72MW各级轴静强度与疲劳强度分析报告详解Word下载.docx
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7
584.500
2.000
轴肩6
8
609.000
26.500
轴肩7
9
610.000
7.1.2行星齿轮轴静强度
轴静强度校核的目的在于评定轴对塑性变形的抵抗能力,静强度的校核是根据轴上作用的最大瞬时载荷(包括动载荷和冲击载荷)计算的。
在极限扭矩3424.9kNm时,行星齿轮轴上危险截面的强度计算详细数据如表7.1.2所示。
表7.1.2危险截面参数表
节点指数
σmv(MPa)
17.335823
节点偏置(mm)
105.000
τmv(MPa)
10.008842
Sfatigue
5.127
σzdFK(MPa)
678.417097
Sdeformation
10.879
σbFK(MPa)
746.258807
d(mm)
260.000
τtFK(MPa)
430.852723
di(mm)
0.000
γFzd,b
1.000
A(mm^2)
53093
γFt
σzdm(MPa)
0.126623
K2Fzd
σbm(MPa)
0.000000
K2Fb
1.100
τtm(MPa)
10.008575
K2Ft
σzda(MPa)
σzdmax(MPa)
σba(MPa)
66.231225
σbmax(MPa)
τta(MPa)
τtmax(MPa)
σzdWK(MPa)
361.822452
βσzd
σbWK(MPa)
βσb
τtWK(MPa)
217.093471
βτ
Kσzd
ασzd
Kσb
1.250
ασb
Kτ
ατ
σzdADK(MPa)
K1
0.905
σbADK(MPa)
339.600125
K2
0.800
τtADK(MPa)
KFσ
ψzdσK
0.250
KFτ
ψbσK
KV
ψτK
0.136
-
由表可知行星齿轮轴的静强度安全系数S=10.879。
7.1.3行星齿轮轴疲劳强度
额定载荷时计算得到行星齿轮轴上各轴段的疲劳强度及永久变形的安全系数如表7.1.4所示。
表7.1.4安全系数
节点
偏置距
疲劳失效
永久变形
11.2
23.75
137.500
19.06
39.65
232.500
31.85
60.48
367.500
12.9
27.33
462.500
12.26
25.99
515.000
18.68
38.92
轴上危险节点的疲劳强度计算详细数据如表7.1.5所示。
表7.1.5危险节点参数表
11.198
23.751
0.066401
4.583170
30.328086
339.599398
7.938562
4.583331
7.2太阳轴强度分析
7.2.1太阳轴模型
太阳轴图纸及三维模型分别如图7.2.1所示。
(b)三维模型
图7.2.1太阳轴模型
轴剖面发生突变的地方会造成轴上的应力集中,严重削弱轴的疲劳强度,因此建模时需要考虑轴肩部位的过渡圆角和凹切圆角。
各轴段及圆角的详细参数如表7.2.1、表7.2.2所示。
表7.2.1轴段参数
420.000
422.000
440.000
18.000
1085.000
645.000
1098.000
13.000
1100.000
1300.000
200.000
轴肩8
10
1310.000
10.000
轴肩9
11
1498.000
188.000
轴肩10
12
1503.000
5.000
轴肩11
13
1510.000
表7.2.2轴特征参数
类型
半径
宽度
深度
过渡圆角
20
--
15.000
1330.000
1493.000
7.2.2太阳轴静强度
在极限扭矩3424.9kNm时,太阳轴上危险截面的强度计算详细数据如表7.2.3所示。
表7.2.3危险截面参数表
249.028422
143.776627
99.644
356.415238
1.429
275.000
205.776434
145.000
42883
-11.218843
143.922453
1.077703
201.470650
120.882390
107.386816
0.427
61.999807
由表可知太阳轴的静强度安全系数S=1.429。
7.2.3太阳轴疲劳强度
额定载荷时计算得到的太阳轴上各轴段疲劳强度及永久变形安全系数如表7.2.4所示。
表7.2.4安全系数
8.737e4
12.48
210.000
771.1
4.159
46.77
3.997
256.2
4.662
145.3
3.12
655.000
62.14
3.122
870.000
39.19
28.58
39.51
4.208
21.07
17.31
6.123
29.67
117.5
9.209
102.2
轴上危险节点的疲劳强度计算详细数据如表7.2.5所示。
表7.2.5危险节点参数表
145.323
3.120
102.237
252.000
33363
-5.137283
-4.659397
65.904336
-1.247331
1.190190
7.729363
64.706895
70.859970
63.314368
3.067
3.501
2.351
172.962150
64.994859
71.177423
111.904541
63.476803
0.070
0.077
0.068
114.033999
-4.128253
65.837560
-2.383448
403.770345
202.710363
1.150
2.801
1.881
3.747
3.422
2.165
0.420
7.3中间空心轴强度分析
7.3.1中间空心轴模型
中间空心轴图纸及三维模型分别如图7.3.1所示。
(a)二维零件图(b)三维模型
图7.3.1中间空心轴模型
各轴段及圆角的详细参数如表7.3.1、表7.3.2所示。
表7.3.1轴段参数
106.000
104.000
轴肩2
110.000
4.000
111.000
287.000
176.000
307.000
20.000
332.000
340.000
8.000
646.000
306.000
647.000
1.0
651.000
833.000
182.000
轴肩12
14
835.000
表7.3.2轴特征参数
103.000
凹切圆角
7.000
0.5
106
7.3.2中间空心轴静强度
在极限扭矩3424.9kNm时,中间空心轴上危险截面的强度计算详细数据如表7.3.3所示。
表7.3.3危险截面参数表
34.363643
19.839859
6.208
307.500000
7.798
455.000
177.535208
325.000
79639
1.586261
-19.818710
17.825271
164.000000
98.400000
0.410
110.664912
由表可知中间空心轴静强度安全系数S=7.798。
7.3.3中间空心轴疲劳强度
额定载荷时计算得到的中间空心轴上各轴段的疲劳强度及永久变形的安全系数如表7.3.4所示。
表7.3.4安全系数
66.000
3819
7160
70.13
131.5
18.12
154.7
92.65
173.7
19.11
35.84
8.569
56.53
5.521
17.64
14.04
17.22
437.000
15.3
18.16
637.000
21.26
18.29
642.000
22.92
18.28
49.32
69.43
7.463
51.3
29.55
41.37
15
705.656
41.08
52.12
16
789.794
21.0
32.11
17
30.28
34.2
轴上危险节点的疲劳强度计算详细数据如表7.3.5所示。
表7.3.5危险节点参数表
14.041
17.220
17.642
0.726374
-9.075296
7.746042
7.933773
45.485931
49.370729
46.347991
3.606
4.152
2.654
108.763348
43.804653
0.059
0.064
0.060
15.735648
9.084981
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