核

?预期寿命Lh?2?8?300?3?14400h

（一）6204型深沟球轴承的校核

查手册得6204型深沟球轴承Cr?12800N

Fr?FNV1?FNH1?(?20.398)2?169.4842?170.707N

22因只受径向力，取fp?1.5

P?fpFr?1.5?170.707?256N

验算6204轴承的寿命

?106ftC31060.9?128003Lh?()??()?0.36?106h?Lh

60nP60?4187256故所选轴承可满足寿命要求。 （二）6203型深沟球轴承的校核

查手册得6203型深沟球轴承Cr?9580N 1．下端6203型

Fr?FNV2?FNH222?(317.477)2?(?63.725)2?323.8N

因只受径向力，取fp?1.8

P?fpFr?1.8?323.8?582.84N

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