翻板機(jī)主驅(qū)動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與校核計(jì)算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u14549翻板機(jī)主驅(qū)動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與校核計(jì)算案例 1248471.1軸的選擇 149621.2軸承的選擇 1155721.3軸的校核 2314681.4軸承校核 51.1軸的選擇對(duì)軸的選擇要控制好材料指標(biāo)，這里主要選擇45鋼，經(jīng)過預(yù)處理。查表得，材料的力學(xué)性能為σb＝650MPa，σ-1＝270MPa，τ-1＝155MPa，E＝2.15×105MPa，按軸所受的轉(zhuǎn)矩估算軸的最小直徑為dmin＝A因?yàn)椴牧蠟?5鋼，取A＝115，得：dmin＝A·QUOTE2pn=115×3183.15因此選取軸的最小徑為75cm1.2軸承的選擇軸承是翻板機(jī)中必不可少的零件之一，為了能夠使得套圈進(jìn)行嚴(yán)格的定位，軸承和軸均采用過盈配合，并要求軸承在使用前必須是干凈的，裝配時(shí)需用專業(yè)工具或著在過盈配合環(huán)上墊上棒或著套，不可以通過滾動(dòng)體和保持架傳遞壓力或打擊力[12]。這里我們主要以軸承所能承載的作用力進(jìn)行規(guī)劃，選擇合適的軸承，最終以角接觸球?yàn)橹?。根?jù)dп-ш＝82mm，選取7271AC型角接觸球軸承，其軸的基本尺寸如圖4所示：圖4軸的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖1.3軸的校核軸的整體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，結(jié)構(gòu)之間的連接較為緊密，要多方面檢查軸的結(jié)構(gòu)，確定好結(jié)構(gòu)承載負(fù)荷，保證其支撐結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，軸的載荷可以通過其他系數(shù)計(jì)算求得，基于軸強(qiáng)度特殊性，需要對(duì)軸強(qiáng)度進(jìn)行校核。(1)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖5所示：圖5軸的力學(xué)簡(jiǎn)圖(2)輪齒受力分析：圓周力：Ft＝QUOTE2Td=2×2332110130=35878.62N2T徑向力：Fr＝QUOTEFttanαcosβ=35878.62×tan20.529°cos13.590軸向力：Fa＝Fttanβ＝35878.62×tan13.590°＝8673.32N(3)計(jì)算支反力：水平方向：FNH1＋FNH2－Ft＝0FNH1(l2＋l3)－Ftl3＝0FNH1＝26492.05NFNH2＝9683.57N垂直方向：FNV1＋FNV2－Fr＝0FNV1(l2＋l3)－Frl3－Ma＝0Ma＝QUOTEFaD28673.32×1302FNV1＝11703.39NFNV2＝2118.77N(4)彎矩圖如圖6所示：分別按水平面和垂直面計(jì)算彎矩：水平方向彎矩：MH＝FNH1·l2＝26492.05×98.5N·mm＝2609466.93N·mm垂直方向彎矩：MV1＝FNV1·l2＝11703.39×98.5N·mm＝1152783.92N·mmMV2＝FNV2·l3＝－2118.77×278N·mm＝－589018.06N·mm總彎矩：QUOTEM1=MH2+MV12=2609466.93圖6彎矩圖(5)根據(jù)第三強(qiáng)度理論進(jìn)行校核σca＝QUOTEσ2+4αι2α——折合系數(shù)，由于彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力循環(huán)特性不同的影響。選取α＝1;σ——彎曲應(yīng)力;τ——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力。彎曲應(yīng)力計(jì)算：σ＝QUOTEMWMW（4-3）W——抗彎截面剛度：抗彎截面系數(shù)計(jì)算：W＝QUOTEπ32d3=π因此σ＝QUOTEMW=2852758.04215689.97=13.226Mpa扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力計(jì)算：τ＝WT——抗扭截面剛度：抗扭截面系數(shù)計(jì)算：WT＝QUOTEπ16d3=2w=431379.94mm因此τ=代入式得：

σ前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，得[σ-1]＝60MPa。因此σca＜[σ-1]，所以安全。1.4軸承校核軸承型號(hào)為7217AC角接觸軸承，軸承正裝，預(yù)計(jì)設(shè)備的工作時(shí)間為40000小時(shí)，轉(zhuǎn)速111r/m。(1)計(jì)算軸承數(shù)據(jù)：Fa＝8673.32NFt＝35878.62NFr1＝QUOTEFNH12+FFr2＝QUOTEFNH22+F7217AC角接觸球軸承的派生軸向力為Fd＝0.68FrFd1＝0.68Fr1＝0.68×28962.01＝1969417NFd2＝0.68Fr2＝0.68×9622.73＝6543.46N (2)判斷松緊端Fd1＝19649.17NFd2＋Fa＝6543.46＋8673.32＝15216.78N＜Fd1因此軸承左端放松，右端壓緊。放松端軸承承受的軸向力為：Fa1＝Fd1＝19691.17N壓緊端軸承承受的軸向力：Fa2＝Fd1-Fa＝19691.17－8673.32＝11020.85N(3)計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷QUOTEFa1Fr1Fa1FQUOTEFa2Fr2Fa2Fr2＝1.145＞得，X1＝1，Y1＝0X2＝0.41，Y2＝0.87軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷：P＝fd(XFr＋YFa)（4-5）fd——載荷系數(shù)，取1。因此，P1＝fd(X1Fr1＋Y1Fa1)＝1.5×(1×28962.01＋0)＝43443.02NP2＝fd(X2Fr2＋Y2Fa2)＝1.5×(0.41×9622.73＋0.87×11020.85)＝20300.19N