【正文】 傳動(dòng)的軸承、直齒圓柱齒輪傳動(dòng)、錐齒輪傳動(dòng)。取η1＝、η2＝、η3＝、η4＝。各軸轉(zhuǎn)速nⅠ＝n0＝1440 r/min各軸的輸入功率 Ⅰ軸 PⅠ＝Pdη1η2＝＝Ⅱ軸 PⅡ＝PⅠη3η2＝＝Ⅲ軸 PⅢ＝PⅡη3η2＝＝主軸 PⅣ＝PⅢη1η22η4＝＝ kW各軸輸入轉(zhuǎn)矩Ⅰ軸Ⅱ軸Ⅲ軸主軸： 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 軸名 參數(shù)Ⅰ軸Ⅱ軸Ⅲ軸主軸轉(zhuǎn)速n/（r/min）輸入功率P/kW輸入轉(zhuǎn)矩T/（Nm）144011815829145923傳動(dòng)比i效率η二、傳動(dòng)件和軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算選擇齒輪材料及精度等級(jí)小圓錐齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為217255HBS；大圓錐齒輪選用45鋼正火，硬度為169217HBS。因?yàn)槭菧p速器外的錐齒輪，并經(jīng)查表《常見機(jī)器中齒輪的精度等級(jí)》得，錐齒輪應(yīng)選擇8級(jí)精度。按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)因兩軸交角Σ=90176。時(shí)，齒面按接觸疲勞強(qiáng)度的校核公式為設(shè)計(jì)公式為可求出d1值，先確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)：（1）轉(zhuǎn)矩T1 T1=291Nm（2）載荷系數(shù)，查表《載荷系數(shù)》表取K=（3）齒寬系數(shù)ψR(shí) 一般ψR(shí)=～，取ψR(shí)=（4）齒數(shù)比u u=i=（5）由表《彈性系數(shù)ZE》得彈性系數(shù) （6）齒數(shù)z1 小齒輪齒數(shù)z1取10，則大齒輪齒數(shù)z2＝35（7）許用接觸應(yīng)力由《接觸疲勞強(qiáng)度極限》圖查得σHlim1＝650MPa， σHlim2＝580MPa由表《安全系數(shù)SH和SF》查得安全系數(shù)SH＝1N1＝60njLh＝601581（85240）＝108N2＝N1/i＝108/＝107查圖《接觸疲勞壽命系數(shù)》得ZNT1＝，ZNT2＝由式可得由表《錐齒輪的模數(shù)》取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m＝10主要尺寸計(jì)算（1）分度圓錐角δδ2＝90176。－δ1＝90176。－16176。=74176。（2）分度圓直徑dd1＝m z1＝1010mm＝100mmd2＝m z2＝1035mm＝350mm（3）齒頂圓直徑d a（我國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值為h a＊＝1，c＊＝）齒頂高h(yuǎn) a＝h a＊m＝m＝10d a1＝d1＋2h a cosδ1＝100＋210=d a2＝d2＋2h a cosδ2＝350＋210=（4）齒根圓直徑d f齒根高h(yuǎn) f＝（h a＊＋c＊）m＝ m＝d f1＝d1－2h f cosδ1＝100－2=76mmd f2＝d2－2h f cosδ2＝350－2=（5）錐距R（6）齒寬b齒寬b的取值范圍是（～）R，b=（～）182=～，取b=50mm（7）齒頂角θa與齒根角θfθa1＝θa2＝arctan(ha/R)=arctan(10/182)=3176。θf1＝θf2＝arctan(hf/R)=arctan()=4176。（8）齒頂圓錐角δaδa1＝δ1+θa1＝16176。+3176。=19176。δa2＝δ2+θa2＝74176。+3176。=77176。（9）齒根圓錐角δfδf1＝δ1θf1＝16176。4176。=12176。δf2＝δ2θf2＝74176。4176。=70176。按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核當(dāng)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的校核公式為則校核合格。確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)：（1）齒形系數(shù)YF由表《標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的齒形系數(shù)YF》查得：YF1＝，YF2＝。（2）應(yīng)力修正系數(shù)YS由表《標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)YS》查得：YS1＝，YS2＝。（3）許用彎曲應(yīng)力[σF]由圖《試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限》查得σHlim1＝210MPa，σHlim2＝190MPa由表《安全系數(shù)SH和SF》查得SF＝，由圖《彎曲疲勞壽命系數(shù)YNT》查得YNT1＝Y(jié)NT2＝1由式[σF] ＝Y(jié)NTσHlim/SF得故所以，齒根彎曲強(qiáng)度校核合格。驗(yàn)算齒輪的圓周速度v由表《常用精度等級(jí)齒輪的加工方法》可知選8級(jí)精度是合適的。（二）直齒圓柱齒輪Ⅱ的傳動(dòng)設(shè)計(jì)選擇齒輪材料及精度等級(jí)小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220250HBS；大齒輪選用45鋼正火，硬度為170210HBS。因?yàn)槭瞧胀p速器，查表《常見機(jī)器中齒輪的精度等級(jí)》得，直齒圓柱齒輪應(yīng)選擇8級(jí)精度。按齒輪面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)因兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪，可由下式可求出d1值，先確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)：（1）轉(zhuǎn)矩T1 T1=105Nmm（2）載荷系數(shù)，查表《載荷系數(shù)》表取K=（3）齒數(shù)z1和齒寬系數(shù)ψd小齒輪齒數(shù)z1取25，因i=，則大齒輪齒數(shù)z2＝65，因直齒圓柱齒輪傳動(dòng)為對(duì)稱布置，而齒輪齒面又為軟齒面，由表《齒寬系數(shù)》取齒寬系數(shù)ψd =1（4）許用接觸應(yīng)力由《接觸疲勞強(qiáng)度極限》圖查得σHlim1＝560MPa，σHlim2＝530MPa由表《安全系數(shù)SH和SF》查得安全系數(shù)SH＝1N1＝60njLh＝601（85240）＝108N2＝N1/i＝108/＝108查圖《接觸疲勞壽命系數(shù)》得ZNT1＝，ZNT2＝由式可得[σH] 1＝ZNT1σHlim1/ SH＝560/1 MPa＝ MPa[σH] 2＝ZNT2σHlim2/ SH＝530/1 MPa＝故由表《漸開線齒輪的模數(shù)》取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m＝3主要尺寸計(jì)算（1）分度圓直徑dd1＝m z1＝325mm＝75mmd2＝m z2＝365mm＝195mm（2）齒寬bb2＝b＝ψdd1＝175mm＝75mmb1＝b2＋5mm＝80mm（3）標(biāo)準(zhǔn)中心距a（4）齒頂圓直徑da（我國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值為h a＊＝1，c＊＝）齒頂高h(yuǎn) a＝h a＊m＝m＝3mmd a1＝d1＋2h a＝75＋23=81mmd a2＝d2＋2h a＝195＋23=201mm（5）齒根圓直徑df齒根高h(yuǎn) f＝（h a＊＋c＊）m＝ m＝d f1＝d1－2h f＝75－2=d f2＝d2－2h f＝195－2=按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核根據(jù)式則校核合格。確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)：（1）齒形系數(shù)YF由表《標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的齒形系數(shù)YF》查得：YF1＝，YF2＝。（2）應(yīng)力修正系數(shù)YS由表《標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)YS》查得：YS1＝，YS2＝。（3）許用彎曲應(yīng)力[σF]由圖《試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限》查得σHlim1＝210MPa，σHlim2＝190MPa由表《安全系數(shù)SH和SF》查得SF＝ ，由圖《彎曲疲勞壽命系數(shù)YNT》查得YNT1＝Y(jié)NT2＝1由式[σF] ＝Y(jié)NTσHlim/SF得故則齒根彎曲強(qiáng)度校核合格。驗(yàn)算齒輪的圓周速度v由表《常用精度等級(jí)齒輪的加工方法》可知選8級(jí)精度是適合的。（三）直齒圓柱齒輪Ⅰ的傳動(dòng)設(shè)計(jì)選擇齒輪材料及精度等級(jí)小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220250HBS；大齒輪選用45鋼正火，硬度為170210HBS。因?yàn)槭瞧胀p速器，查表《常見機(jī)器中齒輪的精度等級(jí)》得，直齒圓柱齒輪應(yīng)選擇8級(jí)精度。按齒輪面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)因兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪，可由下式可求出d1值，先確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)：（1）轉(zhuǎn)矩T1 T1=104Nmm（2）載荷系數(shù)，查表《載荷系數(shù)》表取K=（3）齒數(shù)z1和齒寬系數(shù)ψd小齒輪齒數(shù)z1取25，又傳動(dòng)比為3..5，則大齒輪齒數(shù)z2≈88，因直齒圓柱齒輪傳動(dòng)為對(duì)稱布置，而齒輪齒面又為軟齒面，由表《齒寬系數(shù)》取齒寬系數(shù)ψd =1（4）許用接觸應(yīng)力由《接觸疲勞強(qiáng)度極限》圖查得σHlim1＝560MPa，σHlim2＝530MPa由表《安全系數(shù)SH和SF》查得安全系數(shù)SH＝1N1＝60njLh＝6014401（85240）＝109N2＝N1/i＝108/＝108查圖《接觸疲勞壽命系數(shù)》得ZNT1＝1，ZNT2＝由式可得[σH] 1＝ZNT1σHlim1/ SH＝1560/1 MPa＝560 MPa[σH] 2＝ZNT2σHlim2/ SH＝530/1 MPa＝ MPa故由表《漸開線齒輪的模數(shù)》取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m＝2主要尺寸計(jì)算（1）分度圓直徑dd1＝m z1＝225mm＝50mmd2＝m z2＝288mm＝176mm（2）齒寬bb2＝b＝ψdd1＝150mm＝50mmb1＝b2＋5mm＝55mm（3）標(biāo)準(zhǔn)中心距a（4）齒頂圓直徑da（我國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值為h a＊＝1，c＊＝）齒頂高h(yuǎn) a＝h a＊m＝m＝2mmd a1＝d1＋2h a＝50＋22=54mmd a2＝d2＋2h a＝176＋22=180mm（5）齒根圓直徑df齒根高h(yuǎn) f＝（h a＊＋c＊）m＝ m＝d f1＝d1－2h f＝50－2=45mmd f2＝d2－2h f＝176－2=171mm按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核根據(jù)式，則校核合格。確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)：（1）齒形系數(shù)YF由表《標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的齒形系數(shù)YF》查得：YF1＝，YF2＝。（2）應(yīng)力修正系數(shù)YS由表《標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)YS》查得：YS1＝，YS2＝。（3）許用彎曲應(yīng)力[σF]由圖《試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限》查得σHlim1＝210MPa，σHlim2＝190MPa由表《安全系數(shù)SH和SF》查得SF＝ ，由圖《彎曲疲勞壽命系數(shù)YNT》查得YNT1＝Y(jié)NT2＝1由式得故則齒根彎曲強(qiáng)度校核合格。驗(yàn)算齒輪的圓周速度v由表《常用精度等級(jí)齒輪的加工方法》可知選8級(jí)精度是適合的。（四）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及低速軸的強(qiáng)度校核低速軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核（1）選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力選擇軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表 《軸的常用材料及部分機(jī)械性能》查得抗拉強(qiáng)度極限σB＝650MPa，屈服極限σS＝360MPa，σ1＝300MPa，彎曲疲勞極限再由表《軸的許用彎曲應(yīng)力》得許用彎曲應(yīng)力[σ1b] ＝60MPa。（2）按扭矩強(qiáng)度估算軸徑根據(jù)表《常用材料的[τ]值和C值》查得C=107～118。又由式得：考慮到該軸段上開有鍵槽，故將估算直徑加大3%～5%，～。由設(shè)計(jì)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)直徑d=35mm（3）設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)由于設(shè)計(jì)的是兩級(jí)減速器，可將齒輪布置在箱體內(nèi)部的一側(cè)，軸的外伸端安裝錐齒輪。1）確定軸上零件的位置和固定方式要確定軸的結(jié)構(gòu)形狀，必須先確定軸上零件的裝配順序和固定方式。參考圖如下圖1a)，確定齒輪從軸的右端裝入，齒輪的左端用軸肩（或軸環(huán)）定位，右端用套筒固定。這樣齒輪在軸上的軸向位置完全確定。齒輪的周向固定采用平鍵連接。軸承安裝于減速器的另一側(cè)，其軸向用軸肩固定，軸向采用過盈配合固定。2)確定各軸段的直徑如下圖1a，軸段⑥（外伸端）直徑最小，d6=35mm；考慮到要對(duì)安裝在軸段②上的錐齒輪進(jìn)行定位，軸段①上應(yīng)有軸肩，同時(shí)為順利地在軸段②上安裝軸承，軸段①必須滿足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，故取軸段①的直徑d1為40mm；用相同的方法確定軸段②、③、⑤的直徑d2=45mm、d3=55mm，d5=40mm；為了便于拆卸左右軸承，取d4=47mm。3)確定各軸段的長度齒輪輪轂寬度為75mm，為保證齒輪固定可靠，軸段②的長度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度，取l2=73mm；為保證齒輪端面于箱體內(nèi)壁不相碰，齒輪端面于箱體內(nèi)壁間應(yīng)留有一定的間距，取該間距，取該間距為10mm；為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中（軸承寬度為18mm），并考慮軸承的潤滑，取軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離為5mm，所以軸段l1=，查閱有關(guān)的聯(lián)軸器手冊(cè)取l6=80mm；根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)及聯(lián)軸器距軸承蓋要有一定距離的要求，取l5=70mm；由于時(shí)兩級(jí)圓柱減速器，根據(jù)另一齒輪確定l3=10mm，l4=70mm。4)確定鍵槽的主要尺寸在軸段②、⑥上分別加工出鍵槽，使兩鍵槽處于軸的同一圓柱母線上，鍵槽的長度比相應(yīng)的輪轂寬度小約5～10mm，鍵槽寬度按軸段直徑查手冊(cè)得到。經(jīng)查表《鍵的主要尺寸》得到：低速軸上⑥段的鍵槽鍵寬b為10mm，鍵高h(yuǎn)為8mm鍵長L為70mm。低速軸上②段的鍵槽鍵寬b為14mm，鍵高h(yuǎn)為9mm鍵長L為60mm。5）選定軸的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，如倒角、圓角、退刀槽等的尺寸。按設(shè)計(jì)結(jié)果畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖（見圖1a）（4）按彎扭合成強(qiáng)度校核軸徑1）畫出軸的受力圖（圖1b），將軸上作用力分解為水平面分力和垂直面分力，受力分析如下：圓周力：（d2為齒輪分度圓直徑）徑向力：Fr2= Ft2tanα=2985tan20176。=1086N（標(biāo)準(zhǔn)的法向嚙合角α=20176。）法向力：2）作水平面內(nèi)的彎矩圖（圖1c）。支點(diǎn)反力為：FHA= 64/= 64/2985N=1003NFHB=Ft2－FHA=2985－1003N=1982NⅠⅠ截面處的彎矩為：M HⅠ=1003mm=126 880NmmⅡⅡ截面處的彎矩為：M HⅡ=198264Nmm=126 848Nmm3）作垂直面內(nèi)的彎矩圖（圖1d）支點(diǎn)反力為：FVA=（64/）Fr2 Fn2d2/(2)=（64/）1086 (3177195)/(2)]= 1261N FVB=Fr2FVA=1086(1261)= 2347NⅠⅠ