【正文】 ? ? ? ? ? ? 卷筒軸 2234 2 4 5. 78 0 0. 98 0. 97 5. 38 5Vp p p k W? ? ?? ??? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? 各軸輸出功率 Ⅰ軸 39。 8 85 8 77VVp p k W??? ? ? ? ? 各軸輸入轉矩 電動機軸輸出轉矩 6 . 5 2 59 5 5 0 9 5 5 0 6 4 . 2 4970dd mpT N mn? ? ? ? Ⅰ軸 11 1 6 . 4 6 09 5 5 0 9 5 5 0 1 5 9 . 0 0388pT N mn? ? ? ? Ⅱ軸 22 2 6 .0 1 89 5 5 0 9 5 5 0 1 1 7 0 .2 74 9 .1 1pT N mn? ? ? ? Ⅲ軸 33 3 5 .7 8 09 5 5 0 9 5 5 0 7 8 8 5 .5 77pT N mn? ? ? ? 卷筒軸 4 3 2 4 788 7 8 6 741 4T T N m??? ? ? ? ? ? ? ? 各軸輸出轉矩 Ⅰ軸 39。44 0 .9 8 7 4 1 8 .7 4 0 .9 8 7 2 7 0 .3 6T T N m? ? ? ? ? ? 運動和動力參數(shù)計算結果整理于下表： 軸名 效率 P kW 轉矩 T Nm? 轉速 n r/min 傳動比 i 輸入 輸出 輸 入 輸出 電動機軸 970 7 Ⅰ軸 388 Ⅱ軸 Ⅲ軸 7 卷筒軸 7 三、傳動零件的設計計算 （一） V 型帶及帶輪的設計計算 確定計算功率 cap 由書本 表 87 查得工作情況系數(shù) ? ，故 1 1 1 .1 1 2 .1c a Ap K P k W? ? ? ? ? 選擇 V 帶的帶型 根據 1 2 .1 7 3 0 / m inc a mp k W r??、 n,由書本圖 811 選用 A 型帶。 3）計算大帶輪的基準直徑 021 3 150 450dddd i mm? ? ? ?，圓整為 2dd mm? 。 驗算小帶輪上的包角 1? 1 2 1 5 7 . 3 5 7 . 31 8 0 ( ) 1 8 0 3 0 0 1 5 8 . 5 1 2 0765dddd a? ? ? ? ? ? ? ? ? 計算帶的根數(shù) Z 1）由 1 150 , 730 / m indmd mm n r??， 查表 84a 得 0 kW? 。 計算壓軸力 pF 1m i n 0 m i n 158( ) 2 ( ) s in 2 8 2 1 8 s in 3 4 2 422pF z F N N?? ? ? ? ? ? ? 帶傳動主要參數(shù)匯總表 帶型 Ld mm Z dd1 mm dd2 mm a mm F0 N FP N A 2500 8 150 450 800 218 3424 （二）高速級齒輪副的設計計算 選精度等級、材料及齒數(shù) 1）材料及熱處理 由表 101 選得小齒輪的材料均為 40rc （調質），硬度為 280HBS； 大齒輪的材料為 45 鋼（調質），硬度為 240HBS，二者的硬度差為 40HBS。 5由圖 1021d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限 lim 1 600H MPa? ? ；大 齒輪的接觸疲勞強度極限 lim 2 550H MPa? ? 。 11由圖 1026 查得1 ?? ?，2 ?? ?， 則 12 0. 79 0. 89 1. 68? ? ?? ? ?? ? ? ? ?。但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑1 ?來計算應有的齒數(shù)。 3計算大小齒輪的分度圓直徑 11 1 8 4 .5 7 4 .2c o s c o s 1 4 .0 6nd m mmZ ? ?? ? ? 22 8 3 4 .5 342c o s c o s 1 4 .0 6nd m mmZ ? ?? ? ? 4計算齒輪寬度 1 1 m md?? ? ? ? 取齒寬 ： 2B =75mm, 1B =80mm （三）低速 級齒輪的設計計算 選精度等級、材料及齒數(shù) 1）材料及熱處理 由表 101 選得小齒輪的材料均為 40rc （調質），硬度為 280HBS； 大齒輪的材料為 45 鋼（調質），硬度為 240HBS，二者的硬度差為 40HBS。 5由圖 1021d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限 lim 1 600H MPa? ? ；大齒輪的接觸疲勞強度極限 lim 2 550H MPa? ? 。 2）計算 1試計算小齒輪的分度圓直徑 1td ， 由計算公式得 3 216 1 33 18 ( ) 92 .11 4 67 12 10t mm mmd ??? ? ? ??? ? ? 2計算齒輪的圓周速度 1 3 . 1 4 9 2 . 1 5 6 . 5 9 0 . 2 76 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0tdn mv s? ? ??? ? ??? 3計算齒寬 b 及模數(shù) ntm 1 1 92. 1 92. 1dtb d m m m m?? ? ? ? 1 1c o s 9 2 . 1 c o s 1 4 4 . 4 620tnt d mmzm ? ?? ? ? 2 .2 5 2 .2 5 4 .4 6 1 0 .0 4 4nth m m m? ? ? ? 9 2 .1 9 .21 0 .0 4 4b h ?? 4計算縱向重合度?? 10 .3 1 8 ta n 0 .3 1 8 1 2 0 ta n 1 4 1 .5 8 6d Z? ??? ? ? ? ? ? ? 5計算載荷系數(shù) 已知使用系數(shù) AK ?，根據 s? ， 8 級精度，由圖 108 查得動載荷系數(shù) ? 由表 103 查得 ????,從表 104 查得 ? ? ,由圖 1013 查得FK?=,故載荷系數(shù) 1 1. 05 1. 42 1 1. 2 1. 79A V H HK K K K K??? ? ? ? ? ? 6按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 3311 1 . 7 99 2 . 1 9 5 . 6 1 61 . 6t tK mmdd K? ? ? ? 7計算模數(shù) nm 11c o s 1 4 9 5 . 6 1 6 c o s 1 4 4 . 6 2 620n mmdm Z?? ? ? 按齒根彎曲強度設計 由式 ? ?213 212 cos Fa San FdK T Y YYm Z???????? 1） 確定公式內的各計算數(shù)值 1計算載荷系數(shù) 1 1. 05 1. 2 1. 35 1. 70 1A V F FK K K K K??? ? ? ? ? ? 2根據縱向重合度 ?? ?,從圖 1028 查得螺旋角影響系數(shù) ? ? 。于是由 11c o s 9 5 . 6 c o s 1 4 195ndZ m ? ?? ? ?， 取 1 19Z? ， 則 21 19 59iZZ? ? ? ? ?，取 2 115Z ? 。） 齒頂高系數(shù) *ah 1 1 頂隙系數(shù) c? 壓力角 ? 20 20 齒 數(shù) 18 19 81 59 分度圓 直徑 （ mm） (mm) 342 304 齒 寬 （ mm） 80 103 （ mm） 75 98 齒輪等級精度 8 8 材料及熱處理 40rc 、 45，并經調質及表面淬 火 ， 齒 輪 硬 度 分 別 為280HBS、 240HBS 40rc 、 45，并經調質及表面淬 火 ， 齒 輪 硬 度 分 別 為280HBS、 240HBS 四、軸系零件的設計計算 輸入軸的設計計算 1）輸入軸上的功率1p、轉速 1n 及轉矩 1T 111 8 .0 9 , 2 4 3 / m in , 3 1 7KW r N mp n T? ? ? ? 2）求作用在齒輪 1 上的力 因已知齒輪分度圓直徑1 = d 311 12 2 3 1 7 = = = 1 9 8 1 2 . 5 N7 4 . 2T 10dtF?? 1ta n 1 9 8 1 2 . 5 ta n 2 0 = = = 7 4 3 4 Nc o s c o s 1 4 . 0 6F t nrF ??? ? 1 = tg = 1 9 8 1 2 .5 1 4 .0 6 = 4 9 6 2 N Fat tgF ? ? 3） 初步確定軸的最小直徑 先按式（ 15— 2）初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為 45 鋼，調質處理。由帶輪寬度確定 1 118mmL ? 。 3 取 45 段的直徑45 47mmd ? ?； 取安裝齒輪處的軸段 56 的直徑56 ? ?，根據齒輪寬度 80mm,取56 80mml ? ?。中間軸和低 速 軸 兩 齒 輪 的 距 離 20c mm? ， 第 二 對 齒 輪 的 主 動 齒 輪 齒 寬 為 130mm ，則45 8 15 13 0 20 2. 5 2 16 8 mml ? ? ? ? ? ? ? ?。 5） 求軸上的載荷 首先根據軸的結構圖做出軸的計算 簡圖 ,從上已經知道 ,對于圓錐滾子軸承 30208,由手冊中可查得 a=17mm,作為簡支梁的軸的支承跨距 23 20 0. 75 55 .5 25 6. 25 mmll? ? ? ?。因而只需校核截面 5 左右兩側即可。 3截面 5 右側 抗彎截面系數(shù)： 3 3 30. 1 0. 1 54 .4 16 09 9W d m m? ? ? ? 抗彎截面系數(shù)： 3 3 30 .2 0 .2 5 4 .4 3 2 1 9 8TW d m m? ? ? ? 截面左側的彎矩 M 為： 424121 .M N mm? 截面上的扭矩 T 為： T= 截面上的彎曲應力： 424121 2 6 . 3 416099b M M p aW? ? ? ? 截面上的扭轉應力： 317000 1 2 . 1 932198T TT M p aW? ? ? ? 過盈配合處的 k???值，由附表 38 求出，并取 ????? ? ?? ? 0 .8 2 .3 1 .8 4k? ?? ? ? ? 軸按磨削加工，由附圖 34 查得表面質量系數(shù)： ?????? 111 2 . 3 1 2 . 3 90 . 9 2kK ??????? ? ? ? ? ? ? 11 .8 4 1 1 .9 30 .9 2K ? ? ? ? ? 計算安全系數(shù) caS ，則得： 1 275 4 . 3 72 . 3 9 2 6 . 3 4 0 . 1 0amS K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ? 1 155 K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ? 2 2 2 24 . 3 7 2 1 . 7 8 4 . 2 8 1 . 54 . 3 7 2 1 . 7 8ca SSSSSS?????? ? ? ? ? ??? 故可知其截面右側強度也是足夠的。 1 根據計算的最小直徑顯然是安裝軸承的直徑，取軸的直徑 1 2 6 7 55 mmdd????。 2 為了滿足軸向定位要求， 12 軸段右端需制出一軸肩，故取 23 段的直徑 23 62mmd ? ? ，齒輪 3 的寬度為 130mm，故取 23 100mml ? ? 。 5 軸上零件的周向定位 齒 輪 與軸 的周 向定 位采 用 平鍵 連接 ，按 截面 23 62mmd ? ? ， 查 表 查得 平鍵 截面18 11b h mm? ? ? ，鍵長為 110mm ； 按 截 面 45 75mmd ? ? ， 查 表 查 得 平 鍵 截面20 12b h mm? ? ? ，鍵長為 50mm 它們之間的配合采用 76HK 。 對水平面進行計算： 12 3211 21 2 3 3 2 30( ) ( ) 0N H N H ttN H t tF F NF F NFFl l l l l lF? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? 123886630589NHNHFN??? ?? 2 1 21 2 2) 38 86 60 0H NH t N m ml l lM F F? ? ? ? ? ? ?左 （ 12 3 3536960H NH N m mlMF? ? ? ?左 21 1 3127828H NH N m mlMF? ? ? ?右 2 1 21 2 2) 31 40 07