车轮组零件计算书

车轮组零件计算书 Prepared on 22 November 2020

◆车轮踏面接触强度计算（起重机设计手册P355-356）一、已知设计参数

与材料有关的许用点接触应力常数K2=mm2（按表3-8-6选取）曲率半径R=355mm

系数m=（按表3-8-9选取）

转速系数C1=（按表3-8-7选取）

工作级别系数C2=（按表3-8-8选取）

二、点接触的允许轮压计算

P=K2R2

m3

C1C2

=0.132×

3552

0.4113

×1.04×1.25

=311493N

（起重机设计手册P356公式3-8-3）

◆车轮轴计算（钟毅芳《机械设计》P140-157）

一、已知设计参数

轴所传递的功率P=30KW

轴的转速n=min

车轮轮压F=450000N

截面2-2到轴承中心线之间的距离L1=

截面3-3到轴承中心线之间的距离L=

截面1-1处车轮轴的直径d1=110mm

截面1-1处键槽的宽度b1=28mm

截面1-1处键槽的深度t1=10mm

截面2-2处车轮轴的直径d2=180mm

截面3-3处车轮轴的直径d3=190mm

截面3-3处键槽的宽度b3=45mm

截面3-3处键槽的深度t3=15mm

车轮轴材料：40Cr调质

图1 车轮组车轮轴计算简图

二、截面1-1强度计算

图1所示的车轮轴共有三个危险截面，分别为截面1-1、截面2-2和截面3-3。截面1-1只受扭矩的作用，所以，只需对其所受的剪应力进行校核。

截面1-1、截面2-2、截面3-3所受的转矩

T=9550×103×P

n

=

9550×103×30

35.86

=7989403N∗mm

截面1-1所受的剪应力

τ=

T

W T

=

T

πd13

16−

b1t1(d1−t1)2

2d1

=

7989403

π×1103

16−

28×10×(110−10)2

2×110

=33≤52Mpa

结论：计算通过。

三、截面2-2强度计算

截面2-2同时承受弯矩和扭矩的作用，所以，应按照第三强度理论对轴所受的弯矩和扭矩进行合成。

截面2-2所受的弯矩

M2=FL1

2

=

450000×107.5

2

=∗mm

截面2-2所受的弯曲正应力

σ=√M22+T2

W

=

√M22+T2

2

3

32

=

√2+79894032

π×1803

32

=45≤70Mpa

结论：计算通过。

四、截面3-3强度计算

截面3-3同时承受弯矩和扭矩的作用，所以，应按照第三强度理论对轴所受的弯矩和扭矩进行合成。

截面3-3所受的弯矩

M3=FL

=

450000×187.5

=∗mm

截面3-3所受的弯曲正应力

σ=√M32+T2

W

=

√M32+T2

πd33

32−

b3t3(d3−t3)2

2d3

=

√2+79894032

π×1903

32−

45×15×(190−15)2

2×190

=70≤70Mpa

结论：计算通过。

◆滚动轴承寿命计算

一、已知设计参数

工作级别：M6

轴承转速n=min

寿命指数ε=（球轴承ε=3，滚子轴承ε=）

基本额定动载荷C=720000N（见机械设计手册）

系数x=1（见起重机设计手册P438-439表3-11-18、3-11-19）

系数y=0（见起重机设计手册P438-439表3-11-18、3-11-19）

径向负荷F r=77500N（按第Ⅰ类载荷计算）

轴向负荷F a=26000N（按第Ⅰ类载荷计算）

工作条件系数k=（见起重机设计手册P437表3-11-17）

二、滚动轴承寿命

P=(xF r+yF a)k

=(1∗77500+0∗26000)∗1.3 =100750N （起重机设计手册P437公式3-11-13）

L h=106

(

C

)ε

=

106

60∗35.86

(

720000

100750

)3.333

=326521>10000h

（起重机设计手册P437公式3-11-12）结论：计算通过。