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3.2.3 确定危险截面并计算安全系数 根据轴的结构尺寸,可知道截面处弯矩最大,且受转矩,又有过盈联接的应力集中,键槽的应力集中。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 以下将逐个校核之： http://www.paper51.com
（1）、校核截面的安全系数（如图2所示） paper51.com
由公式（24-9）及（24-10）,可知, http://www.paper51.com n= 内容来自论文无忧网 www.paper51.com n= http://www.paper51.com 式中：σ1、,τ1------对称循环下材料试件的扭剪疲劳极限 http://www.paper51.com
k，k-----弯曲，扭剪时的有效应力集中系数 copyright paper51.com -----------表面品质系数 内容来自www.paper51.com ，—弯曲，扭剪的绝对尺寸影响系数 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
ψ，ψ--材料拉伸，扭剪的平均应力计算系数 http://www.paper51.com σ，τ---正应力，扭剪应力的平均应力 内容来自www.paper51.com 式中：由《机械设计使用手册》表24-1查得， =238Nmm. =138N/mm k、，k由表24-16可以知道，过盈配合的应力集中系数远大于键槽的，故只按过盈配合考虑即可。查得，k=2.6，k=1.88。 copyright paper51.com β查表24-19，取β=0.92 内容来自www.paper51.com ε查表24-13，得=0.84，=0.78 http://www.paper51.com ψ，ψ查表24-24，得ψ=0.34，ψ=0.21 内容来自www.paper51.com
则 ==M/w 内容来自www.paper51.com
=320/8.18=39(N/mm2) copyright paper51.com W由表24-27可以知道，单键槽d=46mm时，W=8.18cm,Wp=17.1 cm. paper51.com
=Fx/A=0 内容来自www.paper51.com 因为 ，Fx为D截面以左的轴向应力，D截面以右（即，受转矩的一段）不受轴向力。 paper51.com ==T/W 内容来自www.paper51.com ==17.9（N/mm2） 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 将上列诸值代入公式， copyright paper51.com n= paper51.com
=2.6 copyright paper51.com n= 内容来自论文无忧网 www.paper51.com =2.9 内容来自www.paper51.com 代入式中 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
n= ==1.94 paper51.com 图1 输出轴 paper51.com 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 内容来自www.paper51.com
内容来自www.paper51.com
内容来自www.paper51.com 图2 危险截面系数 内容来自www.paper51.com 3.3 轴承的寿命计算 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 以输出轴轴承为例，轴承已初选型号为6404的单列向心推力球轴承 paper51.com
查《机械设计实用手册》表25-24，得如下数据： copyright paper51.com 额定动载荷 C=29.2KN,e=0.25,Y=2.5 内容来自www.paper51.com
载荷系数f=1.1 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
温度系数 paper51.com
由前面的计算可知： R=1994N, R=556N paper51.com 即轴承的径向力： F= R=1994N, F= R=556 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
3.3.1 计算内部轴向力S http://www.paper51.com S=F/2Y copyright paper51.com ==398.8（N） copyright paper51.com S=F/2Y 内容来自论文无忧网 www.paper51.com ==111.2（N） 内容来自www.paper51.com 3.3.2 计算实际轴向力 内容来自论文无忧网 www.paper51.com F=max｛SS－F｝ copyright paper51.com =max｛398.8,11.2—1139｝ http://www.paper51.com =398.8（N） 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
F=max｛S,S＋F｝ 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
=max｛11.2,398.8＋1139｝ copyright paper51.com =1537（N） paper51.com 3.3.3 取系数X、Y值 http://www.paper51.com F/F=398.8/1537=0.26＞e 内容来自www.paper51.com F/F=1573/556=2.8＞e paper51.com
由《机械设计实用手册》查表得 http://www.paper51.com X=X=0.65, 内容来自www.paper51.com Y=Y=2.6 paper51.com 3.3.4 计算当量载荷P http://www.paper51.com P=f（XF＋YF） 内容来自论文无忧网 www.paper51.com =1.1×（0.65×1537＋2.6×398.8） paper51.com =2239.5（N） paper51.com P=f（XF＋YF） copyright paper51.com =1.1（0.65×556＋2.6×1573） http://www.paper51.com =4896.3（N） paper51.com
3.3.5 计算轴承额定寿命L paper51.com
因为 P＞P，所以轴承的额定寿面为Lh： copyright paper51.com L= copyright paper51.com =184757（h） 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 若该电动阀门使用期限为10年，若每年以300工作日计，则，轴承的预期寿命为： paper51.com L=8×2×300×5=24000（h） 内容来自www.paper51.com 由于Lh＞L，所以该轴承合乎要求。 内容来自www.paper51.com
3.4 选用键并校核强度 copyright paper51.com 3.4.1 输出轴上安装齿轮处选用键的内型 http://www.paper51.com A型键14×75GB/T1096—1970。由《机械设计实用手册》表27-23，查得，键的宽度b=14mm，键的高度为h=9mm,键的长度L=45mm,键槽深t=3.5mm 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 则键的工作长度为L=L－b=45－14=31mm. copyright paper51.com
由前面的计算可以知道,T=667.4mm,d=46mm。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
因为对于按标准选择的平键连接，具有足够的剪切强度，鼓按挤压强度进行强度校核。 paper51.com 则 =4T/dhL 内容来自www.paper51.com
= paper51.com
=143.2（Mpa） http://www.paper51.com
由教材查表得，键的许用挤压应力[σP]=（125～150）Mpa。显然σP<[σP]，故，连接强度达到，能够满足要求，安全。 copyright paper51.com 3.4.2 电机齿轮固定键的内型 内容来自论文无忧网 www.paper51.com A型键10×52GB/T1096—1979。由《机械设计实用手册》表27-23，得 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
b=10mm,h=8mm,L=63mm,t=5.0mm 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 则键的工作长度L=L－b/2=63－5/2=60.5mm 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 由前面的计算可以知道， T=667.4Nm d=36mm paper51.com 则σP=4T/dhL 内容来自论文无忧网 www.paper51.com = 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
=143.2（Mpa） http://www.paper51.com 同样，故，连接强度达到，能够满足要求，安全。 http://www.paper51.com 3.5 箱体的设计 http://www.paper51.com
根据工作的要求以及从降低成本、减小结构尺寸和易于选材的原则出发，决定箱体选用45钢调质， 内容来自www.paper51.com （1）木模铸造、清砂 paper51.com （2）热处理，人工时效 http://www.paper51.com （3）清除浇冒口及毛刺 http://www.paper51.com
（4）非加工面打底漆 paper51.com
3.6 齿轮和轴的润滑油的选择 http://www.paper51.com 由于齿轮圆周速度V＜12m/s，因而采用浸油润滑。电动阀门选用润滑油牌号：N46机械润滑油。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 电动阀门传动所需用油量：按每传递1KW的功率时，需要的用油量为V=0.35~0.75L计算。 paper51.com V= （0.35～0.75）×4=1.4~2.8 paper51.com 故，实际用油量为V1=2.5L paper51.com 3.7 工件压机构紧及夹具 copyright paper51.com 在工厂从事技术工作时，时常碰到要设计工装夹具。工装夹具有两个功能：一是定位，应按被加工零件的精度和定位基准设计，技术人员比较好掌握；二是夹紧或压紧，由于零件和工况的不同，选取何种机构常是技术人员要仔细斟酌的问题。（如图3，4所示） 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
第一种： copyright paper51.com 1、连杆 2、油缸活塞杆 3、油缸 4、固定支架 5、压杆 内容来自www.paper51.com 图3 工件夹具（一） copyright paper51.com 第二种： copyright paper51.com 1、油缸 2、油缸活塞杆 3、连杆 4、压杆 5、固定支架 paper51.com 6、被压工件 内容来自www.paper51.com 图4 工件夹具（二） paper51.com |