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吉林大学材料力学专业课程设计第二组数据轴设计.doc
吉林大学材料力学专业课程设计第二组数据轴设计.doc
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设计题
目
传
动
轴
材
料
均
为
优
质
碳
素
结
构
钢
(
牌
号
45
)
,
许
用
应
力
[σ]=80MPa
,
经
高
频
淬
火
处
理
,
650
b
MPa
s
=
,
1
300
MPa
s
-
=
,
1
155
MPa
t
-
=
。磨削轴表面,键槽均为端铣加工,
阶梯轴过
渡圆弧
r
均为
2mm
,疲惫安全系数
n=2
。
要求:
1.
绘出传动轴受力简图。
2.
做扭矩图及弯矩图。
3.
依据强度条件设计等直轴直径。
4.
计算齿轮处轴挠度(均按直径
1
f
等直杆计算)
。
5.
对阶梯传动轴进行疲惫强度计算。
(若不满足,采取改善方法使其满足疲惫强度要求)
。
6.
对所取数据理论依据做必需说明。
说明:
(
1
)
坐标选择均按图所表示。
(
2
)
齿轮上力
F
和节圆相切。
(
3
)
表
中
P
为
直
径
为
D
带
轮
传
输
功
率
,
1
P
为
直
径
为
1
D
带
轮
传
输
功
率
。
1
G
为
小
带
轮
重
量,
2
G
为大带轮重量。
(
4
)
1
f
为静强度条件所确定轴径,以
mm
为单位,并取偶数。
设
3
1
2
2
4
3
1.1
f
f
f
f
f
f
=
=
=
设计计算数
据
传动轴零件图
设计计算数
据表
设计过程
1.
传动轴
受力简图
首先对传动轴进行受力分析,轴共受
7
个力作用,分别为皮带轮
D
对传动轴力
𝐹
2
和,
皮带轮
𝐷
1
对传动轴力
𝐹
1
和
2
𝐹
1
,齿轮
𝐷
2
对传动轴力
F
,还有皮带轮
D
重力
𝐺
2
和皮带
轮
𝐷
1
重力
G
1
,且
M
1
和
M
2
方向相反,
受力简图以下图所表示
P/kW
1
P
/kW
n/(r/min)
D/mm
1
D
/mm
2
D
/mm
2
G
/N
1
G
/N
a/mm
a(º)
6.6
2.9
150
700
350
100
800
400
500
30
列公式求得:
M
1
=184.61NM
M
2
=420.16NM
M= M
2
- M
1
=235.55NM
2.
弯矩图
及扭矩图
1)
在
XOY
面上传动轴受力简图以下
:
2)
在
XOZ
面上传动轴受力简图以下
:
M
2
=F
2
*D/2
M
1
=F
1
*D
1
/2
F
AY
A
B
F
az
F
bz
Fsin
�
3F
2
M=F*D
2
/2
依据受力平衡,可列平衡方程:
1
2
+
=
0
M
M
M
+
0
y
F
=
å
,
3F
1
-F
ay
+F
by
-G
1
-Fcos
�
-G
2
=0
0
Fz
=
å
,
F
bz
-F
az
-Fsin
�
-3F
2
=0
(
)
0
y
M
=
å
,3F
1
*a-G
1
*a+Fcos
�
*a-F
by
*3a+G
2
*4a=0
(
)
0
z
M
=
å
,
Fsin
�
*a+3F
2
*4a-F
bz
*3a=0
求解得:
F= 4711N
F1 =1054.91N
F2=1200.46N
Fay=1233.15N
Fby=3348.15N
Faz=-369.87N
Fbz=5587.01N
由以上各条件,可得扭矩图以下:
弯矩图以下:
M
y
弯矩图:
184.61
420.16
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