轴的计算Word下载.docx
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—轴传递的转矩,也是轴承受的扭矩,;
—轴的抗扭截面系数,;
—轴传递的功率,KW;
d—轴的直径,mm;
n—轴的转速,r/min。
C—为由轴的材料和受载情况所决定的常数(见下表)。
-轴传递的转矩,也是轴承受的扭矩,单位:
N.mm
按公式计算轴的直径,当轴截面上有一个键槽时,轴径应增大5%;
有两个键
槽时,应增大10%。
轴常用材料的值和C值
注:
当作用在轴上的弯矩比转矩小或只受转矩时,C取较小值,否则C取较大值。
14.3.2轴的刚度计算概念
按弯扭合成强度计算
1.作轴的受力简图
轴上零件所受的作用力,其作用点在轮毂宽度的中间点。
而轴承处支承反力
作用点的位置,要根据轴承的类型和布置方式确定。
如果轴上的载荷不在同一平面内,需求出两个互相垂直平面的支承反力。
即
水平面和垂直面支承反力。
2.作弯矩图
根据受力简图分别作出水平面弯矩图和垂直面的弯矩,求出合成弯
矩并作合成弯矩图。
3.作轴的扭矩图
4.作当量弯矩图
根据已作出合成弯矩图和扭矩图,按第三强度理论计算各剖面上的当量弯矩
,并作当量弯矩图。
式中,—根据扭矩性质而定的校正系数,对于不变的扭矩,;
对
于脉动循环变化的扭矩,;
对于对称循环变化的扭矩,。
5.轴的强度计算
求出危险截面的当量弯矩后,按强度条件计算:
—轴的危险截面的抗弯截面系数,。
表12.3轴材料的许用弯曲应力:
14.4轴的设计举例
例12.1用于带式运输机的单级斜齿圆柱齿轮减速器的低速轴。
已知电
动机输出的传动功率,从动齿轮转速,从动齿轮分度圆
直径,轮毂长度。
试设计减速器的从动轴的结构和尺寸。
解:
1.选择轴的材料确定许用应力
选用45钢,调质处理,查表强度极限,许用弯曲应力
。
?
2.按扭转强度初步计算轴径
取材料系数?
?
轴的截面上有一个键槽,将直径增大,则
取标准值,即轴的最小直径。
3.轴的结构设计
1)轴上零件的定位、固定和装配,单级减速器采用阶梯轴,可将轴装配在箱体中
央,与两轴承对称分布,先装配齿轮,左面用轴肩定位,右面用套筒轴向固定,齿轮靠
平键周向固定。
左轴承用轴肩和轴承盖固定,右轴承用套筒和轴承盖固定,两轴承的周
向固定采用过盈配合。
联轴器装配在轴的右端,采用平键作周向固定,轴肩作轴向固定
2)确定轴的各端直径和长度,轴的外伸端直径,其长度应比装HL型
联轴器的长度稍短。
通过轴承盖和右轴承处的直径。
初选深沟球轴承
6311,其内径为,宽度为。
取标准直径为。
此处轴段的长
度应根据轴承盖的结构来确定,(参考机械设计手册)。
装齿轮处的直径取标准直径,
轴头的长度。
齿轮与箱体之间应有一定的距离,(一般
)轴承的内壁与箱体内壁应有一定的距离(一般)取套
筒为20mm。
轴环直径,取轴环直径为75mm。
绘制轴
的结构设计草图(见上图),计算轴承间的跨度上图),计算轴承间的跨度
4.按弯扭组合强度校核轴的强度
1)绘制轴受力简图(见右图)
5)校核危险截面的强度
强度足够。
5.绘制轴的工作图
一般来说,在排量一定的情况下,缸径小,行程长的汽缸较注重扭矩的发挥,转速都不会太高,适用于需要大载荷的车辆。
而缸径大,行程短的汽缸较注重功率的输出,转速通常较高,适用于快跑的车辆。
简单来说:
功率正比于扭矩×
转速
补充一点:
为什么引擎的功率能由扭矩计算出来呢?
我们知道,功率P=功W÷
时间t功W=力F×
距离s所以,P=F×
s/t=F×
速度v
这里的v是线速度,而在引擎里,曲轴的线速度=曲轴的角速度ω×
曲轴半径r,代入上式得:
功率P=力F×
半径r×
角速度ω;
而力F×
半径r=扭矩
得出:
功率P=扭矩×
角速度ω所以引擎的功率能从扭矩和转速中算出来
角速度的单位是弧度/秒,在弧度制中一个派代表180度
各种截面的面积、惯性矩、搞弯截面模数、重心到相应边的距离、惯性半径
面积
正方形A*AA*A*A*A/12