【正文】 m? 實(shí)際接觸應(yīng)力 H? 2 12 6 8 .4H E H K T uZ Z Z b d u?? ?? H?? 應(yīng)力比較 []HH??? 符合要求 三 、 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 計(jì)算公式 12 []F F a Sa FKT Y Y Ybdm ????? 齒形系數(shù) FaY 《機(jī)械設(shè)計(jì)》吳宗澤主編 圖 6— 18 1 ? 2 ? 應(yīng)力修正系數(shù) SaY 《機(jī)械設(shè)計(jì)》吳宗澤主編 圖 6— 19 1 ? 2 ? 重合度系數(shù) Y? 《機(jī)械設(shè)計(jì)》吳宗澤主編 圖 6— 20 1Y?? 彎曲疲勞極限應(yīng)力 limF? 《機(jī)械設(shè)計(jì)》吳宗澤主編 圖 6— 24 lim 1 400F Mpa? ? lim 2 350F Mpa? ? 彎曲疲勞壽命系數(shù) NY 6 10()NY N?? 1 ? 2 ? 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 25 尺寸系數(shù) XY 《機(jī)械設(shè)計(jì)》吳宗澤主編 圖 6— 25 1XY? 應(yīng)力修正系數(shù) STY 《機(jī)械設(shè)計(jì)》吳宗澤主編 圖 6— 25 2STY ? 彎曲疲勞強(qiáng)度 FS 《機(jī)械設(shè)計(jì)》吳宗澤主編 表 6— 12 ? 彎曲疲勞許用應(yīng)力 lim[] F N X STF FY Y YS?? ? 1[ ] 578F Mpa? ? 2[ ] 517F Mpa? ? 參數(shù)比較 111 []Fa SaFYY? ? —— A 222 []Fa SaFYY? ? —— B AB 根據(jù)大齒輪校核彎曲疲勞強(qiáng)度 12 2 202F F a S aKT Y Y Y M p abdm ?? ?? 22[]FF??? 符合要求 第四 節(jié) 軸 Ⅰ 的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、選擇材料 由于傳遞的載荷較大，耐磨，要求強(qiáng)度級(jí)韌性均較高所以選 40Cr 鋼，調(diào)質(zhì)處理 硬度： 241HBS— 286HBS 抗拉強(qiáng)度： MPaB 700?? 屈服強(qiáng)度： MPaS 500?? 彎曲疲勞極限： MPa3351??? 扭轉(zhuǎn)疲勞極限： 1 185 paM?? ? 許用靜應(yīng)力： +1 280 paM? ? 許用疲勞應(yīng)力： 1 200 paM? ? 二、 估算軸最小直徑 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 26 由 轉(zhuǎn)矩估算軸頸 33 5 5 4 5 4 6 2 0 0d 8 045T mm? ?? ? ?[] ?[]—— 軸的許用轉(zhuǎn)應(yīng)力， N/ 2mm ，查 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 表 考慮 5%備用系數(shù) 以及鍵的削弱作用，取 d==96mm 三、軸承選取 及校核 查表 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 — 17，選用 調(diào)心滾子軸承 22220 基本尺寸： d=100mm D=180mm B=45mm 深溝球軸承 6220 基本尺寸： d=100mm D=180mm B=34mm 四、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 如圖所示，為便于裝配軸承，取裝軸承處直徑 d=100mm，長(zhǎng)度 b=300mm 軸伸 L=200mm 五．軸的受力分析 1. 圓弧齒錐齒輪受力 切向力 4t m2020 3 .9 1 0d TFN? ? ? 徑向力 r n mm t a n c o s s i n s i nc o s tF ? ? ? ???? 4（ + ） = 2 . 4 1 0 軸向力 a n mm t a n s i n s i n c o sc o s tFFN? ? ? ?? 4（ + ） = 2 . 9 1 0 T— 轉(zhuǎn)矩， T= 總傳動(dòng)比 i=，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》中表 2111， 取 1 3i? ； ? ； 1 2 3 i ? 計(jì)算得： 1 3i? ； 2 ? ； 3 ? 二、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 計(jì)算 ； 軸Ⅰ： m in/1 4 5 01 rnn m ?? 軸Ⅱ： m in/3145 0112 rinn ??? 軸Ⅲ： m in/ 2 3223 rinn ??? 軸Ⅳ： m in/ 2334 rinn ??? 滾筒軸： m in/ rnn ??滾 ： 液力偶合器 效率： ?聯(lián)? 滾子軸承的效率 ?軸承? 各級(jí)齒輪傳動(dòng)的效率 ?齒? 滾筒軸的效率 ?滾? 軸Ⅰ :1P = kwP 6 9 0 00 ???聯(lián)? 軸Ⅱ : 2P = 1P 軸承? 齒? = 軸Ⅲ : 3P = 2P 軸承? 齒? = 軸Ⅳ : 4P = 3P 軸承? 齒? = 滾筒軸： 聯(lián)軸承滾 ??6PP ? = 電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩 T0 =9550nP0 = mN? ： 軸Ⅰ :T1 =955011nP = mN? 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 軸Ⅱ : T2 =955022nP = mN? 軸Ⅲ : T3 =955033nP = mN? 軸Ⅳ : T4 =955044nP = mN? 滾筒軸： T 滾筒 =9550滾滾nP = mN? 第四章 齒輪及軸的設(shè)計(jì) 第一節(jié) 圓錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、選擇材料 由吳宗澤主編《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 6表 66選擇 大 小齒輪： 40Cr調(diào)質(zhì)鋼 ,調(diào)質(zhì)處理，硬度： 241HBS 286HBS B? =686 MPa， S? ＝ 490Mpa 8級(jí)精度 二、按齒面接觸 疲勞 強(qiáng)度設(shè)計(jì) 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算說(shuō)明及過(guò)程 計(jì)算結(jié)果 軸交角 ? 改變 90o 角度 90o?? 中點(diǎn)螺旋 角 m? 通常 35 40oom? ??，兩輪螺旋角相 等，螺旋方向相反，選擇方向應(yīng)使小輪軸向力指向大端 35om? ? 壓力角 n? 標(biāo)準(zhǔn) 20on?? 20on?? 齒數(shù) z 21z uz? 1 21z? 2 63z ? 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 大端分度圓 直徑 ed 13e1 2HP32d 1 6 3 6 u1 .2 4 5 6 4 .216363 6 4 0KT?? ???? e1d =269mm 載荷系數(shù) K 原動(dòng)機(jī)是電動(dòng)機(jī)， K= K= 設(shè)計(jì)齒輪許 用接觸應(yīng)力 HP?? HP?? = limHHS?? HP?? =640 試驗(yàn)齒輪接 勞強(qiáng)度極限 limH? 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖 1212 limH? =640 paM 接觸強(qiáng)度安 全系數(shù) HS? 一般 HS? =1— HS? =1 分錐角 ? 112arctanZZ? ? 221arctanZZ? ? oo1oo21 8 .4 3 3 1 8 2 5 5 87 1 .5 6 7 7 1 3 4 1 2?? ? ???? ? ?? 外錐距 eR ee d2sinR ?? eR = 齒數(shù)比 u 32112 ??? nnZZu u =3 齒寬系數(shù) R? eb 1 134R R? ?? — — R? = 齒寬 b Reb= 0. 30 31 43 5. 6R? ? ? ? b =132 mm 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 中點(diǎn)模數(shù) m memm ?? R（ ） m =11 中點(diǎn)法向模 數(shù) nmm on m m mm m c o s 1 1 c o s1 5?? ? ? nmm =10 中點(diǎn)分度圓 直徑 md medd ?? R（ ） m1d=229mm m2d =685mm 中點(diǎn)錐距 mR meR R ?? R（ ） mR =371mm 切向變位 系數(shù) tx 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 表 14— 7， t1 t2xx?? t1x = t2x = 徑向變位 系數(shù) x 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 表 14— 8， 12xx?? 1x = 2x = 頂隙 C em 0 .1 8 8 1 2 .8CC ?? ? ? C = 齒頂高 ah a a eh h x m? ??（ ） 其中 ah ?? ah 16mm? 齒根高 fh f a eh h c x m? ? ? ? ?（ ） fh? 12mm 工作齒高 kh k a e eh 2 h m 1 .7 m? ? ? kh 22mm? 大端模數(shù) em e1e 1d z 21?? em? 全齒高 eh= h=25mm 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 齒根圓直徑 fd 2 cosf e fd d h ??? 1fd?247mm 2fd ? 798mm 齒頂圓 直徑 aed ae e ad d 2 h cos ??? ae1d ?300mm ae2d ? 816mm 當(dāng)量齒數(shù) vz 3v mzz cos cos??? v1z ? 40 v2z ? 121 端面重合 度 v?? v?? ? n1 n2 n（ L +L ） /p v?? = 參數(shù) np 22n m nc o s (1 0 .5 )c o s c o s t a ne m Rn mp ? ? ?? ? ??? ?（ ） np? 參數(shù) nL n n a m n n n nr + h r c o s r s i nL ???? 2（ ） （ ） n1L? n2L? 參數(shù) nr 2n e mr d c o s c o s? ? ?? R（ ） /2 n1r? n2r ? 參數(shù) amh a m a ah h 0. 5b ta n ??? am1h ? am2h ? 齒根角 f? ff eharctan R? ? f?? 齒頂角 f???? 1 f2???? 2 f1???? 三、校核計(jì)算 （一）、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核； 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算說(shuō)明及過(guò)程 計(jì)算結(jié)果 校核公式 2tm1u10 . 8 5 b d uA V H HH E H K H PK K K K F Z Z Z Z?? ???? ?? ? ? ? H? = 中點(diǎn)分度圓 切向力 tF 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 表 1422 1tm12020d TF ? tF? 使用系數(shù) kA 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 表 12— 22 k ? 動(dòng)載荷系數(shù) VK 2112 2( ) 11 0 0 1mV At ZVK uKKK F u? ? ?? 其中 1K = ， 2K = 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 表 14— 24 VK? 齒輪速度 mV 60 000mm dnV ? ??? ? mV? 載荷分布 系數(shù) HK? h beKK??? HK?? 參數(shù) hbeK? 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 表 14— 25 hbeK? = 載荷分配 系數(shù) HK? 根據(jù) 100 / V HK K K F N m mb ? ?? HK? = 節(jié)點(diǎn)區(qū)域 系數(shù) HZ 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 圖 12— 27 ? 彈性系數(shù) EZ 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 表 12— 24 21 8 8 .9 /EZ N mm? 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 重合度系 數(shù) Z? 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 圖 14— 9，當(dāng) 1v?? ??時(shí)， 1VZ???? Z?? 螺旋角系 數(shù) Z? cos mZ? ?? Z?? 參數(shù) Z?? Z Z Z?? ? ?? Z?? = 錐齒系數(shù) kZ 齒頂和齒根未修形 1kZ? 壽命系數(shù) NZ 長(zhǎng)期工作，取無(wú)限壽命 1NZ? 潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) LVRZ 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 圖 12— 25 ? 尺寸系數(shù) XZ 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 圖 12— 17 1XZ ? 工作硬化系數(shù)WZ 由平均模 數(shù)確定 ? 接觸強(qiáng)度 最小安全系數(shù) minHS 按齒輪失效概率 1%選取 min 1HS ? 許用接觸應(yīng)力 limm inHH P N L V R X WH Z Z Z ZS?? ? HP? ? 與實(shí)際接觸應(yīng)力 H? 比較 H?= HP? = 符合要求 太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 （二）、按齒根彎曲 疲勞強(qiáng)度校核； 計(jì)算公式 t1 0 . 8 5 b mA V F FF F s F PnmK K K K F YY?? ?