【正文】 N m m?? ? ? ? ? ? 軸的受力圖及彎矩圖如下： (b)鉛直面受力 (c)水平面受力 （ d） 鉛直面彎矩 (e)水平面 彎矩 （ f）總彎矩 68768aM N mm?? 69875caM N mm?? 21 (g)轉(zhuǎn)矩圖 由 上述 計(jì)算分析可知， aa? 截面 處的當(dāng)量彎矩最大，是危險(xiǎn)截面，對其進(jìn)行強(qiáng)度校核有： 13316 9 8 7 5 6 9 8 7 5 6 . 6 6 [ ] 6 00 . 1 * 0 . 1 * 4 7 . 1 7 4caca fM M P a M P aWd?? ?? ? ? ? ? ? 其中 1[ ] 60MPa?? ? 是 45 鋼受對稱循環(huán)應(yīng)力時(shí)的許用彎曲應(yīng)力。 同理有齒輪 3 上的受力： 實(shí)際速度： /v m s? 速度誤差： %?? 符合要求 1 kN? 1 kN? 1 kN? 18 圓周力 23 32* 2 * 1 4 2 7 3 1 4 . 4 76 3 . 8 3 0t TF k N k Nd? ? ? 徑向力 33 ta n 1 .6 6c o stnr FaF kN??? 軸向力 33 ta n 7 ta n 11 42 39。 5. 齒輪的幾何尺寸 小齒輪： 分度圓直徑 3 mm? 齒根圓直徑*33 2 * ( ) * 7 7 .1 2 8 2 * ( 1 0 .2 5 ) * 3 6 9 .6 2 8f a n nd d h c m m m? ? ? ? ? ? ? 齒頂圓直徑 33 2 * * 7 7 .1 2 8 2 * 1 * 3 8 3 .1 2 8a an nd d h m m m? ? ? ? ? 大齒輪： 分度圓直徑 4 mm? 齒根圓直徑 *44 2 * ( ) * 21 2. 87 2 2 * ( 1 0. 25 ) * 3 20 5. 37 2f a n nd d h c m m m? ? ? ? ? ? ? 齒頂圓直徑 44 2 * * 212 .87 2 2 *1 * 3 218 .87 2a an nd d h m m m? ? ? ? ? 6. 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用實(shí)心打孔式結(jié)構(gòu) 大齒輪的相關(guān)尺寸計(jì)算如下： 軸孔直徑 50d mm? ， 輪轂長度 l 與齒寬相等，取 77l mm? ， 輪緣厚度 0 11mm? ? ，腹板厚 23C mm? ，腹板中心孔直徑 0 136D mm? ， 腹板孔直徑 0 46d mm? ，齒輪倒角 2n mm? ，倒圓角 3r mm? ， 1 90d mm? 。 3. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪 因采用電動機(jī)驅(qū)動，載荷平穩(wěn)，齒輪速度不高，非對稱布置，軸的剛度較小，取 ? ，查圖 315 得， ? ，查表 315 得 MPa? ， ? ? ，c o s c o s 1 2 0 0 .9 8 9oZ ? ?? ? ?， 4 550H P H P M Pa???? MPa? 14 初步計(jì)算出齒輪的分度圓直徑 2 232 3332312 * * 2 .4 5 * 1 8 9 .8 * 0 .8 * 0 .9 8 9 2 * 1 .1 * 1 4 2 7 3 1 2 .7 6 1( ) ( )5 5 0 1 2 .7 65 7 .6HEH P dZ Z Z Z iKTdimm???? ? ?? ? ? ? ? ?? 33* c o s 5 7 .6 * c o s 1 2 2 .2 525 on dm m mZ ?? ? ? 按表 37，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 3nm mm? ，則中心距為 34 3( ) ( 2 5 6 9 ) 1 4 4 . 12 * c o s 2 * c o s 1 2n oma z z m m?? ? ? ? ? 圓整后取 145a mm? 。 5 2 v ozz ?? ? ? 22 33 90 1 0 2 . 3c o s c o s 1 6 3 5 39。 2. 計(jì)算許用應(yīng)力 查圖 316（《機(jī)械設(shè)計(jì)》）得 lim 1 580 aH MP? ? ， H lim 2 550 aMP? ? ， 查圖 317 得 F lim 1 220 aMP? ? ， F lim 2 210 aMP? ? ， 求得應(yīng)力循環(huán)次數(shù)9116 0 * * * 6 0 * 1 * 9 6 0 * 1 0 * 3 0 0 * 1 6 2 .7 6 4 8 1 0N a n t? ? ? ?，9 812 12 2 .7 6 4 8 1 0 7 .6 8 1 03 .6NN i ?? ? ? ? 查圖 38 得 121NNZZ??，查圖 39 得 121NNYY?? 查表 32 取 min 1HS ? ， min ? ，則有： l i m 1 11m i n5 8 0 * 1 5801HNHPHZ M P aS?? ? ? ? l i m 2 22m i n5 5 0 * 1 5501HNHPHZ M P aS?? ? ? ? mm?大 1 25Z? 2 90Z ? 1d?? 10 l i m1 11m i n2 2 0 * 2 * 1 3141 .4F S T NFPFYY M P aS?? ? ? ? l i m 2 22m i n2 1 0 * 2 * 1 3001 .4F S T NFPFYY M P aS?? ? ? ? 由于設(shè)計(jì)是軟齒面閉式齒輪傳動，其主要失效是疲勞點(diǎn)蝕。 ① 鏈傳動主要參數(shù)的選擇 由已知條件 i=，可取小鏈輪齒數(shù)為 1 23Z? ，則大鏈輪的齒數(shù)為21* * 23 6Z i Z? ? ?，故取 2Z =65120，合適。其效率高、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。 3. 設(shè)計(jì)內(nèi)容 機(jī)械傳動系統(tǒng) ① 總體方案設(shè)計(jì) ② 傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 ③ 裝配圖設(shè)計(jì)： 1 張 A1（包括主視圖、俯視圖、左視圖，零件明細(xì)表，技術(shù)特性表，技術(shù)要求） ④ 零件圖設(shè)計(jì)： 2 張 軸 齒輪 ⑤ 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 二、 傳動方案的分析和擬定 一個(gè)好的傳動方案，除了首先滿足機(jī)器的功能要求外，還應(yīng)當(dāng)工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、傳動效率高、成本低廉以及維護(hù)方便。 4 四． 傳動裝置的運(yùn)動及運(yùn)力參數(shù)的 選擇和計(jì)算 7 六． 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 28 八． 滾動軸承的選擇及計(jì)算 根據(jù)工作條件和原始數(shù)據(jù) ， 可選展開式二級圓柱齒輪傳動。 工作機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)速為 ： 6 0 * 1 0 0 0 * /wN V D?? =60*1000*（ *450） =34r/min 若選用同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min 的電動機(jī)，則 i=1500/40=4401； 若選用同 步轉(zhuǎn)速為 1000r/min 的電動機(jī)，則 i=1000/40=； 為使結(jié)構(gòu)緊湊，故選同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min 的電動機(jī)。 由表 28 知，其節(jié)距為 p =，選型點(diǎn)落在功率曲線頂點(diǎn)的左側(cè)，與假設(shè)相符。 調(diào)整螺旋角： 12() 2 * ( 2 5 9 0 )a r c c o s a r c c o s 1 6 3 5 39。 齒輪工作圖如下： 3. 低速級齒輪的設(shè)計(jì) 1. 由工作條件選定材料及齒輪部分參數(shù) 已知條件：低速 級主動輪輸入的功率 2 kW? ，轉(zhuǎn)速 2 26 / minnr? ，齒數(shù)比 23 ? ， 單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，每天工作 16 個(gè)小時(shí)，要求使用圓柱齒輪來實(shí)現(xiàn)傳動。 2 1 nmzd m m?? ? ? 44 o3 * 6 9 2 1 2 .8 7 2c o s c o s 1 3 2 9 39。 六、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 初步確定軸的最小直徑 所有 軸的材料 都 選擇 為 45 鋼， 并進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理， 先由式 3 /d C P N? 初步確定軸的最小直徑 高速軸： 3 31 / 1 1 5 * 4 .1 5 1 / 9 6 0 1 8 .7d C P N m m? ? ?，此結(jié)果與電動機(jī)的外伸軸徑相差較大，考慮電動 機(jī)的軸徑 38D mm? ，由 1 ( ~ )dD? 取1 32d mm? 。 初步繪 制其結(jié)構(gòu)如圖所示： ⑴ 根據(jù)軸向定位的要求確定州的各段直徑 a. 由于軸的一端需要使用聯(lián)軸器接電動機(jī)，另一端連接輸入軸，所以該段直徑尺寸受到電動機(jī)外伸軸直徑的限制，選為 32mm； b. 此處需要安裝滾動軸承，所以軸段直徑選為 35mm，比 a 段直徑大 3mm，聯(lián)軸器的軸向固定將會使用套筒； c. 此處需比 b 軸端高出 9 個(gè) mm，以便實(shí)現(xiàn)軸承的軸向固定，故選為 44mm； d. 此處為插齒輪； e. 與 c 軸段作用相同； 3 kN? 3 kN? 3 0..93aF kN? 高速軸的總長： 355mm 19 f. 該段安裝軸承，選定直徑為 35mm。 （ 2） 各段長度的確定 1. 該軸段需要 安裝軸承及擋油盤，故選定其長度為 37mm； 2. 根據(jù)齒輪配合的要求，此段長度初定為 10mm； 3. 此處為插齒輪，其長度為 83mm； 4. 與 b 段長度相同即可，也是 10mm。 （ 2） 各段長度的確定 a． 此處需要安裝 70309C 型號軸承，同時(shí)還有安裝擋油盤（其長度為32mm），綜合考慮兩者長度，選定此處長度為 55mm； b． 此 處需要安裝 齒輪 4，根據(jù)齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸，此處長度選為 75mm； MPa? ? 1[ ] 60MPa???? 中間軸的選擇合格 低速軸的總長： 372mm 26 c． 此處軸肩長度選為 10mm； d． 此處長度決定了軸的長度，考慮到箱體寬度，此處長度選為 68mm。 八、 滾動軸承的選擇及計(jì)算 1. 高速軸上軸承（ 70307C）校核 ① 求兩軸承受到的徑向載荷 2 2 2 2435 1 6 5 4 6 5r A V A H AF F F N? ? ? ? ? 2 2 2 21148 4 3 6 1 2 2 8V B H BrF F F N? ? ? ? ?B ② 求兩軸承受到的軸向載荷 47 1. 83aFN? 使用正裝方式安裝 軸承 。因此 選用承載能力較高的剛性聯(lián)軸器 所以選用彈性柱銷聯(lián)軸器 1T L D 10 J 45 84 43 23 86GB?? 其主要參數(shù)如下： 材料 HT200 公稱轉(zhuǎn)矩 軸孔直徑 1240d d mm?? 軸孔長 1 84L L mm?? 十． 潤滑和密封方式的選擇 1. 齒輪潤滑 采用浸油潤滑，由于低速級周向速度為32 3 . 1 4 7 7 . 1 2 8 2 6 6 . 7 1 . 0 7 7 /6 0 1 0 0 6 0 1 0 0 0dnv m s? ??? ? ???，所以 齒輪 浸油高度約為 1~2 個(gè)齒高 ，但不得小于 10mm， 加上大齒輪齒頂圓距離箱體底部為 30~50mm， 故 最終 取 最小 油深 為 47mm