带头罩的躺椅的设计.zip带头罩的躺椅的设计.zip

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头罩 躺椅 设计
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带头罩的躺椅的设计
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资源描述:
毕业设计(论文)任务书 2016 届 机械工程及自动化 专业 题 目: 带头罩躺椅的设计 子 题: 学生姓名: 班级学号: 指导教师: 职 称: 所在系(教研室): 机电与信息工程系 完成日期:2015年11月23日 摘 要 机械工业是一个国家的重要产业,机械工业的发展无时不刻都在影响着国 家经济的发展,人类的进步离不开机械工业的发展。在全球经济发展的大环境 下,中国各个行业被其他国家的先进技术影响的同时,越来越多的外国企业和 品牌传播到中国已经成为现实。在新的市场需求的推动下,对带头罩躺椅进行 改良和优化是当务之急。有大型躺椅生产设备企业对带头罩躺椅的安全指标的 有着一定生产的严格要求。在生产设备的企业,充分考虑到在使用过程中可能 出现的问题,从而减少噪声污染引起的振动或不当操作设备的现象等。国内带 头罩躺椅的研发及制造要与全球号召的高效经济、安全稳定主题保持一致。带 头罩躺椅的发展与人类社会的进步和科学技术的水平密切相关。 本设计所要研究的带头罩躺椅以链传动机构,以及通过扭簧实现头罩的折 叠机构等等所组成,从设计要求出发以及各类参考文献中得出了最适合此类戴 头罩躺椅的最优化结构并且进行了应用材料的确定、杆件的力学分析和整体的 结构设计,最后完成了实体3D模型的制作。所以本设计的带头罩躺椅是由单一 自由度收折零件,不需使用任何拆卸工具即可以达到收折后体积小、重量轻、 操作简便,像行李箱拖行等特性,适用于下肢瘫痪、年老体弱多病和行动不方 便者,是一种非常理想的代步和娱乐健身工具,此次带头罩躺椅的设计,在某 种程度上大大提升了该种类型的躺椅在国内外的竞争力,体现了机械工业重要 性这一核心价值。 关键词:机械工业;带头罩躺椅;模型;价值 Abstract The environment of global economic development, China industries affected by other countries advanced technology at the same time, foreign enterprises and brand spread to more and more Chinese has become an opportunity. Cap pressing machine in industry through a variety of ways have been working with the relevant technology, and constantly improve their own strength and core competitiveness, and narrow the gap with developed countries. In the new market demand, update the sleeve pressing machine is a pressing matter of the moment. The production of pipe pressing machine equipment manufacturing enterprises to fully tap the potential of the market, vigorously develop the sleeves of large low cost pressing special machinery and equipment, plays a positive role in the evolution of automatic assembly, the assembly of mechanical equipment. There is a large pipe equipment on equipment safety index has strict requirements of production. With the development of science and technology, interdisciplinary mutual infiltration, mutual exchanges between the various industry, extensive use of new structure, new materials, new technology, the sleeve pressing machine is large, efficient,reliable,energysaving, Recently, the use of machinery industry, bearing and shaft sleeve shaft were investigated, found that the shaft, bearings and bushings in the machinery industry is one of the key parts. Come very naturally in the assembly of the installation is also very simple. In the installation if the use of artificial pressure with not only the labor intensity is too large and the size of each other is not easy to ensure the shaft, bearing and shaft sleeve, so the design of a special press be imperative. Graduation project this time is a tube axial compressive loading machine. This paper introduces the theoretical calculation to design sleeve pressing machine structure, working principle and main parts of the strength check and the advantages of the sleeve. Key word: pneumatic manipulator; cylinder; pneumatic loop;value 目 录 摘要 I Abstract.II 第一章 绪论 .1 1.1 课题的来源与研究的目的和意义1 1.2 本课题研究的内容 .2 1.3 Solidworks设计基础 .4 1.3.1 草图绘制 .5 1.3.2 基准特征,参考几何体的创建6 1.3.3 拉伸、旋转、扫描和放样特征建7 1.3.4 工程图的设计 .8 1.3.5 装配设计 .9 第二章 带头罩躺椅总体结构的设计 .10 2.1 带头罩躺椅的总体方案图.12 2.2 机械传动部分的设计计算.13 2.2.1 主传动电机的选型计算 14 2.2.2 链传动的设计计算 16 第三章 各主要零部件强度的校核.17 3.1传动轴强度的校核与计算18 3.2螺栓强度的校核计算 .19 第四章 带头罩躺椅中主要零件的三维建模 .20 4.1扶手的三维建模 .22 4.2头罩的三维建模 .25 4.3安装座的三维建模 .27 4.4带头罩躺椅的三维建模 .31 第五章 三维软件设计总结.32 结论 .33 致谢 .34 参考文献 .35 第一章 绪论 1.1课题的来源与研究的目的和意义 由于机械工程的知识总量已经远远超越个人掌握所有,一些专业知识是必 不可少的。但是过度的专业知识分割,使视野狭隘,可以多多参加技术交流, 和参加科研项目,缩小范围,提升新技术的进步和整个块的技术,提高外部条 件变化的适应能力。封闭的专业知识的太狭隘,考虑的问题太特殊,在工作中 协调困难,不利于自我提高。因此,自上世纪第二十年代末,出现了一体化的 趋势。人们越来越重视基础理论,拓宽领域,对专业合并的分化。机械工程可 以增加产量,提高劳动生产率,提高生产的经济效益为目标,并研制和发展新 的机械产品。在未来,新产品的开发,降低资源消耗,清洁的可再生能源,成 本的控制,减少或消除环境污染作为一个超级经济目标和任务。机器能完成人 的手和脚,耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任务。现代机械工程机械 和机械设备创造出更多、更精美的越来越复杂,很多幻想成为过去的现实。人 类现在能成为天空的上游和宇宙,潜入海洋,数十亿光年的密切观察,细胞和 分子。电子计算机硬件和软件,人类的新兴科学已经开始加强,并部分代替人 脑科学,这是人工智能。这一新的发展已经显示出巨大的作用,但在未来几年 还将继续创造出不可思议的奇迹。人类智慧的增长并没有减少手的效果,而是 要求越来越精致,手工制作,更复杂的工作,从而促进手功能。又一方面实践 促进人脑智力。在人类的进化过程中,以及在每个人的成长过程中,大脑和手 是互相促进和平行进化。 大脑和手之间的人工智能和机械工程的近似关系,唯一不同的是,智能硬 件还需要使用机械制造。在过去,各种机械离不开人类的操作和控制,反应速 度和运算精度的进化是非常缓慢的大脑和神经系统,人工智能将消除这种限制 。相互促进,计算机科学和机械工程进展之间的平行,将在更高层次的新一轮 发展的开始使机械工程。在第十九世纪,机械工程的知识总量仍然是有限的, 大学在欧洲,它与一般的土木工程是一门综合性的学科,称为土木工程,下半 场的第十九个世纪成为一门独立的学科。在第二十世纪,随着机械工程和知识 增长的发展开始分解,机械工程专业,有分支机构。在第二十世纪中期趋势分 解,在时间之前和之后的第二次世界大战结束时达到的峰值。由于机械工程的 知识总量已经远远从个人掌握所有,一些专业是必不可少的。但是过度的专业 知识使分割,视野狭隘,可以查看和统筹大局和全球工程和技术交流,缩小范 围,新技术的进步和整个块的技术,外部条件变化的适应能力差。封闭的专业 知识的专家太狭,考虑的问题太特殊,在工作协调困难,不利于自我提高。因 此,自上世纪第二十年代末,出现了一体化的趋势。人们越来越重视基础理论 ,拓宽领域,对专业合并的分化。综合职业分化和发展知识循环过程的合成, 是合理和必要的。从不同的专业和专业知识的专家,也有综合的知识了解不够 ,看看其他学科和项目作为一个整体,从而形成一种相互强烈的集体工作。综 合和专业水平。有机械工程全面而专业的冲突;在综合性工程技术也有综合和 专业问题。在人类所有的知识,包括社会科学,自然科学和工程技术,有一个 更高的水平,更广泛的综合性和专业性的问题。 1.2 本课题研究的内容 本次设计主要针对带头罩躺椅进行设计,从带头罩躺椅的整体方案出发,然后 具体细化出具体内部结构,其具体内部结构主要包括以下几个方面: (1)到图书馆里查阅大量相关知识的资料,搜集各类带头罩躺椅的原理及 结构,挑选相关内容记录并学习。 (2)分析带头罩躺椅的结构与参数 (3)确定设计总体方案 (4)确定具体设计方案 (5)带头罩躺椅的三维图的绘制、CAD装配图、零件图的绘制。 (6)说明书的整理 1.3 Solidworks设计基础 本论文主要研究运用SolidWorks对带头罩躺椅进行设计。在设计过程中,了解S olidWorks的各种功能。SolidWorks公司成立于1993年,由PTC公司的技术副总 裁与CV公司的副总裁发起,总部位于马萨诸州的康克尔郡内。当初的目标是希 望在每一个工程师的桌面上提供一套具有生产力的实体模型设计系统。从1995 年推出第一套SolidWorks三维机械设计软件至今已经拥有位于全球的办事处, 并经由300家经销商在全球140个国家进行销售与分销该产品。1997年,Solidwo rks被法国达索(Dassault Systemes)公司收购,作为达索中端主流市场的主打品牌。SolidWorks软件是 世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统。由于技术创新符合CAD技术的发 展潮流和趋势,SolidWorks公司于两年间成为CAD/CAM产业中获利最高的公司。 良好的财务状况和用户支持使得SolidWorks每年都有数十乃至数百项的技术创 新,公司也获得了很多荣誉。该系统在1995- 1999年获得全球微机平台CAD系统评比第一名。从1995年至今,已经累计获得十 七项国际大奖。其中仅从1999年起,美国权威的CAD专业杂志CADENCE连续4年授 予SolidWorks最佳编辑奖,以表彰SolidWorks的创新、活力和简明。至此,Sol idWorks所遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明,使用它 ,设计师大大缩短了设计时间,产品快速、高效地投向了市场。 由于SolidWorks出色的技术和市场表现,不仅成为CAD行业的一颗耀眼的明星, 也成为华尔街青睐的对象。终于在1997年由法国达索公司以三亿一千万美元的 高额市值将SolidWorks全资并购。公司原来的风险投资商和股东,以一千三百 万美元的风险投资,获得了高额的回报,创造了CAD行业的世界纪录。并购后的 SolidWorks以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作,成为CAD行业一家高素 质的专业化公司。SolidWorks三维机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力 的CAD产品。 由于使用了Windows OLE技术、直观式设计技术、先进的parasolid内核(由剑桥提供)以及良好的 与第三方软件的集成技术。SolidWorks成为全球装机量最大、最好用的软件。 资料显示,目前全球发放的SolidWorks软件使用许可约28万,涉及航空航天、 机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日 用品/消费品、离散制造等分布于全球100多个国家的约3万1千家企业。在教育 市场上,每年来自全球4,300所教育机构的近145,000名学生通过SolidWorks 的培训课程。 据世界上著名的人才招聘网站检索,与其它3D CAD软件相比,SolidWorks相关的招聘广告比其它软件的总合还要多,这一事实 说明了越来越多的工程师和设计者使用SolidWorks三维软件,越来越多的企业 需要SolidWorks人才。Solidworks软件功能强大,易于操作,界面人性化,技 术创新,组件繁多是SolidWorks的五大特点。使得SolidWorks三维软件成为目 前全球领先的三维CAD解决方案。SolidWorks在设计时能够为用户提供不同的设 计方案,通过方案的筛选,工程师能从中选择合适的方案,从而在设计过程中 降低设计的错误以及提高产品质量。在目前市场上所见到的三维CAD解决方案中 ,SolidWorks是设计过程比较简便又通俗易懂的软件之一。它不仅提供如此人 性化的系统,同时对每个工程师和设计者,乃至整个机械行业提供了良好的发 展基础。SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统,由 于技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势,SolidWorks公司于两年间成为CAD/ CAM产业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得SolidWorks每年都 有数十乃至数百项的技术创新,公司也获得了很多荣誉。该系统在1995- 1999年获得全球微机平台CAD系统评比第一名;从1995年至今,已经累计获得十 七项国际大奖,其中仅从1999年起,美国权威的CAD专业杂志CADENCE连续4年授 SolidWorks最佳编辑奖,以表彰SolidWorks的创新、活力和简明。至此,Solid Works所遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明,使用它, 设计师大大缩短了设计时间,产品快速、高效地投向了市场。由于SolidWorks 出色的技术和市场表现,不仅成为CAD行业的一颗耀眼的明星,也成为华尔街青 睐的对象。终于在1997年由法国达索公司以三亿一千万美元的高额市值将Solid Works全资并购。公司原来的风险投资商和股东,以一千三百万美元的风险投资 ,获得了高额的回报,创造了CAD行业的世界纪录。并购后的SolidWorks以原来 的品牌和管理技术队伍继续独立运作,成为CAD行业一家高素质的专业化公司, SolidWorks三维机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力的CAD产品。 由于使用了Windows OLE技术、直观式设计技术、先进的parasolid内(由剑桥提供)以及良好的与 第三方软件的集成技术,SolidWorks成为全球装机量最大、最好用的软件。资 料显示,目前全球发放的SolidWorks软件使用许可约28万,涉及航空航天、机 车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用 品/消费品、离散制造等分布于全球100多个国家的约3万1千家企业。在教育市 场上,每年来自全球4,300所教育机构的近145,000名学生通过SolidWorks的 培训课程。 据世界上著名的人才网站检索,与其它3D CAD系统相比,与SolidWorks相关的招聘广告比其它软件的总和还要多,这比较 客观地说明了越来越多的工程师使用SolidWorks,越来越多的企业雇佣SolidWo rks人才。据统计,全世界用户每年使用SolidWorks的时间已达5500万小时。在 美国,包括麻省理工学院(MIT)、斯坦福大学等在内的著名大学已经把SolidW orks列为制造专业的必修课,国内的一些大学(教育机构)如哈尔滨工业大学 、清华大学、浙江工业大学、浙江大学、华中科技大学、北京航空航天大学、 大连理工大学、北京理工大学、武汉理工大学等也在应用SolidWorks进行教学 。Solidworks软件功能强大,组件繁多。 Solidworks有功能强大、易学易用和技术创新三大特点,这使得SolidWorks 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWo rks 不仅提供如此强大的功能,而且对每个工程师和设计者来说,操作简单方便、 易学易用。 SolidWorks在现今社会阶段逐渐广泛应用,并且SolidWorks公司对中国市场重 点开发,日后SolidWorks应用将会更加完善,更加普遍。通过前文对SolidWork s的深入了解后,往后会对SolidWorks进行个别应用的分析,如建模,装配,工 程图,力学分析等。 1 1. .3 3. .1 1草草图图绘绘制制 掌握点、直线、矩形、弧度圆等基本图形的绘制方法;掌握样条、文字等高级 几何图形的绘制方法;理解集合约束的概念并在草图绘制中熟练应用几何约束 ;熟练应用阵列、实体转换等草图绘制工具;能综合应用各种草图绘制实体和 利用草图绘制工具完成草图绘。 1 1. .3 3. .2 2 基基准准特特征征- -参参考考几几何何体体的的创创建建 清楚明白基于特征的建模方式、参数化思想等概念;灵活运用各种建立基准点 的方法;灵活运用各种建立基准轴方法;灵活运用各种建立基准面的方法;灵 活运用坐标系的建立方法;能根据建模需要综合应用各种参考几何体。 1 1. .3 3. .3 3拉拉伸伸、、旋旋转转、、扫扫描描和和放放样样特特征征建建模模 灵活运用拉伸特征的概念与建立方法;灵活运用旋转特征的概念与建立方法; 掌握扫描特征的概念与建立方法;灵活运用放样特征的概念与建立方法;通过 实践能够准确分析零件的特征,灵活运用拉伸和旋转也正建立三维模型。综合 应用扫描、放样、弯曲、镜向、阵列等特征建立各种实体。 1 1. .3 3. .4 4工工程程图图设设计计 灵活运用用户自定义工程图格式文件的方法;灵活运用建立标准三视图,剖视 图,断面图,局部图,辅助视图等方法;灵活运用各种注释的方法。 1 1. .3 3. .5 5装装配配设设计计 灵活运用自底向上的装配方法;灵活运用生成装配体爆炸图的方法;灵活 运用SolidWorks智能装配技术;灵活运用装配体零部件的状态和属性控制,并 能够在装配体中设计子装配体;灵活运用干涉检查;灵活运用自上向下的装配 方法;灵活运用在装配模型工程图中添加零件序号;灵活运用生成装配体材料 明细表的方法。 第二章 带头罩躺椅总体结构的设计 2.1 带头罩躺椅的总体方案图 本次设计的带头罩躺椅主要用于人们工作生活起居娱乐等场合休闲的时候用到 ,其头部的头罩主要是起到当人们趟在上面的时候,可以把那个头罩折叠下来 ,罩在头部上面,可以安静地休息,听音乐,使人们充分体会到该躺椅的舒适 性和休闲性,其具体方案结构图如下图所示: 2.2 机械传动部分的设计计算 2 2. .2 2. .1 1 主主传传动动电电机机的的选选型型计计算算 已知整个带头罩躺椅上的人的重量,我们取总重量为200Kg,整个带头罩躺椅的 运行速度按照为1~2r/min。即: mm mms s G=mg=200×10=2000N V=1-2m/min=16.6-33.3/ 根据本次设计由于为了带头罩躺椅的方便使用,不需要考虑外接电源,所以要 需要蓄电池带动电机,这里我们选择直流无刷电机,直流无刷电机的型号是92B L-A类型的。具体的电机设计计算如下 1、确定运行时间 本次设计加速时间 01 (t -t ) 60  Vl l 负载速度(m/min)Vl 有速度可知每秒上升50mm, 0.033 1.2=1.2 360   ls 2.电机转速 电机  Vl n PB mmPB为转动行程的距离,本次设计的转动行程的距离我们取5, PB=5. 00m m 2 400 /min 0.005 电机  Vl nr PB 3.负载转矩 0.3 10 200 0.005 1.73 . 220.9    B gMP TLN m   式中: :0.3 200 g 0.005m 0.9 MK PB   摩擦系数,取 :负载重量, : 转动行程, :传动效率,取 4.负载惯量 上下垂直运动 2 2 2 0.005 ()2000.000126779(.) 22     PB JLMMkg m  螺母惯量式中 43452 7.87 100.4 0.23.72 10 (.) 3232   BB JBL Dkg m   :7.87 0.4m 0.02m B B L D 密度,取 :摆动杆长度,取 :摆动杆直径,取 总惯量 2 0.00032(.) LLMB JJJkg m 5.电机转矩 启动转矩 1 2()2636.9(0.00032) 1.25 . 6060 1.2    S NM JMJLJM TN m t  必须转矩2.36 .TMTLTS SN m S为安全系数,这里取1.0根据以上得出数据, 我们选用直流无刷电机型号为92BL- A,此无刷直流电机厂家为南京森宇机电的产品。根据电机的特性曲线以及参数 表如下: 根据计算和特性曲线以及电机基本参数表,我们选用直流无刷电机型号为 92BL-4030H1-LK-B,电机额定功率为0.4KW,额定转矩为1.3N.m, 最大转矩为2.6N.m,额定转速为 3000r/min。 电机大致图如下: 外形尺寸92x92x86,电机输出轴径为14mm。 2 2. .2 2. .2 2 链链传传动动的的设设计计计计算算 由前计算选择的步进电机的转速为600r/min,发动机转速要求10r/min,总传动 比为各级传动比:根据总传动比(ia=60)及设计指导书,选定各级传 600 ==60 10 i总 动比如下: 确定链节距 P ZA K PKK P0 =1.36Kw 75 . 1 86 . 0 74 . 0 0 . 1 0  P 根据1.36Kw,及n=600r/min,选定链轮型号为16A,节距为25.4mm,验算0P 链速 1000600 4 . 2560025 1000600 '22      pnZ V =0.635m/s 15m/s 链速适宜 计算链节数与实际中心距 由于链传动比一般选择为2- 3.5,本次设计中链传动比i2=2,则蜗轮蜗杆减速传动比为i= ia/ i1=60/2=30蜗轮蜗杆减速比初定为30本次设计链传动采用精密滚子链。根据 2 1 ==2 Z i Z 链传动 根据链传动设计要素,由于z1≥zmin,zmin=9z1应参照链速和传动比选取,推荐 :z1≈29-2i i=2,得出z1≈29-2i=29-4=25小链轮齿数Z1确定为25,Z2= iz2=25x2=50,取Z2=50。电机功率计算公式为 9550n13.72 600 ,===0.86 w 95509550 PT TPK n  则 P= PⅠ =0.86Kw, 查得工矿系数KA=1.0,小链轮齿数KZ=0.74,多排链系数KP=1.75,代入下式得 初定为40p 链节数 2 2 23 0 320 p0 2 2550 40 1 5025 2 1 402 2 ' a2 ' p a2           zzpzz L =18 取链节为18节 实际中心距 22 223232 2 '2550 8 2 5025 118 2 5025 118 4 4 . 25 2 ' 2 3 8 2 ' 2 ' 4 p a                 zzzz Lp zz Lp =166 计算对轴的作用力 取Kq=1.25, 0.635 86 . 0 *25 . 1 *1000 v P1000 q  K Q =2994.4N 计算链轮的主要几何尺寸 分度圆直径 mm mm mm P mm P 64.388 50 180 cot54 . 0 4 . 25 'z 180 cot54 . 0 p3da 78.186 25 180 cot54 . 0 4 . 25 'z 180 cot54 . 0 p2da 52.404 50 180 sin 4 . 25 50 180 sin 'd 66.202 25 180 sin 4 . 25 25 180 sin 'd 3 2 2 1     齿根圆直径 。。 。。 第3章 各主要零部件强度的校核 3.1传动轴强度的校核与计算 (1)初步确定轴的直径 mm 25.60 556 55 130 3 3 0 0 0  n p Ad (3.32) 根据工作条件,取mm90d (2)传动轴受力分析 N (3.33) 44.5144 360 1026 . 9 22 5 1 1    m t d T F N 54.1731062222cos2044.5144cos ' '' 1   tgtgFF tr  (3.34) N 57.712062222sin2044.5144062222sin ' ''' ''   tgtgFF ta  (3.35) (3)绘制传动轴的受力简图,如图所示,求支座反力 ①垂直面支反力: 由,得:   0 C M 0 2 570 32  arBY FLFLR (3.36) 图4.1 传动轴的受力简图 N L FLF R ar BY 13.629 5 .761 2/36057.712 5 . 20254.17312/360 2 3      由,得:   0Y N 67.236013.62954.1731 BYrCY RFR (3.37) ②水平面支反力: 由,得:   0 C M 0 32 LFLR tBZ (3.38) N02.1368 5 . 761 5 . 20244.5144 2 3    L LF R t BZ 由,得:   0Z N (3.39) 56.309902.136854.1731 BZrCZ RFR (4)作弯矩图: ①垂直面弯矩图: Y M C点 N·mm 495.479082 5 . 76113.629 2 LRM BYCY (3.40) ②水平面弯矩图: Z M C点 N·mm (3.41)675.478035 5 . 20267.2360 2 LRM BZCZ ③合成弯矩图:M C点 N·mm (3.42)153.676785675.478035495.479082 2222  CZCY MMM (5)作转矩T图: N·mm 6 102 . 3T (6)校核轴的强度: 按弯扭合成应力校核轴的强度 校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面(即危险截面C)的强度。由文献[1,1 5-5]可知,取,轴的计算应力6 . 0 MPa 3 .14 1501 . 0 )1026 . 9 6 . 0(153.676785 )( 3 252 2 3 2       W TM c    (3.43) 选定轴的材料为45钢,调质处理,由文献[1]表可知,MPa。11560 1    因此,,故安全。 1 ca (7)精确校核轴的疲劳强度 ①判断危险截面 从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面IV和V引起的应力集中最严重 ,而V受的弯矩较大;从受载的情况来看,截面C的应力最大,但应力集中不大 ,故C面不用校核。只需校核截面V。 ②截面V左侧 抗弯截面系数 mm 2744001401 . 01 . 0 33 dW 3 (3.44) 抗扭截面系数 mm (3.45)5488001402 . 02 . 0 33 dWT 3 截面V左侧的弯矩M为 Mpa 628.626570 5 . 761 705 153.676785M (3.46) 截面V上的扭矩T为 MPa 3200000 1 T 截面上的弯曲应 Mpa 28 . 2 274400 628.626570  W M b  (3.47) 截面上的扭转切应力MPa (3.48)83 . 5 548800 3200000 1  T T W T  轴的材料为45钢,调质处理。由文献[1]表可知,MPa,115640 B  MPa,MPa。275 1   155 1    由文献[1] 附表可知,用插入法求出83 ,8 . 2    k 24 . 2 8 . 28 . 0    k 轴按精车加工,由文献[1] 附图可知,表面质量系数为:43 84 . 0    轴未经表面强化处理,1 q  固得综合系数为 99 . 2 1 84 . 0 1 8 . 21 1      k K (3.49) 43 . 2 1 84 . 0 1 24 . 2 1 1      k K 由文献[1] §,§可知,碳钢的特性系数1323 取2 . 0~1 . 0  1 . 0   取1 . 0~05 . 0   05 . 0    所以轴在截面V左侧的安全系数为 (3.50)34.40 01 . 028. 299 . 2 275 1       mb K S     (3.51)02.19 2 83 . 5 05 . 0 2 83. 5 43 . 2 275 1       ma K S     (3.52)5 . 122.17 02.1934.40 02.1934.40 2222      S SS SS Sca   故该轴在截面V左侧的强度是足够的。 ③截面V右侧 抗弯截面系数 mm2197001301 . 01 . 0 33 dW 3 抗扭截面系数 mm4394001302 . 02 . 0 33 dWT 3 截面V左侧的弯矩M为 MPa628.626570 5 . 761 705 153.676785M 截面V上的扭矩T为 MPa 3200000T 截面上的弯曲应力 MPa85 . 2 219700 628.626570  W M b  截面上的扭转切应力 MPa28 . 7 439400 3200000 1  T T W T  截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按文献[1]附表查    23 取。因,,023 . 0 130 3  d r 08 . 1 130 140  d D ,05 . 2   3 . 1   又由文献[1]附图可得轴的材料的敏感系数为13 ,83 . 0   q87 . 0   q 故有效应力集中系数按文献[1,附]为43 87 . 1 ) 105 . 2 (83 . 0 1) 1(1  qk (3.53) 26 . 1 ) 13 . 1 (87 . 0 1) 1(1  qk 由文献[1]附图可得轴的截面形状系数为2358 . 0    由文献[1]附图可得轴的材料的敏感扭转剪切尺寸系数为3376 . 0    综合系数为 41 . 3 1 84 . 0 1 58 . 0 87 . 1 1 1      k K 84 . 1 1 84 . 0 1 76 . 0 26 . 1 1 1      k K 所以轴在截面V左侧的安全系数为 29.28 01 . 085 . 2 41 . 3 275 1       ma K S     96.24 2 83. 5 05 . 0 2 83. 5 84 . 1 275 1       ma K S     5 . 172.18 96.2429.28 96.2429.28 2222      S SS SS Sca   故该轴在截面V左侧的强度是足够的。 3.2螺栓强度的校核计算 螺栓的强度在机械联接中至关重要,特别是在重要的场合,其强度校核和计算 尤其重要。其受力简图如上图所示,图中以合力代替均匀分布的作用力。由 于螺栓的剪切变形为截面的相对错动,因此抵抗这种变形的内力必然是沿着错 动的反方向作用的。仍用截面法求内力。将螺栓假想地沿剪切面m— m切开,取左边部分来研究[图3-55(b)],根据静力平衡条件,在剪切 面上必然有一个与平行的分布内力系的合力作用,且 ; 与剪切面m—m相切,称为截面m— m上的剪力。 联接件一般并非细长杆,而且实际受力和变形情况比较复杂,通 过理论分析或实验研究来确定剪力在剪切面上的实际分布规律较为困难。因 此在工程实际中,做出一些假设进行简化计算,称为实用计算,或假定计算。 假设应力在剪切面内是均匀分布的,若为剪切面面积,则应力为: 与剪切面相切,故为剪应力。以上计算是以假设剪应力在剪切面内均匀分布 为基础的,实际上它只是剪切面内的一个“平均应力”,所以也称为名义剪应 力。其值与剪切面上的最大剪应力大致相等。 2、挤压实用计算 联接件除承受剪切外,
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