【正文】 2 211 ( 1 2 5 1 9 3 2 .5 ) ( 5 6 0 9 7 0 ) 5 7 5 0 0 0 0HVM M N m mM ? ? ? ? ? ? 2 2 2 222 ( 1 2 5 1 9 3 2 .5 ) ( 4 3 7 0 6 2 .5 ) 4 5 7 0 0 0 0HVM M N m mM ? ? ? ? ? ? 扭矩 239300T N mm?? 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 12743 4 , 143 07. 8N H N HF N F N?? 12243 9 , 499 5N V N VF N F N?? 彎矩M 1 N mm?? 560 970 , 437 062 .5VVM N m M N m? ? ? ? 總彎矩 M 12575 000 0 , 457 000 0M N m M N m? ? ? ? 扭矩T 317000T N mm?? 6） 按彎曲合成應(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的截面的強(qiáng)度，由上表的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力 ，取 ? = 則： ? ? ? ?22 2213576 000 0 317 000 a aT MPWM?? ? ??? ? ?? 前以選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表的1??????＝ 60Mpa,因此 ca? 1??????，故安全。 中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1）中間軸上的功率2p、轉(zhuǎn)速 2n 及轉(zhuǎn)矩 2T 122 7 .7 , 5 6 .5 9 / m in , 1 2 9 8KW r N mp n T? ? ? ? 2）求作用在齒輪 3 上的力 因已知齒輪分度圓直徑 3 = d 323 32 2 1 2 9 8 = = = 5 0 5 0 5 N5 1 . 4T 10dtF?? 33 ta n 5 0 5 0 5 ta n 2 0 = = = 1 8 9 5 0 Nc o s c o s 1 4 . 0 6F t nrF ??? ? 33 = tg = 5 0 5 0 5 1 4 .0 6 = 1 2 6 4 8 .5 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(diào)質(zhì)處理。兩齒輪的距離 c=20mm，故取 34 ? ? 。112 2 33 3 32) ( )1N V N V rrNVr r aF F FM F oF ll l lF M F Ml? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? 2（ l ? 12974916635NVNVFN??? ?? 39。 3截面 5 右側(cè) 抗彎截面系數(shù)： 3 3 80 51200W d m m? ? ? ? 抗彎截面系數(shù) ： 3 3 80 10 24 00TW d m m? ? ? ? 截面左側(cè)的彎矩 M 為： 3785600 .M N mm? 截面上的扭矩 T 為： T= 截面上的彎曲應(yīng)力： 3785600 7351200b M M p aW? ? ? ? 截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： 1298000 13102400T 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(zhì)量系數(shù)： ?????? 111 2 . 3 1 2 . 3 90 . 9 2kK ??????? ? ? ? ? ? ? 11 .8 4 1 1 .9 30 .9 2K ? ? ? ? ? 計(jì)算安全系數(shù) caS ，則得： 1 275 22 .3 9 7 3 0 .1 0amS K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ? 1 155 1213 13 K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ? 2 2 2 22 1 2 1 . 9 7 1 . 52 1 2ca SSSSSS?????? ? ? ? ? ??? 故可知其截面右側(cè)強(qiáng)度也是足夠的。 4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1擬定軸上零件的裝配方案，如圖所示 2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。 3取安裝齒輪處的軸段 23的直徑 23 95mmd ? ? ，齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位，已知齒輪輪轂的寬度為 98mm，為了使套筒端面可靠地壓緊輪齒，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 23 95mml ? ? 。 5） 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 ,從上已經(jīng)知道 ,對于圓錐滾子軸承 30218,由手冊中可查得 a=,作為簡支梁的軸的支承跨距 23 18 0 14 7 32 7 mmll? ? ? ?。 截面上由于軸肩形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)： 因 2 d ?? d ??查得 ?? ? ， ?? ? 由附圖 31 得軸材料的敏性系數(shù)： ? ? ， ? ? 應(yīng)力集中系數(shù)為： 1 ( 1 ) 1 2 ( 0 1 ) 4kq? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? 1 ( 1 ) 1 0 .8 5 ( 1 。 7 軸上零件的周向定位 聯(lián)軸器、齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接，按截面23 95mmd ? ?，查表查得平鍵 截面25 14b h mm? ? ? ，鍵長為 110mm ； 按 截 面 78 80mmd ? ? ，查表查得平鍵 截面22 14b h mm? ? ? ，鍵長為 110mm，它們之間的配合采用 76HK 。 因軸承同時(shí)受到徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求，并根據(jù)d 32? =90mm,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取單列圓錐滾子軸承，其型號為 30218，其尺寸為90 160 D T mm? ? ? ? ?,查得 a=,根據(jù)軸肩選 56 90mmd ? ? ；而 56 ? ? 。 mm。 截面上由于軸肩形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)： 因 2 d ?? 80 d ??查得 ?? ? ， ?? ? 由附圖 31 得軸材料的敏性系數(shù)： ? ? ， ? ? 應(yīng)力集中系數(shù)為： 1 ( 1 ) 1 2 ( 0 1 ) 4kq? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? 1 ( 1 ) 1 0 .8 5 ( 1 .3 1 1 ) 1 .2 6kq? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? 由附圖 32 查得尺寸系數(shù) ?? ? ；由附圖 33 得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ?? ? 。 對水平面進(jìn)行計(jì)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 8H NH t N m ml l lM F F? ? ? ? ? ? ?左 （ 對垂直面進(jìn)行計(jì)算： 1 2 2339。 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 ? ? 。 3截面 5 右側(cè) 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(cè)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(yīng)力： 424121 2 6 . 3 416099b M M p aW? ? ? ? 截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)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(zhì)量系數(shù)： ?????? 111 2 . 3 1 2 . 3 90 . 9 2kK ??????? ? ? ? ? ? ? 11 .8 4 1 1 .9 30 .9 2K ? ? ? ? ? 計(jì)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(cè)強(qiáng)度也是足夠的。 5） 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 ,從上已經(jīng)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? ? ? ?。 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(jù)齒輪寬度 80mm,取56 80mml ? ?。） 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(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬 火 ， 齒 輪 硬 度 分 別 為280HBS、 240HBS 40rc 、 45，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬 火 ， 齒 輪 硬 度 分 別 為280HBS、 240HBS 四、軸系零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1）輸入軸上的功率1p、轉(zhuǎn)速 1n 及轉(zhuǎn)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(diào)質(zhì)處理。 2）計(jì)算 1試計(jì)算小齒輪的分度圓直徑 1td ， 由計(jì)算公式得 3 216 1 33 18 ( ) 92 .11 4 67 12 10t mm mmd ??? ? ? ??? ? ? 2計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)算載荷系數(shù) 已知使用系數(shù) AK ?，根據(jù) s? ， 8 級精度，由圖 108 查得動(dòng)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(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 3311 1 . 7