【正文】 了便于箱體的加工和測(cè)量，取 a1=96mm，則實(shí)際螺旋角 ??? ???? )6923(*2a r c c os2 )(a r c c os 1 21a zzm n? 9 在 8o～ 25o的范圍內(nèi)，故合適。 ④其他主要尺寸： 分度圓直徑： ???? mmzmd n? o s 232c o s 11 ?48mm ???? mmzmd n? o s 692c o s 22 ?144mm 齒頂圓直徑： mmmdd na 522248211 ?????? mmmdd na 1 4 8221 4 4222 ?????? 齒寬： mmdb d 4812 ??? mmbb 58~53)10~5(21 ??? 。取 b1=55mm 、 齒輪尺寸表： 將幾何尺寸匯于表： 序號(hào) 名稱 符號(hào) 參數(shù)選擇 1 法面模數(shù) mn 2 2 螺旋角 β 3 分度圓直徑 d1， d2 48mm,144mm 4 齒頂圓直徑 da1， da2 52mm,148mm 5 齒寬 b1， b2 55mm,48mm 6 中心距 a1 96mm 7 齒數(shù) z1， z2 23,69 8 螺旋方向 右、左 9 徑向變位系數(shù) x 0 10 精度等級(jí) 8HKGB/T100951988 、 驗(yàn)算齒面彎曲疲勞強(qiáng)度： 當(dāng)量齒數(shù) Zv1= Z1/ ?cos =23/ ? =24 Zv2= Z2/ ?cos =69/ ? =72 10 復(fù)合齒數(shù)系數(shù) YFs：由 x=0（標(biāo)準(zhǔn)齒輪）及 Zv Zv2查圖 1042得 YFs1=， YFs2= 則 M PambdKT nF o o 31101 ??? ????? ??? [σ F1] M PambdKT nF o s101 3 8 . 9 o 32212 ??? ????? ??? [σ F2] 所以彎曲強(qiáng)度足夠。 、 確定齒輪傳動(dòng)精度： 齒輪圓周速度 smndv / 11 ?? ????? ? 由圖 1022 確定為 8級(jí)精度，齒厚偏差選 HK。 、 4 齒輪的設(shè)計(jì) 、材料選擇： 小 齒輪材料為 40Gr，調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 55HRC，由圖 101圖 1016查的：接觸疲勞強(qiáng)度極限 σ H,lim3=620MPa，彎曲疲勞強(qiáng)度極限 σ F,lim3=500MPa。 大齒輪材料為 45 鋼，表面淬火， 齒面硬度為 50HRC，由圖 101圖1016 查的 ：接 觸疲勞 強(qiáng)度 極限 σ H,lim4=590MPa，彎 曲疲 勞強(qiáng)度 極限 σ F,lim4=460MPa。 取 SH,lim=1 SF,lim=1 則 [σ H3]=σ H,lim3/SH,lim=620/1=620 MPa [σ H4]=σ H,lim4/SH,lim=590/1=590 MPa [σ F3]=σ F,lim3/SF,lim=500/1=500 MPa [σ F4]=σ F,lim4/SF,lim=460/1=460 MPa 、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算： d1≥3 12 )1()][5 90(低低iiKTdH ??? 載荷系數(shù) K： 因載荷有輕微沖擊，齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱布置，由表 107取K=，齒寬系數(shù) d? 由表 108取得 d? =。 許用接觸應(yīng)力 [σ H] [σ H]=[σ H2]=590MPa 傳動(dòng)比 i i=i 低 = 11 將以上參數(shù)代入式 d3≥3 12 )1()][590( iiKTdH ??? 得 d3≥3 32 )(101 3 8 . 9 )5 9 05 9 0( ? ??? d3≥ 、 確定齒輪參數(shù)及主要尺寸： ?齒數(shù) 取 z3=31，則 z4=iz1=*31= 取整數(shù) 74 ?模數(shù) 初選螺旋角β =15o 則法面模數(shù) mn= ??? ? mmzd )31 15c o (c o s33 ?㎜ 取標(biāo)準(zhǔn)值 mn=2mm ?中心距 標(biāo)準(zhǔn)中心距 a2= mmzzm n???? 15c o s2 )7431(*2c o s2 )( 43 ?= 為了便于箱體的加工和測(cè)量，取 a2=109mm，則實(shí)際螺旋角 ??? ???? )7431(*2a r c c os2 )(a r c c os 2 43a zzm n? 在 8o～ 25o的范圍內(nèi)，故合適。 ④其他主要尺寸： 分度圓直徑： ???? mmzmd n? o s 312c o s 33 ? ???? mmzmd n? o s 742c o s 44 ? 齒頂圓直徑： mmmdd na 4 . 4233 ?????? mmmdd na ?????? 齒寬： mmdb d ??? 取 b4=65mm 12 mmbb ~70)10~5(43 ??? 。取 b3=70mm 、 齒輪尺寸表： 將幾何尺寸匯于表： 序號(hào) 名稱 符號(hào) 參數(shù)選擇 1 法面模數(shù) mn 2 2 螺旋角 β 3 分度圓直徑 d3， d4 , 4 齒頂圓直徑 da3， da4 mm, 5 齒寬 b4， b4 70mm,65mm 6 中心距 a2 109mm 7 齒數(shù) Z3， z4 31,74 8 螺旋方向 右、左 9 徑向變位系數(shù) x 0 10 精度等級(jí) 8HKGB/T100951988 、 驗(yàn)算齒面彎曲疲勞強(qiáng)度： 當(dāng)量齒數(shù) Zv3= Z3/ ?cos =31/ ? =32 Zv4= Z4/ ?cos =74/ ? =80 復(fù)合齒數(shù)系數(shù) YFs：由 x=0（標(biāo)準(zhǔn)齒輪）及 Zv Zv4查圖 1042得 YFs3=， YFs4= 則 M PambdKT nF o s101 3 8 . 9 o 33311 ??? ????? ??? [σ F3] M PambdKT nF 5 3 . 5 o o 34422 ??? ????? ??? [σ F4] 所以彎曲強(qiáng)度足夠。 、 確定齒輪傳動(dòng)精度： 齒輪圓周速度 smndv / 060 060 23 ?? ????? ? 由圖 1022 確定為 8 級(jí)精度，齒厚偏差選 HK。 軸的設(shè)計(jì) 13 按軸承載情況不同，可將其分為心軸、傳動(dòng)軸、轉(zhuǎn)軸，其中轉(zhuǎn)軸既承受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩，因此該減速器選用轉(zhuǎn)軸。 、軸材料及熱處理方法的選擇 因?yàn)樘妓劁搩r(jià)格較便宜，對(duì)應(yīng)力集中 的敏感性小，中碳優(yōu)質(zhì)鋼經(jīng)過(guò)熱處理后，能獲得良好的綜合力學(xué)性能，所以本設(shè)計(jì)中選用 45 鋼正火。查表得到許用彎曲應(yīng)力 [σ 1]b=55MPa。 、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是確定軸的外形和結(jié)構(gòu)尺寸。一般軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求是： ； ； ，軸上零件要易于裝拆； ； 。 軸上零件的軸向定位用套筒，周向定位用鍵。 軸的結(jié)構(gòu)工藝性：軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，應(yīng)盡量滿足加工、裝配和維修的要求。因此軸在形狀上應(yīng) 力求簡(jiǎn)單，階梯級(jí)數(shù)盡可能少，鍵槽、圓角半徑、倒角、中心孔等尺寸盡可能統(tǒng)一，以便于加工；當(dāng)某一軸段需車制螺紋或磨削加工時(shí)，應(yīng)留有退刀槽或砂輪越程槽；當(dāng)軸上有多處鍵槽時(shí)，應(yīng)使其位于同一母線上；為便于零件裝拆，軸端應(yīng)有倒角。 減小應(yīng)力集中，提高軸的疲勞強(qiáng)度：軸一般在變硬的狀態(tài)下工作，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量減小應(yīng)力集中。對(duì)階梯軸相離軸段直徑不宜相差太大，在軸徑變化處的過(guò)渡圓角半徑不宜過(guò)小。盡量避免在軸上開橫孔、凹槽和加工螺紋。在重要結(jié)構(gòu)中可采用凹切圓角、過(guò)渡肩環(huán)等措施，減小應(yīng)力集中。提高軸的表面質(zhì)量，降低表面粗糙度 ，采用碾壓、噴丸合表面熱處理方法，也可顯著提高軸的疲勞強(qiáng)度。其次，在軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)合理布置軸上零件，減輕軸所受載荷，減小軸向尺寸，以提高強(qiáng)度。 軸的直徑尺寸的確定：凡用作固定和定位的軸肩和軸環(huán)，應(yīng)保證一定的高度 a， a≈ (～ )d（ d 為配合處的軸徑），安裝滾動(dòng)軸承處，按安裝尺寸查軸承標(biāo)準(zhǔn)。非定位軸肩高度一般取 a≈ 1～ 2mm；軸環(huán)寬度 b≈ ，與標(biāo)準(zhǔn)零件配合處的直徑，必須符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列。 軸的長(zhǎng)度尺寸的確定：軸的各段長(zhǎng)度與零件的尺寸及相關(guān)零件間的相互位置有關(guān)；為使軸上零件可靠地固定，應(yīng) 使配合段軸的長(zhǎng)度稍小于輪轂寬度 2～3mm。 軸的強(qiáng)度計(jì)算 軸的設(shè)計(jì)過(guò)程包括軸的強(qiáng)度計(jì)算和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，兩者一般結(jié)合在一起進(jìn) 14 行。最初，只能根據(jù)軸系簡(jiǎn)圖和一些基本數(shù)據(jù)，按軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩，初估軸的直徑。然后以初估直徑為基礎(chǔ)，進(jìn)行軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，得出結(jié)構(gòu)草圖，從而得知各軸段的直徑和長(zhǎng)度，載荷作用點(diǎn)和支點(diǎn)位置，然后再進(jìn)行強(qiáng)度校核。 齒輪相關(guān)參數(shù)： 級(jí)別 Z1 Z2 齒寬 齒頂圓 高速級(jí) 23 69 b1 =48 b2 =55 d1a =52 d2a =148 低速級(jí) 31 74 b3 =65 b4=70 d3a = d4a = 各軸的相關(guān)參數(shù)： 軸名 功率 p/kw 轉(zhuǎn)矩 T/ 轉(zhuǎn)速 n/（ ） 電動(dòng)機(jī)軸 1 1440 2軸 480 3軸 200 I 軸 (電動(dòng)機(jī)軸 )： 、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算最小直徑 齒輪選用 45 鋼，并經(jīng)正火處理，由相關(guān)資料查得：抗拉強(qiáng)度σb=590MPa，許用彎曲應(yīng)力 [σ 1]b=55MPa ； C=107～ 118，取 C=110，可得 d1≥ C 311nP =110 3 mm= mm 考慮兩軸頭上都有鍵槽，將軸徑增大 5%，即 d1= =20mm。 因兩軸頭安裝聯(lián)軸器和滾動(dòng)軸承，按轉(zhuǎn)矩 T0= m，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用 TL4 型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其孔徑 d1=20 mm，故取軸端直徑d=20mm；半聯(lián)軸器長(zhǎng) L≤ 52 mm；因同時(shí)承受軸向力和徑向力，所以軸承選用角接觸球軸承 7205C（內(nèi)徑 d=25mm，外徑 D=52mm，寬 B=15mm） 、確定 I 軸的 各段直徑。 根據(jù)軸各段直徑的確定原則，由右端至左端， I 軸軸段 1為軸的最小直徑，已取定 dI1=20mm，軸段 2軸與軸承的配合， d12=25mm，軸段 3考慮軸承的定位，增加軸肩，按標(biāo)準(zhǔn)尺寸取， d13=28mm，由于 I 軸齒輪為齒輪軸，齒頂圓為 d1a =52 mm，增加軸肩定位軸承，所以軸段 4 直徑 dI4=52mm，軸段 5增加軸肩定位軸承，d15=28mm，軸段 6配合另一軸端軸承，選用同樣尺寸 dI6=25mm； 、確定 I 軸的各段長(zhǎng)度。 15 為保證齒輪固定可靠，且遠(yuǎn)離電動(dòng)機(jī)，初選 I 軸軸段 1(與聯(lián)軸器接觸段 )長(zhǎng)度為 l1=50mm，軸段 2與軸承配合，取 l2=15mm， l3=82mm， l4=55mm，為保證齒輪端面與箱體內(nèi)壁不相碰，即軸承拆卸方便，齒輪端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)留有一定間隙，取兩者間距為 14mm，即軸段 5 長(zhǎng)為 l5=14mm；根據(jù)軸承寬度 15mm，取軸段 6取 l6=15mm； 軸 1總尺寸 LI1= l1+ l2+ l3+ l4+ l5+ l6=231mm II 軸： 、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算最小直徑 齒輪選用 45 鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由相關(guān)資料查得：抗拉強(qiáng)度σb=640MPa，許用彎曲應(yīng)力 [σ 1]b=60MPa ； C=107～ 118，取 C=110，可得 d2≥ C 322nP=110 3 mm= mm 因兩軸頭安裝滾動(dòng)軸承，按轉(zhuǎn)矩 T2= m，轉(zhuǎn)速為 480r/min 查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用軸承為 7206C（內(nèi)徑 d=30mm，外徑 D=62mm，齒寬 B=16mm） 、確定 II 軸的各段直徑。 根據(jù)軸各段直徑的確定原則，由右端至左端， II 軸軸段 1配合軸承，為軸的最小 直徑，取 dII1=30mm，軸段 2 考慮齒輪和軸承的定位，增加軸肩，按標(biāo)準(zhǔn)尺寸取， dII2=35mm，由于 II 軸齒輪為齒輪軸，齒頂圓為 da3= mm，dII3=， dII4=45mm， dII5=40mm，軸段 5 與軸段 2 尺寸一致，取直徑 dII6=35mm，軸段 6 與軸承配合，同軸段 1取 dII7=30mm； 、確定 II 軸的各段長(zhǎng)度。 為保證齒輪嚙合可靠，且盡量減小減速器尺寸，根據(jù)軸承寬度 16mm，初選 II 軸軸段 1(與軸承接觸段 )長(zhǎng)度為 lII1=16mm，為保證齒輪軸端面與箱體內(nèi)壁不相碰，即軸承拆卸方便，齒輪端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)留有一定間隙，取兩者間距為 lII2=14mm，軸段 3 長(zhǎng)為 lII3=70mm