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      二級圓錐直齒輪減速器中高速軸的設計與結構分析

      2018-03-17 18:29:15梁善貴梁善景
      時代農機 2018年7期
      關鍵詞:反作用力賀州減速器

      梁善貴,梁善景

      (1.廣西大學行健文理學院,廣西 南寧 530005;2.賀州學院,廣西 賀州 542899)

      1 高速軸的材料選擇及確定許用應力

      高速軸無特殊要求,因此選用45號鋼,正火處理,根據查詢《金屬材料及工藝》P61可知,45號鋼的材料強度極限為σB=570 MPa,再查詢《機械設計》P240可知高速軸的許用彎曲應力{σ-1}=55MPa。如圖1為高速軸的草圖。

      2 高速軸的最小直徑計算

      根據參考《機械設計》P241用扭轉強度法來估算高速軸的最小直徑,查詢《機械設計》P241得45號鋼的[τ]=45 MPa,得公式dmin≥16.67 mm,因此高速軸的高速軸直徑大小滿足強度要求。

      3 求高速軸上的所有的作用力

      根據減速器裝配體中高速軸部分的結構分析得,高速軸上所受的力分別有作用在齒輪上的圓周力Ft、徑向力Fr、高速軸向力Fα以及支座反作用力FN。

      已知輸入高速軸的功率P1=7.02 kW,轉速n1=971 r/min,轉矩 T1=6.9×104N·m 因此得

      FH為水平面上的反作用力,FH1+FH2=Ft;FH2=1828 N;FH1=Ft-FH2=3691 N

      FV為垂直面上的反作用力。ΣM2=0,FV1+FV2=Fr;FV2==783 N;FV1=Fr-FV2=1281 N

      4 高速軸的扭矩校核

      已知高速軸的最小直徑為18mm,因此在此處為扭矩最大處。25MPa≤[τ]≤45MPa,根據材料力學可知,對于實心圓高速軸,其扭轉強度條件≤[τ],帶入高速軸的數據得 τ1=23.53 MPa≤[τ]。因此高速軸的扭矩強度符合設計要求。

      5 高速軸的強度校核

      根據參考《機械設計》P252可知計算出高速軸的轉矩和彎矩后,就可以對高速軸的危險截面進行強度校核。此減速器所用的高速軸為一般的鋼制高速軸,根據第三強度理論得引入α為應力修正系數,根據參考得高速軸為單向轉動,扭轉切應力可以按照脈動循環(huán)應力處理,取α≈0.6。由于對于圓高速軸來講,WT=2W,因此以上的應力公式變?yōu)棣襝a=帶入高速軸的數據得σca≤[σ-1]=55 MPa因此高速軸符合設計的強度要求。

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