带材开卷机主轴的设计与计算
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一 ｍａｌ ｉ
是从外面作用。若是内压力 Ｐ 作用则当量应力为 ｉ 拉应力， 若是外压力 Ｐ 作用则当量应力为压应力， １ ，
因此可以利用外压力并同时考虑内压力的作用， 使 作用在内壁上的压力减小或降到很低。
参考文献 ： ［］ ｌ胡寿根 ， 丁胜． 脉冲高压水射流工作原理及研究现状【ｌ上海理 Ｊ．
工大学学报， ９ ， ２ ：一 ． １ ７１（）１ ９ ９ ９
Ｍ 二２ ０ ９ ８ ．０ ｘ ４ ２＝７ ９ ２ ０ ｘ ０ ． ０ ８ ．Ｎ ７ ｍ
３ 轴的强度校核 根据轴的结构尺寸及弯矩图， 截面 Ｂ处弯矩较 大， 且有轴承配合引起的应力集中， 因此， Ｂ处是危
险截面。现对其进行强度校核。 由于该减速机轴的转动， 弯矩引起对称循环的 弯应力， 而转矩引起的为脉动循环的剪应力。 抗弯断面系数
由习从 ＝ 得 Ｒｚ ２ ， ９ ０ ０ ，ｘ 一Ｆｘ 二 ５ １ ２ ８
因 Ｒ 二８ ； Ｒ 一 Ｂ＝ 一 ８ ２ ２ Ｎ Ｒ 二 Ｚ Ｒ， ０ ２ 二２ Ｎ 此 ｑ ８ ， ｚ ｚ ５ １ ８ ２ 齿轮的作用力在水平平面的弯矩（ 见图２ｃ） （）
Ｍｏ 二ＲＺ ８ ＝２２ ． ４ ８ ２ ｘ ８ 二６ Ｎ ｚ Ａ ｘ ２ ０２８ ｍ
所示 。
开卷机是成卷轧制和带材精整机组中的重要设 备。开卷机主要用于支承钢带卷 ， 并和直头机一起 把钢带送人矫平机。本开卷机采用胀缩式卷筒， 可
以适应多种内径变化。其技术参数为 电机功率／ ｋ Ｗ ２２ ．
转速／－ ＇ ｉ－ ｒｍｎ １５ ２
第 ２ 卷第 ５ ７ 期
２ ｖ为
煤
矿
机
械
Ｖｏ ．７ ｏ ５ ｌ２ Ｎ ．
ｃ ｉｅ Ｃ ａ Ｍｉｅ Ｍａ ｈｎ ｏ ｌ ｎ
Ｍａ ｙ ２００６
文章编号 ： ０－ ９ （０６０－ ４－ １ ３ ７４２０ ） ０ ５ ３ ０ ０ ５７ ０
带材开卷机主轴的设计与计算
王定保 ，朱春熙
（ 洛阳工业高等专科学校， 河南 洛阳 ４１ ３ ７０ ） ０
齿轮的径向力
Ｆ 二Ｆｔ ａ二１ ０３４ １ Ｎ ｘ ６ 二５０ ， ， ａ ｎ ４０ ． ０
轴的直径
（） １在水平平面内的支反力（ 见图 ２ｂ ） （）
， 淤丁石砰 、 ｔ ｏ ： ／ ， ａ 、一Ｔ 〕 一 蕊丁一－ ）
式中 Ｍ— 轴计算截面上的合成弯矩，ｍ Ｎ；
Ｔ 轴计算截面上的扭矩，ｍ — Ｎ；
尸 ｋ — 传递功率，Ｗ； ｎ ｉ； — 转速， ｍｎ ｒ ／
（） ２在垂直平面内的支反力（ （） 图２ｄ）
ａ 根据扭应力变化性质而定的校正系 —
ＲＹ （１一 ８） １ Ｆ＝ １ Ｎ ｘ ６６ Ａ＝ ５２ ２８！ ２ ， ５
Ｍ 叮．２ ０ ０６
文章幼号 ： ０－ ９ （ ０ ） － ４－ １ ３ ７４２ ６０ ０ ７ ３ ０ ０ ０ ５７ ０
后发生破裂。
Ｆｇ１ ｉ ａｌ ｉ ｒｍ ｘ ｄ ｇａ ｉ． Ｍａ ｎ ｅ ａ
１安装齿轮 ２ 主轴 ３ 轴承 ４ 张紧装置 ． ． ．
首先， 根据轴的直径计算公式初步估算直径 ： 轴计算截面上的工作应力
［１ ２马秉赛． 中径公式应用于厚壁圆筒设计的条件【ｌ石油机械 ７．
１９ ，７６ ： 一 ７ ９９２ （）４ ４ ． ５
ｌ二 ｆ ｔ
轴传递的转矩
Ｔ＝９ ０ Ｏ ｎ二２ ２ ５ ０ ０ １５二１ ８ ０ Ｎ ５ Ｏ Ｐ／ ５ Ｏ ． ｘ９ ０ ／２ ５ ０ ６ ．８ ｍ
介３ ｄ
汾
Ｙ） ． ｘ１一 ｀ 。１４ ０ ４ ‘ －
齿轮的圆周力
户 二 ，一 ；．
弯曲应力幅
． ２Ｔ
齿轮的作用力在水平平面的弯矩（ 见图２ｅ） （）
Ｍｐ 二ＲＹ ８ ＝６６ ． ８ ７ Ｎ ８ １ ｘ ８ 二１７ ； Ａ ｘ ２ ０２ ｍ
汇＿ — 〕 许用疲劳应力，Ｐｏ 。‘ Ｍａ 选择轴的材料为 ４ 钢， ５ 经调质处理， 可知材料
的机械性能为
ａ 二６０ ； ３０ ； 二２０ ； Ｍ ａ ａ ＝ Ｍ ａ ａ 、 ７ Ｍ ａ ‘ ５ Ｐ ， ６ Ｐ 一 Ｐ
ＷＡ Ｇ ｎ 一ｂｏ Ｚ Ｕ ｕ 一ｘ Ｎ Ｄ ｇ ａ ， Ｃ ｎ ｉ ｉ Ｈ ｈ
（ ｏ ｎ Ｃｌｇ ｏＴｃｎｏ ， ｙ ｇ ０３ Ｃｉ ） Ｌ ｙ ｇ ｅ ｆ ｏｇ Ｌｏ ｎ ４１ ， ｈ ａ ｕ ａ ｏ ｅ ｅ ｌｙ ｕ ａ ７ ０ ｈ ｎ
ｋ ｇ ｅ＠ ． ． ｉ －ｄ １ ｃ ｎｒ ６ ｏ ３ ｍ
收稿 日期 ： ０－１ １ ２ ６０－ ０ ０
７６ ４
带材开卷机主轴的设计与计算— 王定保 ， 等
第 ２ 卷第 ５ ７ 期
口－ 二ｄ
ｔ 了Ｍ ＋ ａ ） ｏ ｚ （Ｔｘ
３
、卜 ｒ ）。。 ］ （ ‘１ ［ ， １ ＿ ） 气
（） ２
ａ 。
＝ｘ ８ ‘ ０ ２ ．二 ４ Ｎ １０ ０ ６ ８
ａ 丽 二
７ ＭＢ ７ ２ ８ ９．
１ ４ ． ｘ１ ０
５ ． ＭＰ ６ ３ ａ
第 ２ 卷第 ５ ７ 期 ２０ 年 ５ ０６ 月
煤
Ｃａ ｏｌ
机Biblioteka Baidu
械
Ｖ ｌ２ Ｎ ． ｏ．７ ｏ５
Ｍａ ｈｎ ｃ ｉｅ
料宽／ ｍ ３０ ０
卷重／ ｋ ｇ ２０ ００ 图 １ 主轴简图
１ 估算轴径及结构设计 当轴的支撑位置和轴所受载荷大小、 方向、 作用 点及载荷种类均以确定 ， 支点反力及弯矩可以求得 时， 可按弯矩合成的理论进行近似计算。 性） 。外缸筒是用来防止塑性层不遭破裂。随着压 力的增加 ， 塑性层厚度也增加。弹性层厚度减小， 最
ｔｅ ｉ ｓａｔ ｓ ｅ ｈ ｍａｎ ｆ ｗ ｓｆ ． ｈ ａ ａ
Ｋ ｙ ｒｓｕｗｎｉ ｍ ｃｉ ； ｎ ｆ ｂｎｉ ｍ ｍｎ； ｕ ｅ ｗ ｄ：ｎ ｉ ｎ ａｈ ｅ ｍ ｉ ｓａ ； ｅｄ ｇ ｅｔ ｔｑｅ ｏ ｄ ｇ ｎ ａ ｈ ｔ ｎ ｏ ｏ ｒ
０ 前言
根据开卷机的工作方式 ， 主轴大致结构如图 １
自然科学学报， ９９２（）７ 一 ３ １ ，１３ ： ８． ９ ９ ［］ ５张于贤， 王红， 陈德淑． 关于计算最佳弹塑性界面半径的探讨【Ｊ Ｊ．
重庆大学学报（ 自然科学版）２０， （）３ － ０ ， ４２ ６ ： ４ ． ０ ７ ０ 作者简介：张于贤（９８ ， １ 一）重庆人， ６ 桂林 电子工业学院副教 授， 重庆大学博士， 硕士生导师， 主要从事机械设计及理论、 射流理论 高压容器和工业工程等方面的研究 ，ｅ： 一５００６ Ｅ Ｔｌ ３ ６１ ， ０７ ７ ０ 及应用 、
轴承 ７１Ｅ和 ７２Ｅ 其宽度分别为 ４ ． ５８ ５２ ， ２５二 和 ５ ６
】ｒ 】 ｎ０ 】
（ ｃ ｄ ０ ）
２ 轴上受力分析
轴上受力如图 ２ａ所示。计算时， （） 通常把轴当 作置于铰链支座上的梁， 轴上零件传来的力， 通常作 为集中力， 其作用点取为零件轮廓宽度的中点。轴
上扭矩则从轮毅宽度的中点算起。轴上支撑反力的 作用点 ， 根据轴承的类型和组合确定。
图 ２ 轴所受的载荷
珑 ． Ｓｒｓ ｏ ｍ ｉ ｓａｔ ２ ｔ ｓ ａ ｈｆ ｅ ｆ ｎ
如果作用在轴上的各载荷不在同一平面内， 可 分解到 ２ 个相互垂直的平面上 ， 然后分别求出这 ２ 个平面内的弯矩， 再按矢量法求得合成弯矩。 轴承受的弯矩
［］ ３王仲仁， 苑世剑， 胡连喜． 弹性与塑性力学基础【 〕哈尔滨： Ｍ 哈尔
滨工业大学出版社， ９ ． １７ ９ ［］ ４朱瑞林， 张吴星． 单层厚壁圆筒弹塑性与强度分析【ｌ湘潭大学 Ｊ．
因此只要能注意到厚壁筒内应力分布的变化规 律， 就可以大大提高缸筒内的工作压力。 作用在内壁上的当量应力既可能是拉应力也可 能是压应力， 主要取决于压力是从缸的内面作用还
（） 于负载 凡 的作用， ３ｆ ｂ 在支点 Ａ和Ｂ处的支
反力（ 见图 ２ｆ） （ ）
由Ｅ ＝ 得 Ａｘ 一Ｆ ｘ 二 ０ ＲＯ ２ ａ ２ ０ Ｍ Ｂ ５ １ ４ ０
凡。 ９ Ｒａ 二巧３ Ｎ Ｂ＝凡。 ８ ； 十凡 ＝巧３９ １ ６（ ８ ＋ ９ ０二 ）
ＲＹ ８／１ ｘ ０５ １ ７４ Ｆ ＝ ． ｘ ０ ＝ ８ Ｎ Ｂ＝ ５２ ， ２８ ６ ４０
数， ａ １ 扭应力对称循环变化时，二 ；
Ｙ 空心轴内径 ｄ 与外径 ｄ之比， — 。 Ｙ二
ｄｌ ，０ ７ ｏｄ ．； ．
摘 要 ：对带材开卷机的主轴进行了设计， 分析主轴受力情况， 求出支反力， 并画出主轴的弯
矩图。最后根据主轴所承受的弯拒和扭矩对主轴的强度进行了 校核， 证明所设计的主轴是安全的。 ‘
关键 词 中图号
开卷机 ；主轴；弯矩；扭矩
Ｔ ３ ２ Ｈ１ ３．
文献标识码 ：Ａ
Ｄ ｓ ｎ ｄ ｌ ｌ ｉ ｏ Ｍａ Ｓ ａ ｆｒ ｗｎｉｇ ｃｉｅ Ｓｒ ｅ ｇ ａ Ｃ ｃ ａ ｏ ｆ ｉ ｈｆ ｏ Ｕ ｉ ｎ Ｍａｈｎ ｉ ｔｐ ｉ ｎ ａ ｕ ｔ ｎ ｎ ｔ ｎ ｄ ｎ ｉ
３ ９ ９ ４ Ｎ ８
：， １ Ｍ ａ， ２１ｘ 护Ｍ ａ ＿＝ Ｐ； ． １ Ｐｏ ５ ５ Ｅ 二 ５
代人式（ 得 ） ２ 考虑到安装张紧装置需加键槽， 故将其轴径增 加３ ７ ％一 ％。因此取轴径为 ８ ｍ 。根据轴的受 ０ ｍ
由于负载 Ｆ 的 Ｏ 作用而产生的弯矩图如图２ｇ （）
所示 ，
ｄ： ４ ． Ｎ ＿ ：７ ｍ － ｍ Ｍ ＝Ｆ ｘ ０ 二 ８９２ ， Ｏ ． ２ ７ ０４ ７ ｍ
力， 选取圆锥滚子轴承。装轴承处的直径 ｄ ＝ ， ０ １ １
ｍ ， ９ ｍ 。装齿轮处轴径 ｄ 二 １ ｍ 。初选 ｍ ｄ二 ０ ： ｍ ，１ ｍ ０
Ａ ｓ ａｔＨｓ ｉ ｅ ｔ ｍ ｉ ｓ ｆｔ ｔ ｕｗｎｉ ｍ ｃｉ ａｄ ｌ ｅ ｔ ｓ ｓ ｓｕｔｎ ｍ ｉ ｂｔ ｃ： ｄｓｎｄ ａ ｈ ｔ ｈ ｎｉ ｎ ａｈ ｅ， ｎ ａａ ｚ ｈ ｔ ｓ ａｏ ｏ ａ ｒ ａ ｅｇ ｈ ｅ ｎ ｏ ａ ｅ ｄ ｇ ｎ ｎ ｙ ｄ ｒ ｉ ｉ ｆ ｎ ｅ ｅ ｔ ｓ ｆ ｒ ｋｎｄ ｒ ｃｏ， ｄ ｗ ｔ ｂｎｉ 一 ｏ ｅｔ ｒ ． ｌ ， ｒｎ ｔｔ ｂｎｉ ｍ － ｈ ｔ ｅ ｏｅ ｔ ｅ ｔｎ ａｄ ｓ ｅｄ ｇ ｍｍｎｄ ｇ ｍ Ｆ ａｙ ａ ｏ ｉ ｏ ｅｄ ｇ ａ， ｃ ｈ ａｉ ｎ ｒ ｈ ｅ ａ ｅ ｎ ｉ ａ ｉ ｌ ｃ ｄ ｇ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｎ ｏ ｍ ｎ ａｄ ｔｑｅ ｃ ｔ ｍ ｉ ｓａ ｓｏ， ｉｅｓｙ ｍ ｉ ｓ ｆｈｄ ｅａ ｉ ｄ Ｉｐ ｖ ｔ ｔ ｅｔ ｔ ｏ ｕ ｗｉ ｈ ａ ｈｆ ｔ ｄ ｔ ｎ ｎｉ ｏ ａ ｈ ｔ ｂ ｘｍｎ ．ｔ ｅ ｈ ｎ ｈ ｒ ｅ ｈ ｈ ｅ ｎ ｔ ｏ ｈ ｔ ｔ ｆ ｎ ａ ｅ ｅ ｅ ａ ｏ ｒ ｄ ａ
是从外面作用。若是内压力 Ｐ 作用则当量应力为 ｉ 拉应力， 若是外压力 Ｐ 作用则当量应力为压应力， １ ，
因此可以利用外压力并同时考虑内压力的作用， 使 作用在内壁上的压力减小或降到很低。
参考文献 ： ［］ ｌ胡寿根 ， 丁胜． 脉冲高压水射流工作原理及研究现状【ｌ上海理 Ｊ．
工大学学报， ９ ， ２ ：一 ． １ ７１（）１ ９ ９ ９
Ｍ 二２ ０ ９ ８ ．０ ｘ ４ ２＝７ ９ ２ ０ ｘ ０ ． ０ ８ ．Ｎ ７ ｍ
３ 轴的强度校核 根据轴的结构尺寸及弯矩图， 截面 Ｂ处弯矩较 大， 且有轴承配合引起的应力集中， 因此， Ｂ处是危
险截面。现对其进行强度校核。 由于该减速机轴的转动， 弯矩引起对称循环的 弯应力， 而转矩引起的为脉动循环的剪应力。 抗弯断面系数
由习从 ＝ 得 Ｒｚ ２ ， ９ ０ ０ ，ｘ 一Ｆｘ 二 ５ １ ２ ８
因 Ｒ 二８ ； Ｒ 一 Ｂ＝ 一 ８ ２ ２ Ｎ Ｒ 二 Ｚ Ｒ， ０ ２ 二２ Ｎ 此 ｑ ８ ， ｚ ｚ ５ １ ８ ２ 齿轮的作用力在水平平面的弯矩（ 见图２ｃ） （）
Ｍｏ 二ＲＺ ８ ＝２２ ． ４ ８ ２ ｘ ８ 二６ Ｎ ｚ Ａ ｘ ２ ０２８ ｍ
所示 。
开卷机是成卷轧制和带材精整机组中的重要设 备。开卷机主要用于支承钢带卷 ， 并和直头机一起 把钢带送人矫平机。本开卷机采用胀缩式卷筒， 可
以适应多种内径变化。其技术参数为 电机功率／ ｋ Ｗ ２２ ．
转速／－ ＇ ｉ－ ｒｍｎ １５ ２
第 ２ 卷第 ５ ７ 期
２ ｖ为
煤
矿
机
械
Ｖｏ ．７ ｏ ５ ｌ２ Ｎ ．
ｃ ｉｅ Ｃ ａ Ｍｉｅ Ｍａ ｈｎ ｏ ｌ ｎ
Ｍａ ｙ ２００６
文章编号 ： ０－ ９ （０６０－ ４－ １ ３ ７４２０ ） ０ ５ ３ ０ ０ ５７ ０
带材开卷机主轴的设计与计算
王定保 ，朱春熙
（ 洛阳工业高等专科学校， 河南 洛阳 ４１ ３ ７０ ） ０
齿轮的径向力
Ｆ 二Ｆｔ ａ二１ ０３４ １ Ｎ ｘ ６ 二５０ ， ， ａ ｎ ４０ ． ０
轴的直径
（） １在水平平面内的支反力（ 见图 ２ｂ ） （）
， 淤丁石砰 、 ｔ ｏ ： ／ ， ａ 、一Ｔ 〕 一 蕊丁一－ ）
式中 Ｍ— 轴计算截面上的合成弯矩，ｍ Ｎ；
Ｔ 轴计算截面上的扭矩，ｍ — Ｎ；
尸 ｋ — 传递功率，Ｗ； ｎ ｉ； — 转速， ｍｎ ｒ ／
（） ２在垂直平面内的支反力（ （） 图２ｄ）
ａ 根据扭应力变化性质而定的校正系 —
ＲＹ （１一 ８） １ Ｆ＝ １ Ｎ ｘ ６６ Ａ＝ ５２ ２８！ ２ ， ５
Ｍ 叮．２ ０ ０６
文章幼号 ： ０－ ９ （ ０ ） － ４－ １ ３ ７４２ ６０ ０ ７ ３ ０ ０ ０ ５７ ０
后发生破裂。
Ｆｇ１ ｉ ａｌ ｉ ｒｍ ｘ ｄ ｇａ ｉ． Ｍａ ｎ ｅ ａ
１安装齿轮 ２ 主轴 ３ 轴承 ４ 张紧装置 ． ． ．
首先， 根据轴的直径计算公式初步估算直径 ： 轴计算截面上的工作应力
［１ ２马秉赛． 中径公式应用于厚壁圆筒设计的条件【ｌ石油机械 ７．
１９ ，７６ ： 一 ７ ９９２ （）４ ４ ． ５
ｌ二 ｆ ｔ
轴传递的转矩
Ｔ＝９ ０ Ｏ ｎ二２ ２ ５ ０ ０ １５二１ ８ ０ Ｎ ５ Ｏ Ｐ／ ５ Ｏ ． ｘ９ ０ ／２ ５ ０ ６ ．８ ｍ
介３ ｄ
汾
Ｙ） ． ｘ１一 ｀ 。１４ ０ ４ ‘ －
齿轮的圆周力
户 二 ，一 ；．
弯曲应力幅
． ２Ｔ
齿轮的作用力在水平平面的弯矩（ 见图２ｅ） （）
Ｍｐ 二ＲＹ ８ ＝６６ ． ８ ７ Ｎ ８ １ ｘ ８ 二１７ ； Ａ ｘ ２ ０２ ｍ
汇＿ — 〕 许用疲劳应力，Ｐｏ 。‘ Ｍａ 选择轴的材料为 ４ 钢， ５ 经调质处理， 可知材料
的机械性能为
ａ 二６０ ； ３０ ； 二２０ ； Ｍ ａ ａ ＝ Ｍ ａ ａ 、 ７ Ｍ ａ ‘ ５ Ｐ ， ６ Ｐ 一 Ｐ
ＷＡ Ｇ ｎ 一ｂｏ Ｚ Ｕ ｕ 一ｘ Ｎ Ｄ ｇ ａ ， Ｃ ｎ ｉ ｉ Ｈ ｈ
（ ｏ ｎ Ｃｌｇ ｏＴｃｎｏ ， ｙ ｇ ０３ Ｃｉ ） Ｌ ｙ ｇ ｅ ｆ ｏｇ Ｌｏ ｎ ４１ ， ｈ ａ ｕ ａ ｏ ｅ ｅ ｌｙ ｕ ａ ７ ０ ｈ ｎ
ｋ ｇ ｅ＠ ． ． ｉ －ｄ １ ｃ ｎｒ ６ ｏ ３ ｍ
收稿 日期 ： ０－１ １ ２ ６０－ ０ ０
７６ ４
带材开卷机主轴的设计与计算— 王定保 ， 等
第 ２ 卷第 ５ ７ 期
口－ 二ｄ
ｔ 了Ｍ ＋ ａ ） ｏ ｚ （Ｔｘ
３
、卜 ｒ ）。。 ］ （ ‘１ ［ ， １ ＿ ） 气
（） ２
ａ 。
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ａ 丽 二
７ ＭＢ ７ ２ ８ ９．
１ ４ ． ｘ１ ０
５ ． ＭＰ ６ ３ ａ
第 ２ 卷第 ５ ７ 期 ２０ 年 ５ ０６ 月
煤
Ｃａ ｏｌ
机Biblioteka Baidu
械
Ｖ ｌ２ Ｎ ． ｏ．７ ｏ５
Ｍａ ｈｎ ｃ ｉｅ
料宽／ ｍ ３０ ０
卷重／ ｋ ｇ ２０ ００ 图 １ 主轴简图
１ 估算轴径及结构设计 当轴的支撑位置和轴所受载荷大小、 方向、 作用 点及载荷种类均以确定 ， 支点反力及弯矩可以求得 时， 可按弯矩合成的理论进行近似计算。 性） 。外缸筒是用来防止塑性层不遭破裂。随着压 力的增加 ， 塑性层厚度也增加。弹性层厚度减小， 最
ｔｅ ｉ ｓａｔ ｓ ｅ ｈ ｍａｎ ｆ ｗ ｓｆ ． ｈ ａ ａ
Ｋ ｙ ｒｓｕｗｎｉ ｍ ｃｉ ； ｎ ｆ ｂｎｉ ｍ ｍｎ； ｕ ｅ ｗ ｄ：ｎ ｉ ｎ ａｈ ｅ ｍ ｉ ｓａ ； ｅｄ ｇ ｅｔ ｔｑｅ ｏ ｄ ｇ ｎ ａ ｈ ｔ ｎ ｏ ｏ ｒ
０ 前言
根据开卷机的工作方式 ， 主轴大致结构如图 １
自然科学学报， ９９２（）７ 一 ３ １ ，１３ ： ８． ９ ９ ［］ ５张于贤， 王红， 陈德淑． 关于计算最佳弹塑性界面半径的探讨【Ｊ Ｊ．
重庆大学学报（ 自然科学版）２０， （）３ － ０ ， ４２ ６ ： ４ ． ０ ７ ０ 作者简介：张于贤（９８ ， １ 一）重庆人， ６ 桂林 电子工业学院副教 授， 重庆大学博士， 硕士生导师， 主要从事机械设计及理论、 射流理论 高压容器和工业工程等方面的研究 ，ｅ： 一５００６ Ｅ Ｔｌ ３ ６１ ， ０７ ７ ０ 及应用 、
轴承 ７１Ｅ和 ７２Ｅ 其宽度分别为 ４ ． ５８ ５２ ， ２５二 和 ５ ６
】ｒ 】 ｎ０ 】
（ ｃ ｄ ０ ）
２ 轴上受力分析
轴上受力如图 ２ａ所示。计算时， （） 通常把轴当 作置于铰链支座上的梁， 轴上零件传来的力， 通常作 为集中力， 其作用点取为零件轮廓宽度的中点。轴
上扭矩则从轮毅宽度的中点算起。轴上支撑反力的 作用点 ， 根据轴承的类型和组合确定。
图 ２ 轴所受的载荷
珑 ． Ｓｒｓ ｏ ｍ ｉ ｓａｔ ２ ｔ ｓ ａ ｈｆ ｅ ｆ ｎ
如果作用在轴上的各载荷不在同一平面内， 可 分解到 ２ 个相互垂直的平面上 ， 然后分别求出这 ２ 个平面内的弯矩， 再按矢量法求得合成弯矩。 轴承受的弯矩
［］ ３王仲仁， 苑世剑， 胡连喜． 弹性与塑性力学基础【 〕哈尔滨： Ｍ 哈尔
滨工业大学出版社， ９ ． １７ ９ ［］ ４朱瑞林， 张吴星． 单层厚壁圆筒弹塑性与强度分析【ｌ湘潭大学 Ｊ．
因此只要能注意到厚壁筒内应力分布的变化规 律， 就可以大大提高缸筒内的工作压力。 作用在内壁上的当量应力既可能是拉应力也可 能是压应力， 主要取决于压力是从缸的内面作用还
（） 于负载 凡 的作用， ３ｆ ｂ 在支点 Ａ和Ｂ处的支
反力（ 见图 ２ｆ） （ ）
由Ｅ ＝ 得 Ａｘ 一Ｆ ｘ 二 ０ ＲＯ ２ ａ ２ ０ Ｍ Ｂ ５ １ ４ ０
凡。 ９ Ｒａ 二巧３ Ｎ Ｂ＝凡。 ８ ； 十凡 ＝巧３９ １ ６（ ８ ＋ ９ ０二 ）
ＲＹ ８／１ ｘ ０５ １ ７４ Ｆ ＝ ． ｘ ０ ＝ ８ Ｎ Ｂ＝ ５２ ， ２８ ６ ４０
数， ａ １ 扭应力对称循环变化时，二 ；
Ｙ 空心轴内径 ｄ 与外径 ｄ之比， — 。 Ｙ二
ｄｌ ，０ ７ ｏｄ ．； ．
摘 要 ：对带材开卷机的主轴进行了设计， 分析主轴受力情况， 求出支反力， 并画出主轴的弯
矩图。最后根据主轴所承受的弯拒和扭矩对主轴的强度进行了 校核， 证明所设计的主轴是安全的。 ‘
关键 词 中图号
开卷机 ；主轴；弯矩；扭矩
Ｔ ３ ２ Ｈ１ ３．
文献标识码 ：Ａ
Ｄ ｓ ｎ ｄ ｌ ｌ ｉ ｏ Ｍａ Ｓ ａ ｆｒ ｗｎｉｇ ｃｉｅ Ｓｒ ｅ ｇ ａ Ｃ ｃ ａ ｏ ｆ ｉ ｈｆ ｏ Ｕ ｉ ｎ Ｍａｈｎ ｉ ｔｐ ｉ ｎ ａ ｕ ｔ ｎ ｎ ｔ ｎ ｄ ｎ ｉ
３ ９ ９ ４ Ｎ ８
：， １ Ｍ ａ， ２１ｘ 护Ｍ ａ ＿＝ Ｐ； ． １ Ｐｏ ５ ５ Ｅ 二 ５
代人式（ 得 ） ２ 考虑到安装张紧装置需加键槽， 故将其轴径增 加３ ７ ％一 ％。因此取轴径为 ８ ｍ 。根据轴的受 ０ ｍ
由于负载 Ｆ 的 Ｏ 作用而产生的弯矩图如图２ｇ （）
所示 ，
ｄ： ４ ． Ｎ ＿ ：７ ｍ － ｍ Ｍ ＝Ｆ ｘ ０ 二 ８９２ ， Ｏ ． ２ ７ ０４ ７ ｍ
力， 选取圆锥滚子轴承。装轴承处的直径 ｄ ＝ ， ０ １ １
ｍ ， ９ ｍ 。装齿轮处轴径 ｄ 二 １ ｍ 。初选 ｍ ｄ二 ０ ： ｍ ，１ ｍ ０
Ａ ｓ ａｔＨｓ ｉ ｅ ｔ ｍ ｉ ｓ ｆｔ ｔ ｕｗｎｉ ｍ ｃｉ ａｄ ｌ ｅ ｔ ｓ ｓ ｓｕｔｎ ｍ ｉ ｂｔ ｃ： ｄｓｎｄ ａ ｈ ｔ ｈ ｎｉ ｎ ａｈ ｅ， ｎ ａａ ｚ ｈ ｔ ｓ ａｏ ｏ ａ ｒ ａ ｅｇ ｈ ｅ ｎ ｏ ａ ｅ ｄ ｇ ｎ ｎ ｙ ｄ ｒ ｉ ｉ ｆ ｎ ｅ ｅ ｔ ｓ ｆ ｒ ｋｎｄ ｒ ｃｏ， ｄ ｗ ｔ ｂｎｉ 一 ｏ ｅｔ ｒ ． ｌ ， ｒｎ ｔｔ ｂｎｉ ｍ － ｈ ｔ ｅ ｏｅ ｔ ｅ ｔｎ ａｄ ｓ ｅｄ ｇ ｍｍｎｄ ｇ ｍ Ｆ ａｙ ａ ｏ ｉ ｏ ｅｄ ｇ ａ， ｃ ｈ ａｉ ｎ ｒ ｈ ｅ ａ ｅ ｎ ｉ ａ ｉ ｌ ｃ ｄ ｇ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｎ ｏ ｍ ｎ ａｄ ｔｑｅ ｃ ｔ ｍ ｉ ｓａ ｓｏ， ｉｅｓｙ ｍ ｉ ｓ ｆｈｄ ｅａ ｉ ｄ Ｉｐ ｖ ｔ ｔ ｅｔ ｔ ｏ ｕ ｗｉ ｈ ａ ｈｆ ｔ ｄ ｔ ｎ ｎｉ ｏ ａ ｈ ｔ ｂ ｘｍｎ ．ｔ ｅ ｈ ｎ ｈ ｒ ｅ ｈ ｈ ｅ ｎ ｔ ｏ ｈ ｔ ｔ ｆ ｎ ａ ｅ ｅ ｅ ａ ｏ ｒ ｄ ａ