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中国矿业大学（北京）成人高等教育09级本科毕业设计
径定为d1?56mm。
9.1.3设计轴的结构并绘制结构草图
图9.1 输出轴的结构原理图
（1）确定轴上的零件的位置和固定方式
轴上零件的位置可参考上图。链轮、槽轮周向固定均采用平键联接。 （2）确定个轴段直径
如9.1图所示，轴段d1(联接链轮)直径最小，在前面已经介绍过，
d1?56mm，d2段轴径应能够对链轮进行轴向的定位，故d2取65mm。d3段轴径上安装轴承，故必须满足轴承内径的要求，所以d3取70mm。d4段轴径是一个过渡段，所以其直径应能大于轴承的安装高度即可，故取77mm。d6段轴安装槽轮，故其直径应满足槽轮的要求，故取直径为81mm，而d5段轴只是起到对槽轮的轴向定位，故取96mm。因为d7d8d9d10段轴的作用和d4d3d2d1段轴的作用相同，故其分别对应的是d4d3d2d1长度。 （3）确定各轴段的长度
l1处安装链轮，其周向定位是采用键定位，故其应满足键的要求，取l1长为100。l2在轴上只是个过渡轴段，因此其长度应根据工作要求来定，现按初定位640mm。l3段志安装轴承的，因此应能满足轴承的宽度，故取40mm。l4处是个过渡段因此其长度也应该符合工作要求，现不用确定其长
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度。l5处的功能是对槽轮定位的，故其可选定为29mm。l6处安装槽轮，故应满足槽轮尺寸的要求，取120mm。其它轴长度的作用和前面介绍的轴相同，故其长度也相互对应。
9.1.4按弯矩扭合成强度校核轴径 （1）画出轴的受力图 （2）作垂直面内的弯矩图
作用在槽轮上的力
2T2?1.22?105F???2121.7N
d115式中：d—拨盘直径
T—输入轴的转矩
链轮安装在此根轴上，则当钢板材料放置在链轮上时，会对链轮产生向下的压力，通过链轮体现在轴上
F1?F2?768.9N
支撑点A、B处的支反力为
FVA?FVB?F?2F12121.7?2?768.9??1829.75N 22 22
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图9.2 轴的载荷分析图
槽轮???处的弯矩为（相对于A点支撑）：
MV??2121.7?1040?2.2?106N?mm
链轮相对于As点相当于一个悬臂梁，则链轮对于A点支撑的弯矩为：
MVA左?1829.75?700?1.28?106N?mm （3）作出转矩图
链轮在做圆周运动，在整个运动过程中，转矩始终保持不变，即槽轮处和链轮处受到的转矩是相同的
T?9.55?106P?0.96?9.55?106?4.88?105N?mm n?18.8（4）计算当量弯矩
计算当量弯矩Me?M2?(?T)2，式中?为考虑弯曲应力与扭转剪应力循环特性的不同而引入循环特性的不同而引入的修正系数。通常弯曲应力为对称循环变化应力，而扭转剪应力随工作情况的变化而变化。对于不变转矩取?????1b????1b??0.3；对于脉动循环转矩取?????1b???0b??0.6；对于对称循环转矩取?=1。其中???1b?、??0b?、???1b?分别为对称循环、脉动循环及静应力状态下的许用弯曲应力。
表9.1轴的许用弯曲应力表
材料 σB 400 500 600 700 800 900 1000 [σ+1b] [σ0b] 130 170 200 230 270 300 330 [σ-1b] 70 75 40 45 95 55 65 110 130 75 80 140 90 150 50 30 40 70 碳素钢 合金钢 铸钢 400 100 500 120 23
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因链轮单向运转，故可认为转矩不变，修正系数?为0.3。
MeVA左?MVA左???T??1.29?106N?mm
22因槽轮受的是脉动循环转矩，故修正系数?为0.6。
MeV??MV????T??2.22?106N?mm
229.1.5确定危险截面及校核强度
从受载荷的情况来看，链轮处与槽轮处不仅要受到扭矩作用，同时要受到作用力产生的弯矩做用，此两处要进行强度校核。
Me?2.22?1062.22?106?e?????41.77MPa 33W0.1?d0.1?81?eA左MeA左1.29?1061.29?106????73.46MPa
W0.1?d30.1?563因为[??1b]?90，满足?e???eA左?[??1b]的条件，故设计的轴有足够的强度。
（5）绘制轴的零件图（见附图） 9.2中间轴的设计
9.2.1选择轴的材料，确定许用应力
由已知资料可知，轴的长度比较长，故选的材料为29Cr钢并经渗碳、淬火、回火处理。由机械设计书表13.2的许用弯曲应力[??1b]?90。由机械设计书表13.4查得强度极限?B?650。 9.2.2按扭转强度估算最小轴径
根据机械设计书表13.1得C=118-107。由式（13.2）得
dmin=C3P0.99?1183?28mm n75.2考虑到轴的最小直径处要锥齿轮，会有键槽存在，故将估算的直径加大5%，则
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