塑料薄膜式穿孔机设计+零件图+装配图(9)
(4.4)
式中，τT——轴的扭转切应力，单位为Mpa；
T——轴传递的转矩，单位为N•mm；
P——轴传递的功率，单位为kW；
n——轴的转速，单位为r/min；
WT——轴的抗扭截面系数，单位为mm3
[τT]——许用扭转切应力，单位为MPa，查表4.1。
表4.1 轴常用材料的[τ]和C值
由此推得实心圆轴的最小直径 为
(4.5)
式中，C——计算常数，
(4.6)
取决于轴的材料和受载情况，查表4.1。
因为轴取45钢，[τT]取30到40之间，C=107~118
取C=107，
≥107x（0.05484/100）1/3 =8.7mm
所以，d取9mm。
如轴段上开有键槽时，应适当增大直径以考虑键槽对轴的强度的削弱，d>100mm时，单键槽增大3%，双键槽增大7%；d≤100mm时，单键槽增大5%-7%，双键槽增大10%-15%。在增大直径的基础上，再将轴径圆整为与之配合的传动零件轮毂孔的标准直径。
根据公式，[τT]取30到40之间，P=0.05484kw，n=100r/min，并考虑到轴上要安装部件所带来的影响，最后应对d进行圆整，得出结论：轴的最小直径为9mm。
4.3.4 轴的强度计算
许用切应力计算（扭转强度计算）：
轴传递的转矩：
T=9550P/n (4.6)
=9550×0.05484/100= 5.24N•m
轴的扭转强度条件：
τT=T/WT≤ [τT] (4.7)
轴的抗扭截面系数：
WT=πd3/16 (4.8)
=0.2d3=0.2×93=145.8mm3
由此得出：τT=(5.24/145.8)×1000=35.92MPa∈[30，40]
符合强度要求。
轴所受的载荷一般是分布载荷，计算时则常将其简化为集中载荷，并取载荷分布段得中点作为力的作用点。作用在轴上的扭矩，一般从传动件轮毂宽度中点起算。轴由轴承支承，其支点可简化为铰链约束。
图4.5 主轴受力图
在主轴受力图4.5中，F1为偏心轮对主轴的作用力，F2为凸轮对主轴的作用力。
F1=250N，F2=97N
所以支反力FRA=(250×39×10-3+97×16×10-3)/(79×10-3)=143N
FRB=250+97-143=204N
四个集中力作用的截面上的弯矩分别是
MA=0，MB=0，
Mv1=FRA×42×10-3=5.54N•m，Mv2=FRB×16×10-3=3.28N•m
见图4.6所示。 图4.6 轴的弯矩图
图4.7 轴的扭矩图合成弯矩M图如图4.8所示。
图4.8 轴的合成弯矩图
则合成弯矩为： （4.9）
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