中南大学机械设计课程设计论文(2)

L4=83-2=81mm,5 ○ 右 起 第 五 段 ， d5=d4+2 × ( 0.07~0.1 )

d4=52mm,L=0.1×d4×1.4=6.3mm。6 ○右起第六段，由于同一轴上的轴承选用同一型号，

便于轴承座孔镗制和减少轴承类型，取 d6=d3=40mm,Ld=23-2=21mm。 (4)求齿轮上作用力的大小、方向1 ○小齿轮分度圆直径：d1=78mm

Ft=1876Nm

Fr=628.80Nm

2 ○作用在齿轮上的转矩为：T1 =73.15×105 N·mm3 ○求圆周力：Ft

Ft=2T2/d2=2×73.15×105/78=1876N4 ○求径向力 Fr

RA=RB=938Nm

Fr=Ft·tanα=1876×tan200=628.8N Ft,Fr 的方向如下图所示 (5)轴长支反力 根据轴承支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴 上的安装位置，建立力学模型。 水平面的支反力：RA=RB=Ft/2 =938 N 水平面截面 C 处的弯矩 Mn=L×RA/2=68.474。 垂直面的支反力：由于选用深沟球轴承则 Fa=0 那么 RA’=RB’ =Fr/2=341.4 N 垂直面截面 C 的弯矩：MC1’= MC2’=RA’×73=25

RA’=RB’=341.4N

MC=68.474Nm

MC1’= MC2’=25 Nm MC1=MC2=72.9Nm

T=73.164 Nm

Nm。 (6)画弯矩图 合成弯矩MeC2=72.9Nm M C1 = M C 2 = M C + M C1 = 68.474 + 25 = 72.9 Nm2 2 2 2

α=0.6

(7)画转矩图： T= Ft×d1/2=73.164 Nm (8)画当量弯矩图 因为是单

向回转，转矩为脉动循环，α=0.6 可得右起第四段剖面 C 处的当量弯矩：M eC 2 = M C 2 + ( T ) 2 = 84.5 Nm α2

[σ-1] =60Mpa

(9)判断危险截面并验算强度1 ○右起第四段剖面 C 处当量弯矩最大，而其直

径与相邻段相差不大，所以剖面 C 为危险截面。 已知 MeC2=73.164Nm ,由课本表 13-1 有: [σ-1]=60Mpa 则：

σe= MeC2/W= MeC2/(0.1·D43) =73.164×1000/(0.1×453)=8.59 Nm<[σ-1]2 ○右起第一段 D 处虽仅受转矩但其直径较小，

故该面也为危险截面： σe= MD/W= MD/(0.1·D1 ) =33.1×1000/(0.1×403)=5.12 Nm<[σ-1] 所以确定的尺寸是安全的 。3

MD=33.1Nm

受力图如上

计算功率查表 KA=1.3,故 Pc=1.3×6.33=8.6kN 链条节距：kz=(z1/19)=0.89 kl=(Lp/100)=1.035 采用单排链：km=1.0,故 Po=Pc/(kzkl)=9.34(kw) 当转速 n1=388r/min,参照书上图 9-30,确定链 16A 的链条节距 25.4mm。 实际中心距：a=a0=40p=1016mm。 验算链速 v=z1n1p/60000=2.79m/s。 符合原来假定。 选择润滑方式按 p=25.4mm,v=2.79m/s,选择飞 溅润滑，作用在轴上的压力。FQ=1.3F, F=1000 ×P c/v=3082N, FQ=1.3F=4007N。 查机械设计手册可得，节距为 25.4mm, 排距为 29.29mm,内链节内宽 15.57mm,销轴直 径 7.92mm,内链节外宽 22.61mm,外链节内宽 22.66mm,销轴长度 33.5mm,止锁端加长量 5.4mm,内链板高度 24.13mm,单排极限拉伸荷 载 55600mm,单排每米质量 2.6kg/m。分度圆直 径 d1=138mm,d2=347.95mm,齿顶圆直径 da1=150mm,da2=356.52mm,分度圆弦齿高

ha1=6mm, ha2=6mm, 齿根圆直径 df1=122.12mm, df2=332.07mm, 最大齿根圆奇数齿 lx=121.52mm, 偶数齿 lx1=122。12mm,奇数齿 lx2=331.83mm, 偶数齿 lx2=332.07mm。齿宽 bf=14.96mm,倒角 宽 ba=3.05mm,倒角半径 rx=26mm,齿侧凸缘圆 角半径 ra=1.016mm,链轮齿总宽度 bfm=14.96mm。 输出轴的设计计算 (1) 确定轴上零件的定位和固定方式 (如图)

1,5—滚动轴承 2—轴 7—键 8—轴承端盖

3—齿轮 4—套筒 6—密封盖 9—轴端挡圈 10—半联轴器

(2)按扭转强度估算轴的直径选用 45#调质，硬度 217~255HBS 轴的输入功率为 PⅡ=7.21 KW

转速为 nⅡ=388 r/min