【《翻板机主驱动轴的设计与校核计算案例》1200字】

翻板机主驱动轴的设计与校核计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u14549翻板机主驱动轴的设计与校核计算案例 1248471.1轴的选择 149621.2轴承的选择 1155721.3轴的校核 2314681.4轴承校核 51.1轴的选择对轴的选择要控制好材料指标，这里主要选择45钢，经过预处理。查表得，材料的力学性能为σb＝650MPa，σ-1＝270MPa，τ-1＝155MPa，E＝2.15×105MPa，按轴所受的转矩估算轴的最小直径为dmin＝A因为材料为45钢，取A＝115，得：dmin＝A·QUOTE2pn=115×3183.15因此选取轴的最小径为75cm1.2轴承的选择轴承是翻板机中必不可少的零件之一，为了能够使得套圈进行严格的定位，轴承和轴均采用过盈配合，并要求轴承在使用前必须是干净的，装配时需用专业工具或着在过盈配合环上垫上棒或着套，不可以通过滚动体和保持架传递压力或打击力[12]。这里我们主要以轴承所能承载的作用力进行规划，选择合适的轴承，最终以角接触球为主。根据dп-ш＝82mm，选取7271AC型角接触球轴承，其轴的基本尺寸如图4所示：图4轴的设计简图1.3轴的校核轴的整体结构较为复杂，结构之间的连接较为紧密，要多方面检查轴的结构，确定好结构承载负荷，保证其支撑结构稳定性，轴的载荷可以通过其他系数计算求得，基于轴强度特殊性，需要对轴强度进行校核。(1)轴的计算简图如图5所示：图5轴的力学简图(2)轮齿受力分析：圆周力：Ft＝QUOTE2Td=2×2332110130=35878.62N2T径向力：Fr＝QUOTEFttanαcosβ=35878.62×tan20.529°cos13.590轴向力：Fa＝Fttanβ＝35878.62×tan13.590°＝8673.32N(3)计算支反力：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)弯矩图如图6所示：分别按水平面和垂直面计算弯矩：水平方向弯矩：MH＝FNH1·l2＝26492.05×98.5N·mm＝2609466.93N·mm垂直方向弯矩：MV1＝FNV1·l2＝11703.39×98.5N·mm＝1152783.92N·mmMV2＝FNV2·l3＝－2118.77×278N·mm＝－589018.06N·mm总弯矩：QUOTEM1=MH2+MV12=2609466.93图6弯矩图(5)根据第三强度理论进行校核σca＝QUOTEσ2+4αι2α——折合系数，由于弯曲应力和扭转切应力循环特性不同的影响。选取α＝1;σ——弯曲应力;τ——扭转切应力。弯曲应力计算：σ＝QUOTEMWMW（4-3）W——抗弯截面刚度：抗弯截面系数计算：W＝QUOTEπ32d3=π因此σ＝QUOTEMW=2852758.04215689.97=13.226Mpa扭转切应力计算：τ＝WT——抗扭截面刚度：抗扭截面系数计算：WT＝QUOTEπ16d3=2w=431379.94mm因此τ=代入式得：

σ前已选定轴的材料为45钢，调质处理，得[σ-1]＝60MPa。因此σca＜[σ-1]，所以安全。1.4轴承校核轴承型号为7217AC角接触轴承，轴承正装，预计设备的工作时间为40000小时，转速111r/m。(1)计算轴承数据：Fa＝8673.32NFt＝35878.62NFr1＝QUOTEFNH12+FFr2＝QUOTEFNH22+F7217AC角接触球轴承的派生轴向力为Fd＝0.68FrFd1＝0.68Fr1＝0.68×28962.01＝1969417NFd2＝0.68Fr2＝0.68×9622.73＝6543.46N (2)判断松紧端Fd1＝19649.17NFd2＋Fa＝6543.46＋8673.32＝15216.78N＜Fd1因此轴承左端放松，右端压紧。放松端轴承承受的轴向力为：Fa1＝Fd1＝19691.17N压紧端轴承承受的轴向力：Fa2＝Fd1-Fa＝19691.17－8673.32＝11020.85N(3)计算轴承的当量动载荷QUOTEFa1Fr1Fa1FQUOTEFa2Fr2Fa2Fr2＝1.145＞得，X1＝1，Y1＝0X2＝0.41，Y2＝0.87轴承的当量动载荷：P＝fd(XFr＋YFa)（4-5）fd——载荷系数，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