塑料薄膜式穿孔机设计+零件图+装配图(10)
式中，α——折算系数，用以考虑扭转切应力τ与弯曲正应力σ循环特性不同的影响。这里视扭转切应力τ为脉动循环变应力，取α≈0.6。
轴的弯扭合成强度计算：结合轴的结构分析弯矩图和扭矩图，确定危险截面，进行弯扭合成强度校核计算，有公式
（4.10）
式中，σca——轴的弯扭合成计算应力，单位为MPa；
W——危险截面的抗弯截面系数，单位为m3
[σ-1]——弯曲正应力σ是对称循环变应力时轴的许用弯曲应力
图4.9 抗弯、抗扭截面系数计算公式
W=πd3/32≈0.1d3=0.1×93=72.9mm3
由于主轴采用的材料及热处理为45调质，所以
[σ-1]=60/MPa
将参数带入公式计算得，σca=39.75MPa＜[σ-1]
符合强度。
4.4键的选择和计算
键是机械联接中常用的标准件,键的选择是机械设计中一项重要工作,键的选择包括类型选择和尺寸选择两个方面，键的类型应根据键联接的结构特点、使用要求和工作条件来选择；键的尺寸则按符合标准规格和强度要求来取定。键的主要尺寸为其截面尺寸和长度。键的长度一般可按轮毂长定而定，一般键长略短于或等于轮毂的长度；导向平键则按轮毂及其滑动的距离而定。
键连接的目的为了实现轴上零件的周向固定并传递转矩，它结构简单，拆装方便、工作可靠。
键连接的主要内容是：1选择类型；2确定尺寸；3强度校核。
根据设备的特性，本课题选用平键连接的方式。常用的平键有普通平键、薄型平键、导向平键和滑键4种。其中普通平键和薄型平键用于静连接，导向平键和滑键用于动连接。
平键的两恻面是工作面，工作时靠键与键槽侧面间的挤压来传递转矩。键的上表面与轮毂槽底之间留有间隙，因此，平键连接定心性好、结构简单、装拆方便，应用最为广泛。但平键连接不能承受轴向力，对轴上零件不能起到轴向固定的作用。
本课题选用的是普通平键，其主要尺寸为截面尺寸b、h和长度L。b、h可根据轴的直径d由标准中查取；长度L可参照轮毂长度B从标准中选取，一般取L=B-(5~10)mm。键的材料一般用强度极限不低于600MPa的碳素钢，通常用45钢。
最后进行强度校核：普通平键连接的主要失效形式是工作面的压溃，按工作面上的挤压应力进行强度校核计算。
查表得：b*h=3*3
键连接的强度计算：普通平键连接的挤压强度条件：
式中T——传递的转矩，T=F×y≈F×d/2，单位为N•mm；
k——键与轮毂的接触高度，k=h/2，h为键的高度，单位为mm；
d——轴的直径，单位为mm；
l——键的工作长度，单位为mm。
这里l=L-b=6-3=3mm
所以：σp=2×5.24/(1000×9×1.5×3)=2.58×10-4MPa＜[σp]
符合强度要求。
4.5轴承的选用
滚动轴承类型的选择与轴承受的载荷的大小、方向、性质及轴的转速有关。各类滚动轴承具有不同的特性，适用于各种机械的不同使用情况。选择轴承类型时，通常应考虑下列因素。一般情况下：对承受推力载荷时选用推力轴承、角接触轴承，对高速应用场合通常使用球轴承，承受重的径向载荷时，则选用滚子轴承。
轴承的内径是在轴的径向尺寸设计中确定的。同一根轴上的两个支撑处宜采用同一型号的轴承，以便轴承空座可一次镗出，保证加工精度。在选用轴承型号时，一般先按中等宽度选取，再根据寿命计算结果进行必要的调整。
下一篇：固定管板式换热器设计+CAD图纸