主轴强度校核.pdf

按弯矩和扭矩的合成应力校核取瓶机构主轴的强度

由弯矩图可知,截面C处得弯矩最大,故校核该截面的强度,截面C的当量弯矩:
Mca=Mc2+(AT)2=54510.52+(0.6@17828)2U55550.123(N?mm)

其中:Mc=145.75@374(N)=54510.5(N),TU17828(N),A为根据转矩性质而定的
折合

系数,一般按脉动循环处理,A=[[RR?01bb]]U0.6,[]R-1b为对称循环下许用
力,[]R0b为脉动循环状态下的许用应力
由轴的弯扭合成强度校核公式得:

4.444()0.15055550.123Rb=0M.1dca3=@3UN

已知:[R?1b]=55MPa,Rb<[R?1b],截面强度足够
9验算取瓶机构主轴的疲劳强度安全系数校核
轴的精确校核分为轴的疲劳强度安全系数校核和静强度安全系数校核由弯矩图

知C
截面的弯矩值最大,因此验算次截面的疲劳强度,此截面的抗弯截面模量和抗扭截
面模

量分别为:12265.625()325032W=Pd3=P@3=mm3,24531.25()165016WT=P
d3=P@3=mm3
按脉动循环计算应力幅和平均应力:

Ra=2MWc=2@5142521605..5625=2.22(MPa),Sa=2WTT=2@
1274852381.25=0.36(MPa),Rm=Ra,
Sm=Sa
查机械设计手册轴的疲劳强度相关安全系数并代入校核公式有:
33.1

2.220.342.220.90.842.521270=@@+@=+=?amSRBkERRRR?RR
153.62

0.360.210.360.90.781.821155=@@+@=+=?amSSBkESSSS?SS
第二章旋转式吹瓶机主机主要结构设计
27

处对轴的作用力,代表轴向力,代表径向力
点处为轴承对轴的作用力,点处为同步带轮对轴的作用力,点处为键槽联接
对轴列静力平衡方程:
BVDVCV

BVCV
FFF
FF
+=@(374+233.5)=@233.5(2-21)

FDV同步带轮对轴的压轴力,其计算公式查机械手册:FDV=1500KVFKAP(2-22)

1.0075(/)601000320.8660V为同步带轮的线速度,V=60P@d1n000=P@@@Ums
KF为矢量相加修正系数,查表取KF=1
KA为工况系数,查表取KA=1.4
P为设计功率,已计算的P=0.112(kw)
将以上数值代入式(2-18)得:FDV=233.45(N)(2-23)

由式(2-17)和(2-18)得:FBV=145.75(N),FCV=379.2(N)
轴向方向受力:G表示轴上零件所有零件的重力和,由proe5.0分析计算得G=
2906(N),
根据轴上零件安装方式和整体受力分析得角接触轴承承受大部分轴向力,查将机
械设计

手册,角接触轴承受力符合设计要求
26

同步带轮处轴的长度与轴径分别为:l1=97(mm),d1=30(mm)
胀紧套为外购件,采用南京工诺科技有限公司产品,型号:Bush?G30@55
圆螺母与止动垫圈为标准件:圆螺母选用:GB/T1872?1988M50@1.5

止动垫圈选用:GB/T858?1988,规格(螺纹大径)50(mm)
套筒一处轴的长度与轴径分别为:l2=45(mm),d2=50(mm)
上下端轴承安装:
轴承的选取原则:取瓶机构主轴上下两端无固定,轴向力主要靠轴承承受,对于角
接触

球轴承,接触角越大,能承受的轴向力越大,轴上零件在加工和安装过程中会出现
对中
性偏差,所以需要轴承具有一定调心性能
安装型式:两端固定,采用角接触球轴承面对面(背对背)安装,此安装型式的特点

为:
受径向和轴向载荷联合作用的轴,多采用角接触轴承面对面组成两端固定支承,这
种支
撑结构在安装或检修时,通过调整某个轴承套圈的轴向位置,以使轴承达到所要求
的游

隙或预紧量,这种支承结构特别适用于旋转精度要求高地机械角接触轴承也具
有一定
调心性能

轴承型号:7311B,相关参数:
d=50(mm),D=120(mm),B=29(mm),da=55(mm),Da=110(mm)[36]

套筒二处轴的长度与轴径分别为:l3=29(mm),d3=50(mm)
手指盘支撑座处轴的长度与轴径分别为:l4=73(mm),d4=30(mm)
轴套处轴的长度与轴径分别为:l5=55(mm),d5=30(mm)
端盖处轴的长度与轴径分别为:l6=17(mm),d6=30(mm)
5轴的受力分析

轴的受力点为上下两端轴承承受径向力和轴向力,上端轴键槽处承受扭转力矩,下
端同步带轮轴径处承受压轴力轴的受力分析简图如图(2-26):
第二章旋转式吹瓶机主机主