【正文】 0(/9 5 5 0 mNmNnPT ?????? ?????? mNmNnPT ??????? ????????? 8 0 2 3 91 9 mNmNnPT ?????? ??? 0 6 2 1 51 9 ??? 各軸的運動和動力參數(shù)計算結(jié)果整理與下 軸號 效率P(KW) 轉(zhuǎn)矩T/() 轉(zhuǎn)速 n/（ r/min） 傳動比 i Ⅰ 970 Ⅱ 6 Ⅲ 1 Ⅳ 第二部分 傳動零件的設計計算 一、高速級減速齒輪設計 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 1)選用斜齒圓柱齒輪傳動 2)運輸機為一般工作機器，速度不高，由《機械設計基礎》表 22知，選用 7 級精度（ GB1009588） 3)材料選擇：表 111 選擇小齒輪材料為 40Cr 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS。二者材料硬度差為 40HBS。 幾何尺寸計算 （ 1） 計算中心距 mmmmmzza 14c o s2 2)12630(c o s2 )( 1211 ?? ????? ?? 將中心距圓整為 135mm （ 2）按圓整后的中心距修正螺旋角 ? 6 12 2)1 2 630(2 )(a r c c o s 121 ?? ????? a mzz? 因 )20~8( ???? 值改變不多，故 ?? 、 ?K 、 HZ 等不必修正 （ 3）計算大、小齒輪的分度圓直徑 mmmmzz azmzd 630 3016 122c o s 21 1111 ?? ?????? ? mmmmzz azmzd 12616122c o s 21 2122 ?? ?????? ? （ 4）計算齒輪寬度 mmmmdb d ???? ? 取 mmB 501 ? ， mmB 452 ? 12 （ 5）驗算 NNdTF t 411 ????? mmNmmNmmNb FK tA /100/???? ，合適 二、低速級減速齒輪設計 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 1)選用斜齒圓柱齒輪傳動 2)運輸機為一般工作機器，速度不高，由《機械設計課程設計》表22 知，選用 7 級精度（ GB1009588） 3）材料選擇：由《機械設計基礎》表 111 選擇小齒輪材料為 40Cr鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS。查《機械設計課程設計》 p131，選用聯(lián)軸器 HL3，故 mmd 30min ? 。 (7)、精確校核軸的疲勞強度 1）、 判斷危險截面 由軸的結(jié)構(gòu)圖以及受力圖和各平面的彎矩圖綜合可知齒輪左端截面 5 因加工齒輪有尺寸變化，引起應力集中，故該截面 左側(cè)需校核驗證 2)、 截面左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3333 64 00401010 ???? 抗扭截面系數(shù) 3333 1 2 8 0 mmmmdW T ???? 截面左側(cè)的彎矩 M 為：mNmNmNMM ?????????? 2 6 2 0 2 6 2 61 截面上的扭矩 T 為： mNTT ??? 截面上的彎曲應力： M P aM P aWMσb 4 0 0 3 ???? 截面上的扭轉(zhuǎn)應力： M P aM P aWTτ TT 3 ???? 軸的材料為 40Cr 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由機設書 P362 表 151 查得： aB MPσ 735? aMPσ 3551 ?? aMP1551 ??? 截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按機設書P40 附表 32 查取 因 0250401 .dr ?? .dD ?? 經(jīng)插入后得： ? ??? 24 又由附圖 31 可得軸的材料敏性系數(shù)為 ? ??q 則： 8211022800111 9611232780111 .).(.)( αqk .).(.)( αqk τττ σσσ ???????? ???????? 由附圖 32 的尺寸系數(shù) ? 由附圖 33 的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ? 軸按磨削加工，由附圖 34 得表面質(zhì)量 τσ ?? 軸未經(jīng)表面強化處理，即 1?q? ，則按式 312 及 314b 得綜合系數(shù)為： 1721950 1860 821116021950 1770 96111....βεkK....βεkKττττσσσσ?????????????? 合金鋼的特性系數(shù) 3020 .～.σ ?? 取 ??? 15010 .～.τ ?? 取 ??? 則可計算安全系數(shù) caS 3551 ??????? ? ..σσK σS maaσσ ? 1551 ????????? ? ..ττK τS mταττ ? 2222 .SSS SSSτστσca ????????? ， 故可知其安全 （ 8）、軸承壽命的校核 1)已知軸承的預計壽命 L=2 8 365 8=46720h 由所選軸承系列 7007AC，查指導書 P122 表知額定動載荷C= 2)求兩軸承受到的徑向載荷 25 NFFFNFFFNHNVrNHNVr22222222221211?????????? 3)求兩軸承的計算軸向力 對于 70000AC型軸承，按表 137，軸承派生軸向力 rd FF ? ，則有： NNFF NNFF rd rd 22 11 ???? ???? 于是軸向力為： NFF NNFFF da daea 11 ?? ????? 4)當量動載荷 P 因 9 40 6111 ??? raFFe 63 8 79 3222 ??? raFFe 由表 135 得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為： 軸承 1 ?X ?Y 軸承 2 12?X 02?Y 因軸承運轉(zhuǎn)中有輕微沖擊載荷，故按表 136 取 ?pf ，則： NNFYFXfP NNFYFXfP arp arp )()( )()( 22222 11111 ???????? ???????? 5)驗算軸承壽命 因 21 PP? ，所以按軸承 2 的受力大小來驗算，則： hhhPCnL h 4 67 204 82 90 11 90 009 7060 106010366 ??????????????????? 所以所選軸承壽命符合要求，確定角接觸球軸承 7007AC 26 （ 9） 、鍵的校核 聯(lián)軸器與軸： 1)選用鍵的系列 50810 ????? lhb NT ? 2)鍵、軸和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由表 62 查得許用擠 壓應力? ? M Paσ p 120200 ?? ，取 ? ? MPaσ p 100? ，鍵的工作長度 mmblL 40??? ，鍵的接觸高度 mmhk ?? ，由式 61 得： M P aM P aM P ak L dTσ p 1 1 0 02102 33 ???? ????? ，所以合適 二 中速軸的設計 選擇軸的材料 該軸同樣選取 40Cr 鋼 ,調(diào)質(zhì)處理。 （ 6）求軸上的載荷 1）求軸上的力 已知 mNTrnKWP ???? 8 0 2 3 9,m in1 9 ,4 2 333 NNdTF t 3334 ????? NNβFF tr os 20t a os 20t a n 244 ???? ? ?? NNFF ta a a n 244 ???? ?? 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出以下受力分析圖，在確定軸承的支撐點位置時，應從手冊中查 取 a 的值，對于 7212AC 型角接觸球軸承，由指導書 P123 頁查得 a=，根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖，從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖可以看出齒輪中心截面受彎矩較大，分別計算兩截面處的力與矩： NNll lFF tNH 1 5 0 6 7 7 521 244 ?? ???? NNll lFF tNH 77 521 145 ?? ???? mNmmNlFM NHH ?????? 4 1 5 0 9144 37 mNmmNlFM NHH ?????? 5 0 0 8 3255 mNmmNDFM aea ?????? 8 72 4 8 8 524 NNll MlFF arNV 321 4244 ?? ??????? NNll MlFF arNV 321 4145 ??? ??????? mNmmNlFM NVV ?????? 9 1 9 2144 38 mNmmNlFM NVV ?????? mNmNMMM HV ??????? 2224244 mNmNMMM HV ??????? 2225255 mNT ?? . 載荷 水平面 H 垂直面 V 支持力 F NF NFNHNH 954 ?? NF NFNVNV ?? 彎矩 M mNM H ?? mNM mNM VV ?? ?? 總彎矩 mNM mNM ?? ?? 扭矩 mNT ?? （ 6）按彎矩合成應力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面強度，根據(jù)機設書 P373 式（ 155）及表中數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)變應力，故取α =,軸的計算應力 M P aM P aW aTMca )()( 33 22224 ??? ?????? 其中 33 1032 ?? 39 前面已選定軸的材 料為 40Cr 鋼（調(diào)質(zhì)），查機設書 P362 表 151，得： ? ?