【正文】 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 Ⅰ 判斷危險(xiǎn)截面截面 截面 5右受應(yīng)力最大 Ⅱ 截面 5左側(cè) 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力F ? ? ? ? 彎矩 M H ? N .mm11410M V1 ? N . V2 ? 總彎矩 N. m N. m 21 ?? 扭矩 T ? 42 抗彎截面系數(shù) 333 mmdW ???? 抗扭截面系數(shù) 333T 8 5 7 .2 dW mm???? 截面 5 左側(cè)彎矩 M 為 mmM ? 截面 5 上的扭矩 2T 為 ? 截面上的彎曲應(yīng)力 M P 2 5 3 9 ??? WMb? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 M P aM P aWT Tb ???? 軸的材料為 40rC ，調(diào)質(zhì)處理。 mNmNnPT ?????? 53 ⅡⅡ ② 計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) FK 。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版圖 1021a 可知，坐標(biāo)點(diǎn)? ? ? ?5 2 ,742/,2/ ??? xZ 位于 L14 線和 L15 線之間。 ① 圓周速度 v 。 ⑵ 試算小齒輪分度圓直徑 根據(jù) ? ?3 22233 12 ???????????HEHdHtt ZZZiiTKd ?? ? 即 mmd t 3 253 550 ?????? ????????? ? Ⅱ 調(diào)整小齒輪分度圓直徑 ⑴ 計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。 低速級齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知輸入功率 KWP ?Ⅱ ，低速齒輪轉(zhuǎn)速min/ rn ?Ⅱ ，齒數(shù)比 ?i ，由電動機(jī)驅(qū)動，運(yùn)輸器工作平穩(wěn)，空載起動，經(jīng)常滿載運(yùn)行，工作有輕震，不反轉(zhuǎn)，單班制工作。 ③ 直齒錐齒輪精度較低，取齒間載荷分配系數(shù) 1??HK 。 Ⅲ 選定齒輪的材料 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版第十章第三節(jié) P190 頁齒輪材料的選擇原則 : a 齒輪材料必須滿足工作條件的要求，如強(qiáng)度、壽命、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等； b 應(yīng)考慮齒輪尺寸大小，毛坯成型方法及熱處理和制造工藝； 18 c 正火碳鋼，只能用于制作在載荷平穩(wěn)或輕度沖擊下工作的齒輪；調(diào)質(zhì)碳 鋼可用于在中等沖擊載荷下工作的齒輪； d 合金鋼常用于制作高速、重載并在沖擊載荷下工作的齒輪； e 航空齒輪要求尺寸盡可能小，應(yīng)采用表面硬化處理的高強(qiáng)度合金鋼； f 鋼制軟齒面齒輪，其配對兩輪齒面的硬度差應(yīng)保持在30～ 50HBS 或更多。 電動機(jī)的功率的選擇 鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)的輸出功率 wP ? ?w VFP ?1000/? 由于為帶式傳動機(jī)，故可取 w? 為 所以 ? ? KWVFPw 0 0 0 0 0 0/3 ?? ???? ? 電動機(jī)輸出功率 dP ?/wd PP ? 傳動裝置的總效率 ...... ????????? ?? 式中 1? 、 2? … 為從電動機(jī) 至運(yùn)輸鏈輪的各傳動機(jī)構(gòu)和軸承的效率。當(dāng)今的減速器是向著大功率，大傳動比，小體積，高機(jī)械效率以及使用壽命長的方向發(fā)展。各種通用和專用減速器在這種情況下也飛速發(fā)展和進(jìn)步，體積和質(zhì)量明顯減少，承載能力，使用壽命和傳動效 率有了較大提高。減速器為小批生產(chǎn)，使用期限 10 年。 Ⅱ 選定齒輪精度等級 由于圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，其運(yùn)轉(zhuǎn)速度不高，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版第十章表 106（ P205 頁）查得通用減速器的精度等級范圍為 6~8 級，根據(jù)注釋 要求，在主傳動齒輪或重要的齒輪傳動中，精度等級偏上限選擇。 mmidb tR ?????????? ? ??? md db? ⑵ 計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) HK 。 ③ 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版表 104 用插值法查得??HK ， ④ 于是可得： ??FK 則載荷系數(shù)為 23 ????????? ?? FFvAF KKKKK ⑶ 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版式 1013 ，可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)為 33 ?????FtFt KKmm 按照齒根彎曲 疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，就近選擇標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mmm 2? ,按 照 接 觸 疲 勞 強(qiáng)度 算 得 的 分 度圓 直 徑 為mmd ? ，算出小齒輪的齒數(shù)為 ?? mdZ 。 ? ?? ???? aa hZZ 2/c o sa r c c o s 331 ?? ? ?? ? ?? ????? ? ?? ???? aa hZZ 2/c o sa r c c o s 442 ?? ? ?? ? ?? 4 8/20c o s1 4 8a r cc o s ????? ? ? ? ?? ? ?????? ? 2/t a nt a nt a nt a n 2413 ， ???? aa ZZ ? ? ? ?? ? ?2/20t a a n1 4 820t a a n30 ???? ?????? ? ??? ?? ?Z ⑦ 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 ? ?H? 。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版圖 1017 查得齒形系數(shù)： ?FaY ?FaY 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版圖 1018 查得應(yīng)力修正系 數(shù)： ?saY ?saY 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版圖 1024c 查得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為： MPaF 5003lim ?? ；MPaF 3804lim ?? 。 Ⅰ 計(jì)算變位系數(shù)和 ① 計(jì)算嚙合角、齒數(shù)和、變位系數(shù)和、中心距變動系數(shù)和齒頂高降低系數(shù)。 ? ?? ???? aa hZZ 2/c o sa r c c o s 331 ?? ? ?? ? ?? ????? ? ?? ???? aa hZZ 2/c o sa r c c o s 442 ?? ? ?? ? ?? 1 8/20c o s1 1 8a r cc o s ????? ? ? ? ?? ? ?????? ? 2/t a nt a nt a nt a n 2413 ， ???? aa ZZ ? ? ? ?? ? ?2/20t a a n1 1 820t a a n24 ???? ?????? ? ??? ?? ?Z 35 ??? ZZZiid TK EHd HH ???? ?? 12 31 3 3 5 ????? ???? ? ?H??? 齒面強(qiáng)度滿足要求，并且齒面接觸應(yīng)力比標(biāo)準(zhǔn)齒輪有所下降。 40 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) Ⅰ 擬定軸上零件的裝配方 案（見圖 71） Ⅱ 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位， 12軸段右端需制出一軸肩，故取 23段的直徑 mmd 3532 ?? ，為了滿端蓋密封， 23 軸段右端需制出一軸肩，故取 34 段的直徑 mmd 4043 ?? ，mm58L 21 ?? mm42L 32 ?? 初步選擇滾動軸承。因 ??dr ， ??dD ，經(jīng)插值后查得 ?? ?? ?? ， 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版附圖 31 可得軸的材料敏感系數(shù)為 , ???? 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 . 8 511)(q1k . 8 211)(q1k??????????????）（）（???????? 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版 附圖 32 的尺寸系數(shù) ??? ，扭 43 轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ??? 。 ????? ?? ?Y ④ 計(jì)算 ? ?FsaFaYY?? 。 mNmNnPT ?????? 53 ⅡⅡ ② 計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) HK 。 ? ? ? ? mmmmmchh ta ???????? ?? ???hb ⑵ 計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) FK 。 mmmmdb td ????? ? 28 ⑵ 計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) HK 。 Ⅱ 選定齒輪精度等級 由于圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，其運(yùn)轉(zhuǎn)速度不高，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版第十章表 106（ P205 頁）查得通用減速器的精度等級范圍為 6~8 級，根據(jù)注釋要求，在主傳動齒輪或重要的齒輪傳動中，精度等級偏上限選擇。 21 ① 試選 ?FtK 。 mm103 . 9 9 4 ????? NNT 　Ⅰ ③ 選取齒寬系數(shù) ?R? 。 8 于是選用電動機(jī)的類型為 Y132M8，其明細(xì)表如下 電動機(jī)型號 Y132M8 額定功率 （ kw ） 3 同步轉(zhuǎn)速 （ r/min） 750 滿載轉(zhuǎn)速 （ r/min） 710 極數(shù) 8 質(zhì)量 （ kg ） 79 9 計(jì)算及說明 結(jié)果 10 四、 傳動比的分配 根據(jù) wmnni? （其中 mn 表示為電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速， wn表示工作機(jī)的轉(zhuǎn)速） 可得 m in/36 r / m in710 ??? rnni wm 錐齒輪傳動比、齒數(shù)的確定 錐齒輪傳動比的確定 a 因?yàn)槭菆A錐圓柱齒輪減速器，為使大圓錐齒輪尺寸不致過大，應(yīng)使高速級圓錐齒輪傳動比 4~3?i 。在 21 世紀(jì)成套機(jī)械裝備中，齒輪依然是機(jī)械傳動的基本部件。本次設(shè)計(jì)還考慮了機(jī)械零件的各種失效形式，在盡可能的情況下做到少發(fā)生故障。空載起 動，經(jīng)常滿載運(yùn)行，工作有輕震，不反轉(zhuǎn)。 可得 KWKWPP cm ????? ?　Ⅰ KWKWPP ??????? ??ⅠⅡ KWKWPP g ??????? ??ⅡⅢ 　 KWKWPP gc ??????? ??ⅢⅣ 　 整個機(jī)構(gòu)各軸的輸入轉(zhuǎn)矩的確定 高速軸Ⅰ的輸入轉(zhuǎn)矩 Ⅰ?、?nPT /9550 1? 中間軸Ⅱ的輸入轉(zhuǎn)矩 ⅡⅡⅡ nPT /9550? 低速軸Ⅲ的輸入轉(zhuǎn)矩 ⅢⅢⅢ 　 nPT /9550? 滾筒軸Ⅳ的輸入轉(zhuǎn)矩 ⅣⅣ?、?nPT /9550? 可得 ?? NT ?、? mNT ?? Ⅱ mNT ?? 　Ⅲ mNT ?? ?、? 15 整個機(jī)構(gòu)各軸的傳動參數(shù) 如下表： 電機(jī)軸 軸Ⅰ 軸Ⅱ 軸Ⅲ 滾筒軸Ⅳ 功率 kw/P 3 2． 91 轉(zhuǎn)矩T( mN? ) 7 8 轉(zhuǎn)速? ?min// rn 710 710 傳動比 i 1 1 效率 ? 16 計(jì)算及說明 結(jié)果 17 六、 傳動件的設(shè)計(jì)計(jì)算 高速級齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知輸入功率 KWP ??、?，小齒輪轉(zhuǎn)速min/710 rn ??、?，齒 數(shù)比 ?i ，由電動機(jī)驅(qū)動，運(yùn)輸器工作平穩(wěn)，空載起動，經(jīng)常滿載運(yùn)行，工作有輕震，不反轉(zhuǎn)，單班制工作。 ⑵ 試算小齒輪分度圓直徑 根據(jù) ? ? ? ?3 2211 4 ????