《轴设计计算程序编制》
13页1、大庆石油学院机械系机械设计教研室1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31793. 0558869364. 2d(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(2)de310867. 19513. 0式中d为轴的截面直径,mm.c) 钢材的敏性系数 (3) 323232323232016709. 0139645. 039766. 033835. 0)()(0139. 011988. 035439. 041319. 0)()(0179332. 0142175. 0377568. 046663. 0)()(0183968. 0143857. 0371525. 051812. 0)()(01257435. 01 . 02711768. 06547196. 0)()(00886175. 0069183. 0176398. 0814. 0)()(r
2、rrqqfrrrqqerrrqqdrrrqqcrrrqqbrrrqqa式中 r 为圆角半径,mm;序号(a)(f)代表的材料强度极限见表 1,B表 1 轴的材料强度极限、(MPa)BB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 中的值时,可按插入法计算。Bd) 弯曲疲劳的表面质量系数的拟合公式2(4) )(4647815.38)()(000001825987. 0)()(0002575974. 0)()(000075. 0963. 0)()( 1)(6442821499. 0未加工粗车精车磨削抛光BBBBedcba扭转剪切疲劳的表面质量系数如无试验资料时,可取。e) 轴上键槽处的有效应力集中系数的拟合公式)(kk(5) 0.0019 . 0k0.0011kBB f) 轴肩圆角处的理论应力集中系数的数表程序化见子程序 DKA 和子程序)(DKB。g) 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。)( kkh) 支反力的计算公式轴上所受外力情况常见的
3、可分为三类(见图 1、图 2、图 3):HHtHHtiHVVriVVriVQRFRLLLLLQLFRRQFRLLMLLLQLFRka11232323311232132331)()() 1( 1).(见图(1) 4(2) HHtHHtiHVVriVVriVQRFRLLQLLFRRQFRLLQMLLFRkb1122321112231211)()()2(2).(见图2112321323211223212132321)()()3(3).(tHtHttiHVrriVVriVFRFRLLLLFLLFRRFFRLLLMMLFLLFRkc见图(3)5i) 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()1Lx (4) xRMxRMMHHVV11101式中 x 为所计算的截面到轴左端点的距离,mm,为轴左端上的集中弯矩。0M(b) 第二段()211LLxL(5) )()(121112112LxRMMLxRMMMHHHVVV(c)第三段()32121LLLxLL(6) )()(21323212223LLxRMMLLxRMMMHHHVVV说明:在求 K=1,
4、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)中的外力根据轴的受力简图(3)代换为6, 00M,23VVFR,23tHFR。,12tHFR,12VVFR11HHRRd) 总弯矩 M 的计算公式i=1,2,322ViHiMMMe) 计算弯矩的计算公式caM22)( TMMca式中 为折算系数,见教材第 375 页;T 为扭矩,,/1055. 95nPT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轴的转速齿轮齿数齿轮模数法向压力角齿轮螺旋角圆锥齿轮分度圆锥角圆锥齿轮齿宽系数带(链)轮的压轴力压轴力与水平面的夹角轮齿径向力轮齿圆周力轴上集中弯矩轴的计算长度轴上扭矩垂直面支反力水平面支反力总弯矩PNZ1,Z2CM1,CM2ALPHANBETA1BETA2DELTADRQALPHAQFR1,FR2FT1,FT2M1,M2L1,L2,L3TRV1,RV2RH1,RH2MXL,MXRPnz1,z2m1,m2n1
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