毕业设计（论文）

(d) 垂直面弯矩图

M=-300 N.mm

(e) 水平面弯矩图

M=-405 N.mm

(f) 合成弯矩图

T=805 N.mm

(g) 转矩图

图2-1 轴1的受力分析

轴1的设计过程

① 轴的总体设计信息如下： 轴的编号：002 轴的名称：平键轴 轴的转向方式：双向恒定 轴的工作情况：无腐蚀条件

12

毕业设计（论文）

轴的转速：275r/min 转矩：1.5N.mm 材料牌号：45调质 硬度(HB)：230 抗拉强度：650MPa 屈服点：360MPa 弯曲疲劳极限：270MPa 扭转疲劳极限：155MPa 许用静应力：260MPa 许用疲劳应力：180MPa ② 确定轴的最小直径如下：

A值为：112 许用剪应力范围：30～40MPa 最小直径的理论计算值：6.5mm 满足设计的最小轴径：6mm ③ 轴的结构造型如下：

表2-6轴1各段直径长度

长度 直径 11mm 6mm 17mm 10mm 8mm 17mm 5mm 20mm 13mm 16mm 轴的总长度：71.5mm 轴的段数：5

表2-7轴段的载荷信息

直径 距左端距离 垂直面 垂直面 水平面 水平面 轴向扭矩 剪力 弯矩 剪力 弯矩 11mm 180mm 1190.67N 0N.mm 433.37N 0N.mm 126754.55N.mm

表2-8轴所受支撑的信息

直径 距左端距离 11mm 3.3mm 17mm 11mm 表2-9支反力计算

距左端距离 水平支反力Rh1 垂直支反力Rv13.3 31.5mm -200.19N -550.03N 11mm 233.16N -640.62N

13

毕业设计（论文）

表2-10内力

x/mm d/mm m1/N.mm m2/N.mm 3.3 11 0 0 8 17 1.6 . 11 8 1.2 1.3

轴1的校核

1. 弯曲应力校核如下：

危险截面的x坐标：3.3mm 危险截面的弯矩M：2000N.mm 截面的计算工作应力：13.64MPa 3.3mm处弯曲应力校核通过 结论：弯曲应力校核通过 2. 安全系数校核如下： 疲劳强度校核如下：

危险截面的x坐标：3.3mm 危险截面的弯矩M：2000N.mm 有效应力集中系数（弯曲作用）：2.62 截面的疲劳强度安全系数S：5.7 180mm处疲劳强度校核通过 结论：疲劳强度校核通过 静校核计算：

危险截面的x坐标：3.3mm 危险截面的弯矩M：2000N.mm 截面的静强度安全系数：22.51 180mm处静强度校核通过 扭转刚度校核如下：

圆轴的扭转角：0.12?

1

4 直径：11mm 扭矩T：635.22N.mm 许用疲劳应力：180MPa 直径： 11mm 扭矩T：635.22N.mm （扭转作用）：1.89 许用安全系数[S]：2.0 直径：11mm 扭矩T：635.22N.mm 许用安全系数[Ss]：1.8 许用扭转变形：0.9°/m

毕业设计（论文）

扭转刚度校核通过 3. 临界转速计算如下： 当量直径dv：11mm

轴截面的惯性距I：193.06mm4 支承距离与L的比值：0.87 轴所受的重力：400N 支座形式系数λ1：9.0

2.4锥齿轮的计算

锥齿轮作为很主要的传动机构，他又很多的有点：传动稳定，工作效率高，有一定的减震作用，寿命长，可以把横向传动改变承纵向传动。

齿轮的设计有如下要求：

1.齿轮的类型，精度，齿轮的材料以及数。 2.任务书力的要求，齿轮必须使用锥齿轮。 3.齿轮的工作情况转速不是很高，所以精度选用7级 4.两个齿轮的材料都选用45#钢，高频淬火，硬度为HRC55。 5.两个齿轮的齿数Z=20,所以传动比为1.模数m=2.5

2.4.1 根据齿面接触强度计算 1. 确定参数系数K=Kt*KVK?K?

查表得：系数：Kt= 1 动载系数：1 赤间的载荷系数K?=1 齿向载荷分配系数K?=1.2

2. 由任务书上电机的参数可以初步知道齿轮的扭矩为 T=1.5N?M 3. 估算出齿轮的需用接触应力：?'HP?'?limS'H

查图得出?'H=1000N/mm2 初定安全系数Sh‘=1

15

毕业设计（论文）

?

'HP=1000?1=1000N/mm

2

大约算出了

KTu?'HP del?19513=11.652mm

4.锥齿轮的基本计算：

分锥角?=45? 模数m=2.5 分度圆直径d=mz=2.5?20=50mm 外锥距Re= del /2sin?1=16.480 齿宽系数：0.3

齿宽b=0.3?16.480=4.95mm 元整后取5 实际齿宽系数为4/16.480=0.243 中点模数m=1.75(1-0.5?0.243)=1.54

中点分度圆直径d1=50(1-0.5?0.243)=43.925mm 齿顶的缝隙C=0.2? 1.75(查表的齿制C=0.2） 5强度校核

开式齿轮不需要进行疲劳强度的校核 齿根抗弯矩疲劳强度校核： ?F?KAKVKF?KF?FtbmnmYFY?YKYLS??FP

K 查表得出KA=1 KV=1F?=1.5KF?=1 Ft=85N 复合齿形系数Y1=4.5 Y2=4.35 重合度系数Y?=0.25+ 锥齿轮系数Yk=1 载荷分配系数Yls=1 齿根弯曲应力值?=60N/mm2 齿根许用应力值?=150N/mm2 齿根弯曲疲劳基本值为200N/mm2

16

0.75?=0.82