【正文】 按圖 1415a 的布置形式，軸所受的最大傳矩為 T2＋ T3，如改為圖 1014b 的布置形式，最大傳矩減小為 T2或 T3。 按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算 通過軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸、軸上零件的位置以及外載荷和支反力的作用位置均已確定，軸上的載荷（彎矩和扭矩）已可以求得，因而可按彎扭合成強(qiáng)度條件對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。軸的彎曲剛度是以撓度 y 或偏轉(zhuǎn)角 θ以及扭轉(zhuǎn)角ф 來度量，其校核公式為： y≤ [y]。 原則： 1）軸的結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單越合理； 2）裝配越簡(jiǎn)單越合理。 聯(lián)軸器用鍵：圓頭普通平鍵。聯(lián)軸器有時(shí)也兼有過載安全保護(hù)作用。當(dāng)實(shí)際載荷超過事前限定的載荷時(shí)，保險(xiǎn)環(huán)節(jié)就發(fā)生變化，截?cái)噙\(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞，從而保護(hù)機(jī)器的其余部分不致?lián)p壞，即起安全保護(hù)作用。為避免過渡鏈節(jié)，宜取偶數(shù)。漸開線齒輪輪齒的基本齒廓及其基本參數(shù)見表 12． 2或查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。 減速傳動(dòng)時(shí)， u=i；增速傳動(dòng) u=1/i 。 ， 由變位齒輪所組成的齒輪傳動(dòng)，若兩輪變位系數(shù)的絕對(duì)值相等，但一為正值，另一為負(fù)值，即 x1=x2 稱為“高度變位”，此時(shí)，傳動(dòng)的嚙合角等于分度圓壓力角，分度圓和節(jié)圓重合，中心距等于標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)中心距，只是齒頂高和齒根高有所變化。傳遞動(dòng)力的齒輪模數(shù)一般不小于 （以防意外斷齒） 。 （ 2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)（以下公式、表、圖均出自《機(jī)械設(shè)計(jì)》） d1t≥ ? ? 23 3 )(12HEHt zzuuTk ??? ?? ??? ① 試選載荷系數(shù) kt= ② 查閱資料可得，選取區(qū)域系數(shù) zH= ③ 查閱資料可得， 1?? =, 2?? =, 則： ?? = 1?? + 1?? =+= ④ 查閱資料可得，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 11mH? =560Mpa，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 21mH? =531Mpa ⑤ 查閱資料可得，選取持寬系數(shù) d? =1 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 32 ⑥ 查閱資料可得，材料的彈性影響系數(shù) zE=200Mpa ⑦ 查閱資料可得，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1=60 ⑤ 查閱資料可得選取齒輪系數(shù)： 1?d? ⑥ 查閱資料可得材料的彈性影響系數(shù)： ＝ ⑦ 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 83 )1030081( ?????????? njl＝ 841 / 3 .8 9 2 .0 1 0NN? ? ? ⑧ 查閱資料可得接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1＝ ， KHN2＝ ⑨ 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取決效概率為 1％，安全系數(shù) S=L（《簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》） ? ? 1 1 13 0. 93 62 0 N H mH K M P aS?? ? ?? ? ? ? ? 2 1 24 0 .9 6 5 3 0 5 0 8 .8H N H mH K M P aS?? ?? ? ? ? 計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d1t 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 36 ? ? ? ? ? ?12( ) / 2 ( 5 7 6 . 6 5 0 8 . 8 ) / 2 5 4 2 . 7H H H M P a? ? ?? ? ? ? ? ① 3 231 2 1 . 6 3 1 . 0 2 1 0 4 . 7 4 2 1 8 9 . 8 2 . 4 3 3 3 8 m m1 1 . 6 4 9 3 . 7 8 9 5 4 2 . 7dt ? ? ? ???? （ ） ＝ ② 計(jì)算圓周速度 1 3 . 1 4 3 8 5 0 0 0 . 9 9 4 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0d tnV m s? ? ??? ? ??? ③ 計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) mnt 1 1 3 8 3 8db d t m m?? ? ? ? 13c o s 3 8 c o s 1 4 2 . 0 4 818n dtm t m mZ ? ?? ? ? h＝ mnt＝ ＝ ④ 計(jì)算縱向重合度 ?? 10 .3 1 8 ta n 1 .5d Z???? ? ? ⑤ 計(jì)算載荷系數(shù) k 查閱資料可得 KA＝ 1 根據(jù) /v m s? 級(jí)精度，查閱資料可得動(dòng)載系數(shù) Kv＝ ，查閱資料可得 ?HK 的計(jì)算公式： bK ddH ???????? ? 322 )(? ＝ +（ 1+） + 103 38 ＝ 查閱資料可得 ?HK = 查閱資料可得 ?? ?? FH KK 載荷系數(shù)： 1 1 . 0 5 1 . 4 3 1 . 2 1 . 8 2A V H P Hk k K K K ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ⑥ 實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，查閱資料可得 3333 / 3 8 2 . 1 3 / 1 . 6 3 9 . 7 8td d t k k m m? ? ? ? ⑦ 計(jì)算模數(shù) mn 11c os 5n dm mmz ??? （ 2）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)， ? ?3 21 2c o s2 F saFadn YYZYkTm ?? ????? ? 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 37 確定計(jì)算參數(shù) ① 計(jì)算載荷系數(shù) 1 1 . 0 3 1 . 4 1 . 3 2 1 . 9 3A V F P Fk k K K K ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ② 根據(jù)縱向重合度 ?? ＝ ，查閱資料可得螺旋角影響系數(shù) ?Y ＝ 。 設(shè)計(jì)計(jì)算 mn≥ ? ?32222 23 14c FsaFa YY ???? ?????? = 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) mn 大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)， mn＝ 2，但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=29 z1=nmd ?cos1 = 29 cos142??=20 取 z1=20，則 z2=uz1=27=，圓整取 z2=79。硬齒面閉式齒畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 31 輪傳動(dòng)計(jì)算時(shí)先按齒根 彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式求出模數(shù) m 和接觸齒寬 b，再用齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式進(jìn)行校核。此時(shí)，嚙合角將 不等于分度圓壓力角，分度圓和節(jié)圓不再重合。 ②標(biāo)準(zhǔn)中優(yōu)先采用第一系列，括號(hào)內(nèi)的模數(shù)盡可能不用。為了減少齒輪 刀具種數(shù)，規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)見表 12． 3或查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。 齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)與分類 和其他機(jī)械傳動(dòng)比較，齒輪傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：工作可靠，使用壽命長(zhǎng)；瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)；傳動(dòng)效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；功率和速度適用范圍很廣等。 聯(lián)軸器的選用 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 27 聯(lián)軸器選擇原則： 轉(zhuǎn)矩 T： T↑，選剛性聯(lián)軸器、無彈性元件或有金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器； T 有沖擊振動(dòng)，選有彈性元件的撓性聯(lián)軸器； 轉(zhuǎn)速 n： n↑，非金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器； 對(duì)中性： 對(duì)中性好選剛性聯(lián)軸器，需補(bǔ)償時(shí) 選撓性聯(lián)軸器； 裝拆： 考慮裝拆方便，選可直接徑向移動(dòng)的聯(lián)軸器； 環(huán)境： 若在高溫下工作，不可選有非金屬元件的聯(lián)軸器； 成本： 同等條件下，盡量選擇價(jià)格低，維護(hù)簡(jiǎn)單的聯(lián)軸器； 聯(lián)軸器材料 半聯(lián)軸器的材料常用 4 20Cr 鋼，也可用 ZG270— 500 鑄鋼。只有在載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，能保證被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移極小的情況下，才可選用剛性聯(lián)軸器。 B*h=6*6, 長(zhǎng) L=10mm,倒角為 2*45 度 中間軸設(shè)計(jì) 中間軸簡(jiǎn)圖如下： 初定最小直徑 dmin=20mm 選用 6303 軸承， d*D*T=25*62* d1=d6=25mm,取 L1==26mm, L2=19， L4=120mm,d2=d4=35mm,L3=12mm D3=50mm,d5=30mm,L5=*d5=69mm， L6=55mm 齒輪用鍵：圓頭普通鍵： b*h=12*8,長(zhǎng) L=61mm 低速軸設(shè)計(jì) 初定最小直徑： dmin=25mm 取小軸徑處有鍵槽 dmin’== 取 d1=75mm,d2=90mm,d3=97mm,d4 =75mm d5=65mm,d6=60mm, L1=35mm,L2=94mm,L3=15mm,L4=28mm,L5=38mm,L6=40mm,L7=107mm 齒輪用鍵：圓頭普通鍵： b*h=16*6,長(zhǎng) L=85mm 選用 6300 軸承： d*D*T=40*90*,B=23mm,C=20mm 高速軸的校核 由于減速器中，最容易出現(xiàn)損壞的軸為高速軸，故在進(jìn)行軸的校驗(yàn)的時(shí)候，只需對(duì)高速軸進(jìn)行校驗(yàn)。 （ 2） 求作用在齒輪上的力 齒輪分度圓直徑為 11 2 0 4 8 0d z m m m? ? ? ? 齒輪所受的轉(zhuǎn)矩為 113109550 nPT ?? 3 1195 50 10 87 54 2 .1200 N m m? ? ? 齒輪作用力 圓周力 12 2 87542 218880t TFNd ?? ? ? 徑向力 0./ c o s 2 1 8 8 2 0 / c o s 1 4 .4 5 8 2 1rtF F tg n tg N??? ? ? ? 軸向力 2 1 8 8 1 4 . 4 5 5 6 4atF F tg tg N?? ? ? ? （ 3） 畫軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖并計(jì)算支反力 (圖 a) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 水平支反力 1599BCAX t ABlR F Nl?? 2 1 8 8 1 5 9 9 5 8 9B X t B XR F R N? ? ? ? ? 垂 直 支 反 力 1 /2 82 1 20 1 56 4 40 682275r B C aAY ABF l F dRNl? ? ? ?? ? ? 8 2 1 6 8 2 1 3 9B Y r A YR F R N? ? ? ? ? （ 4） 畫彎矩圖 a 水平面 內(nèi)彎 矩 圖 M(b 圖 ) 截面 c 1 5 9 9 7 4 1 1 8 3 2 6 .C x A X A CM R l N m m? ? ? ? b 垂直面內(nèi)彎矩圖 MC（ c 圖 ） 截面 c 6 8 2 7 4 5 0 4 6 8 .C Y A Y A CM R l N m m? ? ? ? C 合 成彎矩 22 1 2 8 6 3 9 .C C X C YM M M N m m? ? ?（ d 圖 ） 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 d 畫扭矩圖（ e 圖） 87542T Nmm? 又根據(jù) 2/600 mmNB ?? 查得 ? ? 21 /55 mmNb ?? ? ? 22 /95 mmNb ?? ??? 則 0 . 5 8 8 7 5 4 2 5 0 7 7 4 .B T N m m? ? ? ? e 繪當(dāng) 量彎矩圖 （ f 圖 ） 22( ) 1 3 8 2 9 6caM M T Nm m?? ? ? 中間軸設(shè)計(jì) （ 1） 查得 C=118（低速軸彎矩較大），由公式 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 33 2 . 9 5 51 1 8 2 3 . 2384Pd C m mn? ? ? 取高速軸的直徑 d=60mm。 ф ≤ [ф ]。 d 為軸的直徑， mm。如果還受不大的彎矩時(shí)，則采用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮。 （ 4）、減小應(yīng)力集中，改善軸的受力情況 軸大多在變應(yīng)力下工作，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)減少應(yīng)力集中，以提高軸的疲勞強(qiáng)度，尤為重要。 （ 3）、具有良好的制造和裝配工藝性 1） . 軸為階梯軸便于裝拆。 ③ 性擋圈和緊定螺釘 這兩種固定的方法，常用于軸向力較小的場(chǎng)合。近似為等強(qiáng)度軸。例如：汽輪發(fā)電機(jī)軸要求，在高速、高溫重載下工作，采用 27Cr2Mo1V、 38CrMoAlA 等。 主要承受彎矩和扭矩。本章將討論軸的類型、軸的材料和輪轂聯(lián)接，重點(diǎn)是軸的設(shè)計(jì)問題，其包括軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算。所以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上一般選用 1500r/min 的電動(dòng)機(jī)，它的轉(zhuǎn)速也比較高，但它的適應(yīng)性較強(qiáng)，功率因數(shù)也比較高。一些自制簡(jiǎn)易農(nóng)機(jī)具，我們可以憑經(jīng)驗(yàn)粗選一臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，用測(cè)得的電功率來選擇電動(dòng)機(jī)功率。這種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，定子繞組等都裝在一個(gè)封閉的機(jī)殼內(nèi)，能防止灰塵、鐵屑或其它雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，但它的密封不很嚴(yán)密，所以還不能在水中工作， “JO”系列電動(dòng)機(jī)屬于這種防護(hù)形式。從類型上可分為鼠籠式與繞線式異步電動(dòng)機(jī)兩種。同軸式減速器，長(zhǎng)度方向尺寸較小，但軸向尺寸較大，中間軸較長(zhǎng)，剛度較差。由于我們的實(shí)驗(yàn)的要求較高，電機(jī)輸入的最高轉(zhuǎn)速較大，為了減少成本，降低對(duì)電機(jī)的要求，同時(shí)能夠滿足減震器試驗(yàn)臺(tái)的正常工作，我們對(duì)減震器采用這樣的方案 :變頻電機(jī)通過帶輪的傳遞，到達(dá)第一對(duì)嚙合齒輪，為了讓減速器具有變速功能，我們使第二對(duì)嚙合齒輪為雙聯(lián)齒輪，最后由輸出軸傳遞給偏心輪機(jī)構(gòu)。蝸桿圓周速度在 10m／ s 以上的減速器應(yīng)采用噴油潤(rùn)滑。噴油孔的位置還應(yīng)注意沿齒輪寬度均勻分布。 減速器油池的容積平均可按 1kW 約需 0． 35L 一 0． 7L潤(rùn)滑油計(jì)算 (大值用于粘度較高的