【正文】 241?z 1282 ?z mma 98? 39。 4. 幾何尺寸計算 ① 計算中心距 mmmzza n o s2 )1 2 824(c o s2 )( 21 ??? ????? ? ，圓整為 mm98 ② 按圓整后的中心距修正螺旋角 39。 m） 傳動比 效率 三、 齒輪設計計算 6 / 48 設計計算及說明 結果 (一 ) 高速級齒輪的設計 1. 選定齒輪類型、 等級 精度、材料及齒數(shù) ① 按圖所示傳動方案，選用斜齒圓柱齒輪 ② 運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用 7 級精度 (GB1009588) ③ 材料 及熱處理：由課本 表 101 選 得大、小齒輪的材料均為 40Cr，并經調質及表面淬火，齒面硬度為 48~55HRC。 設計基礎數(shù)據(jù)如下： 工作情況 載荷平穩(wěn) 鼓輪的扭矩 T（ N?m） 750 鼓輪的直徑 (mm) 350 運輸帶速度 V（ m/s） 帶速允許偏差（ %） 5 使用期限（年） 5 工作制度（班 /日） 2 總體布置： 2 / 48 設計任務 （三）設計內容： 1. 電動機的選擇與運動參數(shù)設計計算； 2. 斜齒輪傳動設計計算； 3. 軸的設計； 4. 裝配草圖的繪制 5. 鍵和聯(lián)軸器的選擇與校核； 6. 滾動軸承的選擇； 7. 裝配圖、零件圖的繪制； 8. 設計計算說明書的編寫。 學習機械設計的一般方法。通過設計培養(yǎng)正確的設計思想和分析問題、解決問題的能力。 （四）設計進度： 第一階段： 總體計算和傳動件參數(shù)計算 第二階段： 軸與軸系零件的設計 第三階段： 軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核及草圖繪制 第四階段： 裝配圖、零件圖的繪制及計算說明書的編寫 3 / 48 二、 傳動方案的擬訂及說明 設計計算及說明 結果 傳動方案的總體設計 (一 ) 對給定傳動方案分析論證 總體布置見任務書 (二 ) 電動機的選擇 1. 電動機類型和結構形式 按工作要求和工作條件，選用一般用途的 Y（ IP44）系列三相交流異步電動機，它為臥式封閉結構。 ④ 初選小齒輪齒數(shù) 241?z ：大齒輪齒數(shù) ???z ⑤ 初選取螺旋角 ??14? 2. 按齒面接觸強度設計 3 211 )][(12HEHdtt ZZuuTKd ??????? ① 確定公式內各計算數(shù)值 a) 試選 ?tK 。39。39。4839。1214c o s o s22 ????? ? ④ 計算齒輪齒寬 mmdb d ???? ? 圓整后取 mmBmmB 30,25 12 ?? ⑤ 大小齒輪的齒頂圓，齒根圓計算 mmmdd n ?????? mmmdd n ?????? mmchmdd anf 8 2 )(211 ??????? mmchmdd anf 9 2 6 6 5)(222 ??????? ⑥ 結構設計 大齒輪因齒輪齒頂圓直徑大于 160mm，而又小于 500mm，故以選用腹板式結構為宜。 b) 由 圖 1030 選取區(qū)域系數(shù) ?HZ mmd ? mmB 251 ?mmB 302 ? mmda ?mmd a ?mmd f ?mmd f ? 11 / 48 c) 由 圖 1026 查得 ??? ； ??? ????? ??? ??? d) 因大、小齒輪均為硬齒面，故宜選取稍小的齒寬系數(shù)，取 ?d? e) 由表 106 查得材料彈性影響系數(shù) M PaZ E ? f) 由圖 1021e 查得 M P aHH 1 1 0 02lim1lim ?? ?? g) 應力循環(huán)次數(shù)： 8105 8 3 )53 0 082( 7 96060 11 ?????????? hjLnN 7102 8 6 8105 8 3 212 ????? iNN h) 由圖 1019 查得接觸疲勞壽命系數(shù) , 21 ?? HNHN KK i) 接觸疲勞許用應力： 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，由式（ 1012） M P aSK HHNH 1 0 4 51 1 0 ][ 1l i m11 ???? ?? M P aSK HHNH ][ 2l i m22 ???? ?? 許用接觸應力為 M P aHHH 10672 108910452 ][][][ 21 ????? ??? ② 計算 a) 試算小齒輪分度圓直徑 td1 ，由計算公式得 mmmmd t )1067 ( 231 ????? ???? b) 計算圓周速度 smndv t /4 5 0 0 060 7 0 0 060 11 ?? ????? ?? 12 / 48 c) 齒寬 b 及模數(shù) ntm mmdb td 7 7 ???? ? mmzdm tnt 95 14c o o s11 ????? ? mmmh nt 5 ???? ??hb d) 計算縱向重合度 ?? 5 2 a 1 a n3 1 1 ??????? ??? ? zd e) 計算載荷系數(shù) K 已知使用系數(shù) 1?AK ，根據(jù) smv /? ， 7 級精度，由圖 108 得動載系數(shù)?VK ；由表 104 中的硬齒面齒輪欄 查得 小齒輪相對支承平面非對稱布置、6 級精度、 ??HK ，考慮齒輪為 7 級，取 ??HK ； 由圖 1013 查得 ??FK 由表 103 查得 ?? ?? FH KK 故載荷系數(shù) ?????? ?? HHVA KKKKK f) 按實際的載荷系數(shù)校正所得分度圓直徑，由式（ 10－ 10a）得 mmKKddtt 3311 ???? g) 計算模數(shù) nm 14c o o s11 ????? zdm n ? 3. 按齒根彎曲強度設計 3 2121][c os2FSaFadnYYzYKTm ??? ??? ?? ① 確定計算參數(shù) a) 計算載荷系數(shù) 13 / 48 ?????? ?? FFVA KKKKK b) 根據(jù)縱向重合度 ??? ，從圖 1028 查得螺旋角影響系數(shù) ??Y c) 計算當量齒數(shù) o s24c o s 3311 ???? ?zz V 714c o s98c o s 3322 ???? ?zz V d) 查取齒形系數(shù)：由表 105 查得 , 21 ?? FaFa YY 查取應力校核系數(shù)：由表 105 查得 7 9 ,5 9 21 ?? SaSa YY e) 由圖 1018 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) , 21 ?? FNFN KK f) 由圖 1020d 查得 齒輪的彎曲疲勞強度極限 M P aFEFE 62021 ?? ?? g) 計算彎曲疲勞許用應力，取彎曲疲勞安全系數(shù) S=，由式（ 10－ 12）得 M P aSK FEFNF ][ 111 ???? ?? M P aSK FEFNF ][ 222 ???? ?? h) 計算大、小齒輪的][ FSaFaYY?，并加以比較 010 ][ 1 11 ???F SaFa YY ? 00 96 3 79 ][ 2 22 ???F SaFa YY ? 小 齒輪的數(shù)值大 ② 設計計算 mmm n 14c 2 23 ???? ??????? 對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù) nm 與 由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù) 相差不大 ， 取模數(shù) mmmn 2? 。39。39。2839。814??? mmd ?mmd ? mmB 501 ? mmB 452 ? mmda ?mmda ?mmd f ?mmdf ? 15 / 48 五． 軸的結構設計計算 （一） 高速軸的結構設計 求輸入軸上的功率 P轉速 n1 和轉矩 T1 m in/r960n3111????? 求作用在齒輪上的力 因已知高速級小齒輪的分度圓直徑為 ? 則 311t ????? 5 3N39。39。根據(jù) 資料 1表 153，取 112A0 ? ，于是得 33110m i n ??? 軸上有一 個鍵槽，軸徑應增加 5％ 所以 % m i n ???? , 圓整取 mm20dmin ? . 16 / 48 輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器直徑 dVIIVIII。半聯(lián)軸器的孔徑mmd 221 ? ，半聯(lián)軸器長度 mmL 52? ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度mmL 381 ? 。 Ⅲ Ⅳ段為齒輪軸， Ⅳ Ⅴ 根據(jù)整體設計要求，由三根軸的兩對齒輪配合，取 L=69mm，考慮到右端軸承處的 mmd 25VV ??? ，取 mmd 26VIV ?? 。圖中未標圓角處取 mmd 1? 。 mm ， 2. 求作用在齒輪上的力 已知該軸上大齒輪的分度圓直徑為 mmd ? NdTF t 3 ????? 18 / 48 NFF ntr o st a n ?? ?? NFF ta a n ?? ? 該軸上小齒輪的分度圓直徑為 mmd ? NdTF t 3 ????? NFF ntr 9 3 6c o st a n ?? ?? NFF ta 9 7 1t a n ?? ? 初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 40Cr 調質處理。 19 / 48 Ⅰ Ⅱ 軸最細處為 III 段，裝滾動軸承，選取 mmd 35????? ，軸承型號 7307C GB29283。 Ⅳ Ⅴ為使小齒輪定位準確，取 Ⅴ Ⅵ 右端裝軸承處 VVI 段同 III 段結構相似，取 mmd 35VV ??? 。根據(jù) 表 153，取 112C? ，于是得 mmnPCd 33m i n ??? 。 查《機械設計課程設計》表 156，選擇軸承代號為 7212C 的角接觸球軸承，尺寸外形為 2211060 ????? BDd 4．軸的結構設計 安裝大齒輪的鍵型號為 鍵 C20? 36GB109697 安裝聯(lián)軸器處的鍵為 鍵 16? 70GB109697 軸上零件裝配方案和尺寸如圖 21 / 48 如圖。 IVV 段起左端軸承的軸肩作用，取 mmd 72VV ??? 。 圖中未標圓角處取 mmr 2? 。因此][ 1ca ?? ? ，故安全。 1），中間軸的彎扭組合強度的校核分析高速軸所受的力及彎扭矩 受力如圖 : 27 / 48 NdTF t 111 ?? NFF ntr o sta n1 ?? ?? NFF ta 9 7 1t a n1 ?? ? NdTF t 222 ?? NFF ntr 1 7c o st a n2 ?? ?? NFF ta 1 9t a n2 ?? ? L= 28 / 48 mmNFMNLFFFNL FFF