【正文】 )830016( ????????? hjLnN 782 ????N 7) 由圖 １０－１９ 查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) ?HNK ?HNK 20 目 的 分析過程 備注 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 8) 計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 取失效概率為１％，安全系數(shù)為 S=1，由式 １０－１２ 得 MP aMP aSK HHNH ][ 1lim11 ???? ?? MP aMP aSK HHNH ][ 2lim22 ???? ?? (2) 計(jì) 算 1) 試算小齒輪分度圓直徑 td1 ，代入 ][ H? 中的較小值 mmdt ) ( 3 251 ?????? 2) 計(jì)算圓周速度 v smndv t / 10 0 060 ???? ? ???? 3) 計(jì)算齒寬ｂ mmdb td ????? 4) 計(jì)算齒寬與齒高之比 ｂ／ｈ 模數(shù) mmZdm tnt ??? 齒高 ?? ????hb mmmh nt 5) 計(jì)算載荷系數(shù) K 根據(jù) smv /? ， ７級精度 ， 由圖 １０－８ 查得動(dòng)載荷系數(shù) ?VK 假設(shè) mmNbFK tA /1 0 0/ ? ， 由表 １０－３ 查得 ?? ?? FH KK 由表 １０－２ 查得使用系數(shù) 1?AK 21 目 的 分析過程 備注 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由表 １０－４ 查得 )()(322322?????????????????? bK ddH ? 由圖 １０－ 1３ 查得 ??FK 故載荷系數(shù) 4 0 ?????? ?? HHVA KKKKK 6) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式 １０－１０ａ 得 mmKKdd tt ??? 7) 計(jì)算模數(shù)ｍ mmZdm ??? 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式 １０－５ 得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 3 213 ][2FSFdnYYZKTm ? ????? (1) 確定公式內(nèi)的計(jì)算數(shù)值 1) 由圖 １０－２０ｃ 查得 小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE 5901 ?? 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE 5502 ?? 2) 由圖 １０－１８ 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ?FNK ?FNK 3 ) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為１％， 安全系數(shù)為 S=，由式 １０－１２ 得 MP aMP aSK FEFNF ][ 111 ???? ?? MP aMP aSK FEFNF ][ 222 ???? ?? 4) 計(jì)算載荷系數(shù) 3 3 ?????? ?? FFVA KKKKK 22 目 的 分析過程 備注 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 5) 查取齒形系數(shù) 由表 １０－５ 查得 ?FaY ?FaY 6）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 １０－５ 查得 ?SaY ?SaY ７） 計(jì)算大小齒輪的][ FSaFaYY?， 并比較 ][ ][222111??????FSaFaFSaFaYYYY?? 小 齒輪的數(shù)據(jù)大 (2) 設(shè)計(jì)計(jì)算 mmm 2 5 ??? ???? 對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)ｍ略小 于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，可取有彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) ，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值ｍ＝ 4ｍｍ 。根據(jù)表 １５－３， 取 112??A （以下軸均取此值），于是由式 １５－２ 初步估算軸的最小直徑 25 設(shè)計(jì)目的 說明計(jì)算及設(shè)計(jì) 備注 初步估算軸的最小直徑 mmnPAd 4 4 0/1 9 1 2/ 33 11m i n ??? ? 這是安裝聯(lián)軸器處軸的最小直徑 21?d ， 又因此軸上有兩個(gè)鍵槽，所以， mmd %)121( ????? ， 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 1TKT Aca ? 查表 １４－１， 取 ?AK ， 則 mmNTKT Aca ?????? 3 5 7 8 439。 21?l 比 L略短，取 mml 2821 ?? 。根據(jù) dⅡ Ⅲ =22mm,選取單列圓錐滾子軸承 30305。為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段略短于輪殼寬度 B=45mm,故取 lⅥ Ⅶ =42mm. 5) 套筒長度約為 12mm,而 T=,則 取 lⅦ Ⅷ = b=, 則 取 lⅤ Ⅵ =8mm. 取 lⅣ Ⅴ =60mm. 6) 軸承端蓋的總寬度為 35mm,根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求 ,取端蓋的外端面與聯(lián)軸器右端面的距離 l=10mm,故取 lⅡ Ⅲ =25mm. 7) 軸上零件的周向定位 .齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接 .按軸徑查表 61 得 Ⅵ Ⅶ軸段平鍵截面 mmmmhb 78 ??? ,鍵槽用銑刀加工 ,長為36mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性 ,故選取齒輪輪殻與軸的配 26 設(shè)計(jì)目的 說明計(jì)算及設(shè)計(jì) 備注 求軸上的載荷 合為 67nH 。 因此，作為簡支座的軸的支承跨距： L2+L3＝ +＝ 。可看出 c截面為最危險(xiǎn) 截面，現(xiàn)將計(jì)算出的截面 C處的 MH、 MV及 M的值列于下表 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎距和扭距的截面（即危險(xiǎn)截面 C）的強(qiáng)度。 mm 扭距 T T＝ 27530N23?????????????????? 29 設(shè)計(jì)目的 說明計(jì)算及設(shè)計(jì) 備注 選擇軸的材料 初步估算軸的最小直徑 3) 初定軸的最小直徑 選軸的材料為４５鋼，調(diào)質(zhì)處理。 2） 取安裝 大 齒輪處的軸段的直徑 dⅤ － Ⅵ ＝ 40mm,取小齒輪所在軸段直徑 dⅢ － Ⅳ =40mm； 大 齒輪的右端與右軸承實(shí)采用套筒定位， 小 齒輪的左端與左軸承也通過套筒實(shí)現(xiàn)定位。由 1 軸的計(jì)算可知軸環(huán)寬度 lⅣ － Ⅴ =8mm，其 值 》 h=。 5) 軸上零件的周向定位 齒輪與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接。 BH水平面彎距圖垂直面彎距圖合成彎距圖扭距圖 2) 計(jì)算支反力 水平面 Σ MB＝ 0， RAH － Ft3 － Ft2 ＝ 0 RAH＝ Σ F＝ 0 RBH＝ Ft2＋ Ft3－ RAH＝ 垂直面 Σ MB＝ 0 RAv － Fr3 + Fr2 + Fa222d＝ 0 RAV= Σ F＝ 0 RBV＝ Fr3Fr2－ RAV＝ 31 設(shè)計(jì)目的 說明計(jì)算及 設(shè)計(jì) 備注 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 3)計(jì)算彎距：以左邊軸承的支點(diǎn)為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系方向同上： 水平面彎距 M(x)＝ (0≤ x≤ ) =(≤ x≤ ) =(≤ x≤ ) MCH= = MDH＝ = mm 合成彎距 MC＝ CVCH MM 22 ? ＝ m＝ 109880N mm MCV= 把齒輪軸假設(shè)成圓軸面校核 . 1） 截面Ⅳ左側(cè) 抗彎截面系數(shù) W＝ ＝ ＝ 抗扭截面系數(shù) WT＝ ＝ ＝ 截面Ⅳ左側(cè)的彎距 M 為 mmNMLL ?????? ?? 2 5 3 6 1 4 9 1 1 4 9 1 8 48 20482022 截面Ⅳ上的扭距為 :T＝ 109880N因r/d=,D/d= ,經(jīng)插入法查得 ασ ＝ ， ατ ＝ 又由課本附圖 3－ 1可得軸的材料的敏性系數(shù)為 qσ＝ ， qτ＝ 0. 8 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式（課本附 3－ 4）為 kσ ＝ 1＋ qσ (ασ 1)＝ 1＋ （ － 1）＝ 2 kτ＝ 1＋ qτ （ ατ － 1） ＝ 1＋ （ － 1）＝ 由課本附圖 3－ 2得尺寸系數(shù) εσ＝ ；由附圖 3－ 3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ετ＝ 軸按磨削加工，由附圖 3－ 4得質(zhì)量系數(shù)為 β σ ＝ β τ＝ 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 β q＝ 1，則按課本式（ 3－ 12）及（ 3－ 12a）得綜合系數(shù)值為 Kσ ＝ 11 ????? ??k ＝ 2 ?? ＝ Kτ ＝ 11 ????? ??k ＝ ?? ＝ 又由課本 167。因無大的瞬時(shí)過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱性，故可略去靜強(qiáng)度校核。355 ???????????????? 35 設(shè)計(jì)目的 說明計(jì)算及設(shè)計(jì) 備注 初步確定軸的最小直徑 3) 初定軸的最小直徑 選軸的材料為４５鋼，調(diào)質(zhì)處理。 大小 齒輪 的輪轂寬度都 為 35m，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度約為 2～ 3ｍｍ。由 1軸的計(jì)算可知軸環(huán)寬度 lⅣ － Ⅴ =11mm，其 值 》 h=。 6)確定軸上的圓角和倒角尺寸，參考 課本表 15－ 2，取軸段倒角為 2 45176。 mm MDV1＝ = mm MD2＝ 222 DVDH MM ? ＝ 現(xiàn)將 C 截面處的的 MH、 MV、 M 的值列于下表 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎距和扭距的截面（即危險(xiǎn)截面 C）的強(qiáng)度。 mm 扭距 T T＝ 329130N 則 PrB＝ fp（ XRB＋ YA B）＝ 561N 4） 計(jì)算軸承壽命 因?yàn)?PDPB，軸承 D 受載大，所以按軸承 D 計(jì)算壽命 10601031066 ??????????????????? hPCnL h? 所以軸承合適 39 設(shè)計(jì) 內(nèi)容 說明計(jì)算及設(shè)計(jì) 備注 中間軸軸承校核 按照以上軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初步選用型號 32206的單列圓錐滾子軸承， 得基本額定動(dòng)載荷 C＝ ，軸向動(dòng)載荷系數(shù)為： Y=(Fa/Fre 時(shí)的值 )，判斷系數(shù) e= 1）軸承的徑向載荷 軸承 A RA＝ AVAH RR 22 ? ＝ 軸承 B RB＝ BVBH RR 22 ? ＝ 2）軸承的軸向載荷 軸承的派生軸向力 YFS 2? SA＝ NYR A ??? SB＝ NYR B ??? 外部軸向力 Fa＝ ,其方向與 1 軸上的 Fa相反，即與此周上的軸承 B 的受力方向相同 .因?yàn)?SB+FaSA，軸承 A 被壓緊，所以兩軸承的軸向力為 AB＝ SB＝ AA＝ SB+Fa＝ 3）計(jì)算徑向當(dāng)量動(dòng)載荷 課本表 13－ 6 取載荷 fp＝ 軸承 A AA/RA=e= 查課本表 13－ 5 取 X＝ ， Y＝ ，則 PrA＝ fp（ XRA＋ YAA）＝ 軸承 B AB/RB=e= 故取 X＝ 1 Y=0 則 PrB＝ fp（ XRB＋ YAB）＝ 4）計(jì)算軸承壽命 因?yàn)?PAPB ， 軸 承 A 受 載 大 ， 所 以 按 軸 承 A 計(jì) 算 壽 命