【正文】 則大齒輪的齒數(shù)為 Z2= 22=51。 接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d1=，算出 小齒輪齒數(shù) Z1= d1/m=≈ 25 大齒輪齒數(shù) Z2= 25≈ 58 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 C 處軸與齒輪的周向定位采用平鍵聯(lián)接。 圖 5 第一級(jí)從動(dòng)軸的載荷分析圖 The load analysis chart of the first level driven shaft 首先由軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖。根據(jù)式（ 155）及上表中的數(shù)值，并取 ?=，軸的計(jì)算應(yīng)力 M P ad TMW TM ) ( 13 )()( 3 223 22122 ?? ??????? ??? 目前已選擇軸的材料為 45 鋼，調(diào)制處理，由表 151 查得 MPa60][ 1 ??? 。由表 151 查得 MPaB 640?? , MPa2751 ??? ,MPa1551 ??? 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按照附表 32 查取。 32 得碳鋼的特性系數(shù)為 ,~ ?? ?? ?? 取 ,~ ?? ?? ?? 取 于是，計(jì)算安全系數(shù) caS 值，按式（ 156） ?（ 158）則得 2751 ??????? ? mbKS ??? ? ??? 1551 ??????? ? maKS ??? ? ??? 2222 ???????? SSS SSS ca??? ? 故可知其安全。軸承安裝 A、 D 處的直徑為 30mm， B 處直徑為 36mm， C 處直徑為 34mm， E， F 處直徑為 28mm。 F 處周向定位采用平鍵聯(lián)接，由手 冊(cè)查的平鍵截面 mmmmhb 78 ??? （ GB/T1096），平鍵長度為 25mm；軸向定位采用擋圈進(jìn)行定位。 圖 7 第二級(jí)從動(dòng)軸的載荷分析圖 The load analysis chart of the second level driven shaft 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出 L3 與 L4 交界面是軸的危險(xiǎn)截面。因此][ 1???? ，故安全。因1, ??? dddr ,經(jīng)插值法可查得 ??? , ??? 又由附圖 31 可得軸的材料的敏性系數(shù)為 ??q , ??q 故有效集中系數(shù)按式（附表 34）為 )()1(1 ???????? ??? ?qk )()1(1 ???????? ??? ?qk 由附圖 32 的尺寸系數(shù) ??? ；由附圖 33 的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ??? 。 軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算及其校核 第一級(jí)從動(dòng)軸軸承設(shè)計(jì)計(jì)算及其校核 已知清掃軸的徑向載荷 rF 和軸向載荷 aF 可以忽略不計(jì)，又帶輪的壓軸力 NFp 367? ,軸向力 NFa ? ，軸承轉(zhuǎn)速 min/600rn? ，裝軸承處的軸徑可在 28～ 40mm 范圍內(nèi)選取，運(yùn)轉(zhuǎn)有輕微沖擊看， 表 133 選擇 預(yù)期使用壽命 hLh 20xx0? [20]。 ?????? ? 按照手冊(cè)選擇 NC 13200? 的 6006 軸承 [18]。根據(jù)工作條件選取深溝球軸承。此軸承的基本額定靜載荷 NC 83000 ? ，驗(yàn)算如下 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》（第八版，濮良貴、紀(jì)名剛主編，高等教育出版社，以下所用到的相關(guān)公式及表格均出自本書） P319,式 135 hhPCnL h 2 0 0 0 ) 5 41 3 2 0 0( 3 360 10)(6010 5366 ?????? ? 即高于預(yù)期計(jì)算軸承壽命，故滿足要求。 （ 1）求比值 0?raFF 根據(jù)表 135， eFFra?。軸承內(nèi)徑 mmd 30? ,外經(jīng) mmD 55? 。 鏈輪與軸聯(lián)接處得軸徑為 mmd 36? ， mml 31? ， mmNT ?? ，由前面軸設(shè)計(jì)可知選用 A 型平鍵，鍵的尺寸為 810???hb ，鍵長為 L=25mm，鍵的工作長度為mmbLl 17825 ????? ，鍵與輪轂鍵槽接觸高度 mmhk ?? ，根據(jù)式 61 可得 M P 6 8 7 52k ld10T2 3p ???????? ][p? (合適 ) 上滾輪軸聯(lián)接鍵的校核 鍵、軸的材料都是鋼，由表 62 查得許用應(yīng)力為 [ p? ]=100~120MPa，取其平均值為[ p? ]=110MPa。 齒輪與軸聯(lián)接處得軸徑為 mmd 30? ， mml 31? ， mmNT ?? ，由前面軸設(shè)計(jì)可知選用 A 型平鍵，鍵的尺寸為 78???hb ，鍵長為 L=25mm，鍵的工作長度為mmbLl 17825 ????? ，鍵與輪轂鍵槽接觸高度 mmhk ?? ，根據(jù)公式 61 可得 M P 1 1 52k ld10T2 3p ???????? ][p? (合適 ) 帶輪與軸聯(lián)接處得軸徑為 mmd 28? ， mml 60? ， mmNT ?? ，由前面軸設(shè)計(jì)可知選用 A 型平鍵，鍵的尺寸為 78???hb ，鍵長為 L=50mm，鍵的工作長度為mmbLl 42850 ????? ，鍵與輪轂鍵槽接觸高度 mmhk ?? ，根據(jù)公式可得 M P 1 1 52k ld10T2 3p ???????? ][p? (合適 ) 第二級(jí)從動(dòng)軸上聯(lián)接鍵的校核 鍵、軸的材料都是鋼，由表 62 查得許用應(yīng)力為 [ p? ]=100~120MPa，取其平均值為[ p? ]=110MPa。 ?????? ? 按照手冊(cè)選擇 NC 13200? 的 6006 軸承 [18]。 第 三 級(jí)從動(dòng)軸軸承設(shè)計(jì)計(jì)算及其校核 已知清掃軸的徑向載荷 rF 和軸向載荷 aF 可以忽略不計(jì)，又鏈輪的壓軸力NFp 606? ,軸向力 NFa ? ，軸承轉(zhuǎn)速 min/ rn? ，裝軸承處的軸徑可在28~40mm 范圍內(nèi)選取，運(yùn)轉(zhuǎn)有輕微沖擊看，預(yù)期使用壽命 hLh 20xx0? 。 （ 2）初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 P,根據(jù)式（ 138a） )( arp YFXFfP ?? 按照表 136， ,~ ?? pp ff 取 ，按照表 135， 0,1 ?? YX NYFXFfP arp )( ?????? （ 3）根據(jù)式 136，求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值 NnLPC h 518010 3 66 39。軸承內(nèi)徑 mmd 30? ,外經(jīng) mmD 55? 。 （ 1）求比值 0?raFF 根據(jù) eFFra?。 31 及 167。 校核 L3 段得右截面 抗彎截面系數(shù) 333 mmdW ???? 抗扭截面系數(shù) 333 3 9 mmdW T ???? L3 段右截面的彎矩 M 為 mmNM ????? 15361 3 4 3 7 4 截面的扭矩為 mmNT ?? 截面上的彎曲應(yīng)力 M P aWMb ???? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 M P aWT TT 3 9 0 6 4 1 7 ???? 軸的材料為 45 鋼，調(diào)制處理。 表 2 第二級(jí)從動(dòng)軸的載荷分析 Table2 The load analysis of the second level driven shaft 載荷 水平面 垂直面 支反力 NFN NH 4 3 5, 21NH ?? NFN NVV ,147F 21N ?? 彎矩 mmNM H ?? mmNM V ?? mmNM ?? 7 0 3 8 0V2 總彎矩 mmNMmmNM ???? 301583,134374 21 扭矩 mmNT ?? （ 4）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩截面（及危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。 （ 3）求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖。 C 處軸與齒輪的周向定位采用平鍵聯(lián)接。選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。軸按照車加工，由附表 34 得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? ?? ?? 軸未經(jīng)過強(qiáng)化處理，即 1?q? 則按式（ 312）及式（ 312a）得綜合系數(shù)為 23 ??????? ???? ??kK 8 ??????? ???? ??kK 又由 167。 （ 5）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 ,判斷危險(xiǎn)截面 從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看， L3 與 L4 段的截面處引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來看， L1 段得右截面不受扭矩作用，截面 L L4 的應(yīng)力最大。 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出 L3 與 L4 交界面是軸的危險(xiǎn)截面。 E 處周向定位采用平鍵聯(lián)接，由手冊(cè)查的平鍵截面 mmmmhb 78 ??? （ GB/T1096），平鍵長度為50mm；軸向定位采用擋圈進(jìn)行定位。軸承安裝 A、 D 處的直徑為 30mm， B 處直徑為 36mm， C 處直徑為 30mm， E 處直徑為 28mm。 錐齒輪的結(jié)構(gòu) )( 1111 Rbm YYKF FaFatF ????NZRm TF t 33111 )( )( 2 ?????? ??????M P aRbm YYKT FaFaTF 7 1)( 111 ?????由于小齒輪及大齒輪的齒頂圓直徑小于 160mm , 故可將大、小齒輪做成實(shí)心結(jié)構(gòu)的齒輪。 mm （ 3） 齒寬系數(shù) R? 取 R? = （ 4）材料彈性影響系數(shù) 查表得 ZE= MPa （ 5）查表得 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 MPaH 6001lim ?］［ σ 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 MPaH 5502lim ?］［ σ （ 6）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1=60n1 j Lh=60 575 1 (2 8 300 15) =2. 484 109 N2= 109 （ 7）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1. 計(jì)算 （ 1） 試算小齒輪分度圓直徑 d1，代入 [ Hσ ]中較小的值 d1 ≥ = （ 2）計(jì)算小齒輪的圓周速度 （ 3）計(jì)算齒寬 b Rt=d1 12?u /2= R? =b/R 得 b= R? Rt = mm （ 4） 計(jì)算 mt mt= d1/z1=22)(3 ??????????? ］［ σ HEZuRR kTM P aSK H NHH 55022lim1 ?? σ］［ σM P aSK H NHH 55 211lim1 ?? σ］［ σ（ 5）計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)小齒輪的圓周速度 V=， 7 級(jí)精度，查圖得 動(dòng)載荷系數(shù) Kv= 齒間載荷分配系數(shù) KHa=KFa=1 使用系數(shù) KN= 齒向載荷分布系數(shù) KH? = KF? = KH? be 查表得 KH? be=， 則 KH? = KF? = = 齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù) YFa YSa 由于當(dāng)量齒數(shù) Zv1=Z1/cos 1σ =24 Zv2= Z2/cos(90 1σ )=129 查表得 YFa1= YSa1= YFa2= YSa2= 故載荷系數(shù) K=KAKv KHa KH? = （ 6）按實(shí)際載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 d1= d1 3 1/ZK = （ 7）計(jì)算模數(shù) m= d1/Z1= 按齒跟彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式 m≥ 確定公式內(nèi)各參數(shù)值 （ 1）由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 1FE? = MPa600 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 2FE? = MPa380 （ 2）由圖差得彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1= KFN2= （ 3）取彎曲疲勞安全系數(shù)