轴上零件的布置方案如图所示。(注:本图是从AutoCAD中导入)
主要尺寸的确定:
初定dⅡ-Ⅲ=73mm,由此据文献(1)P194取7215C型滚动轴承,其尺寸为 75×130×25 mm,其配合段的直径为75 mm(Ⅱ-Ⅲ及dⅥ-Ⅷ),T=27~27.5 mm,取齿轮安装段直径dⅣ-Ⅲ=dⅤ-Ⅵ=78 mm。据文献(1)P134,轴环的宽度LⅣ-Ⅴ=20mm ≈1.4a,故取a=15mm,所以轴环的高度dⅣ-Ⅴ=93 mm。与7215C型轴承配合段的长度LⅡ-Ⅲ=T+L轴套+余量=27.5+(20+5)+4.5=57mm。齿轮的周向定位采用平键,其尺寸为16×10×100mm[GB1096—79(90)]。
>>4.轴结构的工艺性:
轴肩倒圆半径r=4mm(文献(1)P135),轴端倒角均为2×45°,键槽位于同一轴线上。
【抗弯扭合成校核轴的强度】
>>(1)画轴空间受力简图。
将轴上作用力分解为垂直面受力(图b)和水平面受力(图d)。取集中力作用于齿轮和轴承宽度的中点。>>(2)轴上受力分析:
轴传递的转矩为 T=9.55×106×40/200=1910000N.mm
齿轮的周向力 = = =5552N
= = =22471N
齿轮的径向力
∴ 2073N
8318N 齿轮的轴向力:
∴ =5552×tan12.833°=1265N
=22471×tan10.483°=4158N
>>(3)求水平面内的支承反力:
由 =0得 ∴ =1609.68N
由 得 =15309.32N
>>(4)求竖直面内的支承反力:
由
得 =796 N, =5449 N
>>(5)计算轴的弯矩、扭矩,分别画出垂直面的弯矩图b)、水平面的弯矩图e)及扭矩图g)。求合成弯矩并画出其弯矩图f)。
=1890713 N.mm
(注:上图是从AutoCAD中导入)
>>(6)校核轴的强度:C处为危险截面,根据文献(3)式(19.6),取α=0.7(单向转动,转矩按脉动变化),β=0(实心轴),考虑键槽影响, 乘以0.94,得 =58.75 MPa<<[σ-1]
故安全。
【轴承寿命计算】
由于选用了7215C型滚动轴承,故可以查得Cr=79.2 KN, =65.8 KN
由文献(3)表17.8得fp=1.0(轴承所受载荷平稳)
>>(1)计算附加轴向力(如下图,从AutoCAD中导入)
由文献(3)表17.5得7215C型滚动轴承的附加轴向力为Fs=0.5Fr
=2893N
=897.87N
=8125.07N
>>(2)计算轴承所受轴向载荷
=3790.87N<
∴轴承A被“压紧”而D被“放松”
由此可得 =3790.87N, =8125.07N
>>(3)计算当量动载荷
对于A轴承:
由文献(3)表17.7,可求得:
由 查表17.7,可求得: =0.44, =1.30
∴ =5718.2566N
同理对于D轴承:
由文献(3)表17.7,可求得:
由 查表17.7,可求得: =0.44, =1.19
∴ =16818.8949N
>>(4)轴承寿命计算
因 ,故按轴承D来计算轴承寿命: ≈8702h
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