大庆石油学院机械系机械设计教研室.docx
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1、精品 料推荐大庆石油学院机械系机械设计教研室0精品 料推荐1精品 料推荐轴设计计算程序的编制1. 程序的使用范围a) 本程序可以对转轴进行受力分析、弯扭合成校核和疲劳强度精确校核。b) 可进行多个危险截面的校核, 若校核不合格、可根据加大直径或改进材料重新计算,直至合格为止。2数学模型的建立、数表和线图的公式化a)绝对尺寸系数的拟合公式2.558869364 ? d 0.31793(1)式中 d 为轴的截面直径, mm.b) 圆截面钢材的扭转剪切尺寸系数30.9513 ? e 1.867 10? d(2)式中 d 为轴的截面直径, mm.c) 钢材的敏性系数( a) q( q )0.8140.
2、176398r0.069183r 20.00886175r 3(b) q( q )0.65471960.2711768r0.1r 20.01257435r 3(c) q( q )0.518120.371525r0.143857r 20.0183968r 3(3)( d ) q( q )0.466630.377568r0.142175r 20.0179332r 3(e) q(q )0.413190.35439r0.11988r 20.0139r 3( f ) q( q )0.338350.39766r0.139645r 20.016709r 3式中 r为圆角半径, mm;序号 (a) (f) 代
3、表的材料强度极限B ,见表 1表 1 轴的材料强度极限B、B()MPa序号(a)(b)(c)(d)(e)(f)备注B1400980700560420350计算 qB1250840560420-计算 q若轴的材料强度极限不等于表1 中的B 值时,可按插入法计算。d)弯曲疲劳的表面质量系数的拟合公式(a)1(抛光 )(b)0.9630.000075 B ( 磨削 )(c)0.9740002575 B(精车 )(4)(d )0.987000001825 B (粗车 )(e)38.4647815 B0.6442821499(未加工 )2精品 料推荐扭转剪切疲劳的表面质量系数如无试验资料时,可取。e)
4、轴上键槽处的有效应力集中系数 k ( k ) 的拟合公式k10.001 B(5)k0.90.001Bf) 轴肩圆角处的理论应力集中系数()的数表程序化见子程序和子程序。DKADKBk kg) 零件与轴过盈配合处的( ) 值的数表程序化 见子程序 DKA和子程序 DKB。h) 支反力的计算公式轴上所受外力情况常见的可分为三类(见图1、图 2、图 3):( a).k1(见图1)RV 1Fri? L 3QV ( L3L 2L 3 ) M 1L 2L3RV 2FriQVRV 1(1)RH 1Fti? L3Q H ( L3L 2L3 )L2L 3RH 2Ft 1RH 1Q H3精品 料推荐(b).k2(
5、见图 2)RV 1Fri ( L1L 2 ) M 1QV ? L3 )L 2RV 2F riQVRV 1(2)RH 1Fti ( L1L 2 ) Q H? L 3L 2RH 2Ft 1RH 1Q H4精品 料推荐(c).k3(见图 3)RV 1Fri ( L 2L 3 ) FV 2? L3 ) M 1 M 2L1L 2L3RV 2FriF r 2RV 1(3)RH 1Fti ( L2L 3 )F t 2? L3L1L 2L 3RH 2Ft 1RH 1Ft 2i) 轴的弯矩计算公式轴的弯矩计算公式简图如图 4 所示。现给出轴上各段的弯矩计算公式。(a)第一段( xL1 )M V 1M 0RV 1
6、 ? x(4)M H 1RH 1? x式中 x 为所计算的截面到轴左端点的距离,mm,M 0 为轴左端上的集中弯矩。(b) 第二段( L1xL1L 2 )M V 2M V 1M 1RV 2 ( x L1 )(5)M H 1M H 1RH 2 ( x L1 )5精品 料推荐(c)第三段( L1L 2xL1 L 2L3)M V 3M V 2M 2RV 2 ( x L1L 2 )(6)M H 3M H 2RH 3 ( x L1L2)说明:在求 K=1,2,3 中的某一种情况的弯矩时, 应根据轴的受力简图对照轴的弯矩计算简图(图 4)做相应的外力代换。如 K=3 时,式( 3)、(4)、(5)中的外力
7、根据轴的受力简图( 3)代换为M 00,RV 3FV 2 ,RH 3Ft 2 ,RH 2Ft 1 ,RV 2FV 1 ,RH 1RH 1 。d) 总弯矩 M的计算公式22MM HiM Vii=1,2,3e) 计算弯矩 M ca 的计算公式M caM 2( T ) 2式中为折算系数,见教材第375 页;T 为扭矩, T9.55105 P / n,单位为 NMpa。3 确定轴的强度校核计算程序变量名轴的强度校核计算程序变量名列于表1 中。名称程序变量名公式符号单位备注轴传递的功率PPkW轴的转速Nnr/min实型量齿轮齿数Z1,Z2z ,z21齿轮模数CM1,CM2m1,m2mm法向模数法向压力角
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