【文章內容簡介】 ? ? ?? ? ??? 查課本《機械設計基礎》第 162 頁表112知選用 9級精度是合適的。 低速級齒輪的設計 1）確定材料熱處理方式 低速級小齒輪選用 45 鋼調質，齒面硬度為 250HBS。低速級大齒輪選用 45鋼正火，齒面硬度為 220HBS。 2）許用彎曲應力的計算 查課本《機械設計基礎》第 146 頁表 105得： lim 3 550H Mpa? ? lim 4 540H Mpa? ? 。查課本《機械設計基礎》第 149 頁表 107得： ? ? 。故： ? ? lim 33 550 5001 .1HH H M p a M p aS?? ? ? ? ? ? lim 44 540 4901 .1HH H M p a M p aS?? ? ? ? 查課本《機械設計基礎》第 151頁表 1021C圖得： lim 3 200F Mpa? ? lim 4 150F Mpa? ?故： ? ? lim 33 200 1541 .3FF F M p a M p aS?? ? ? ? ? ? lim 44 150 1151 .3FF F M p a M p aS?? ? ? ?。 3）齒面接觸強度設計 采用 9級精度制造，查課本《機械設計基礎》第 148頁表 106得：載荷系數 ? ，取齒寬系數 ?? 4）計算中心距 由課本《機械設計基礎》第 149 頁式 1014得： ? ? ? ? ? ?2222 2 333 335 335 470 .3 101 1 241 .3490 HKTauu???? ????? ? ? ? ??? ??????? 取 250a? 4m? 則 34 2 125aZZ m? ? ?取 3 27Z? 4 98Z? 計算傳動比誤差 98 3 .5 627 1 0 0 % 1 .9 % 5 %3 .5 6? ? ? ?，合適。齒寬 0 .5 2 5 0 1 2 5ba?? ? ? ? 9 則取 4 125b? ? ?34 5 10 130bb? ? ?低速級齒輪 4 125b? 4 98Z? 5）驗算輪齒彎曲強度 查課本 《機械設計基礎》第 148 頁表 107 得： 3 ? 4 ? 按最小齒寬4 125b? 計算： ? ?333333222 2 10 4 27FFFK T Y M pabm Z??? ? ? ?? ? ? ??? ? ?42 3 43 4 0 .7FF F FFY M p aY? ? ?? ? ? ?，所以工作是安全的。 6）齒輪的圓周速度 32 2 7 4 6 8 0 .1 2 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dnV m s?? ? ? ?? ? ???查課本《機械設計基礎》第 162 頁表 112知選用 9 級的的精度是合適的。 5 軸的設計 高速軸的設計 確定各軸段直徑和長度 該減速器的高速軸選用 45 號鋼調質處理，根據課本《機械設計基礎》第 289 頁表183 可取 ? ? 35Mpa? ? C=100。根據課本《機械設計基礎》第 289 頁式 182 得：1m i n133 3 .5 21 0 0 2 2 .43 1 4 .8PdC n? ? ?又因為裝小帶輪的電動機軸徑 38d? ，又因為高速軸第一段軸徑裝配大帶輪，且 ? ?1 38d ? ? ?所以查《機械設計課程設計 手冊》第 9 頁表 116 取 1 36d? 。 L1==60。 2 40d? 因為大帶輪要靠軸肩定位，且還要配合密封圈，所以查《機械設計課程設計手冊》第 85頁表 712 取 2 40d? ， L2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。 3d 段裝配軸承且 32dd? ，所以查《機械設計課程設計手 冊》第 62 頁表 61 取3 45d? 。選用 6204 軸承。 L3=B+ 3? +2=16+10+2=28； 4d 段主要是定位軸承，取 4 50d? 。 L4根據箱體內壁線確定后在確定； 5d 裝配齒輪段直徑判斷是否可以做成齒輪軸： 10 4 1 2 .52fdde t m?? ? ?查《機械設計課程設計手冊》第 51頁表 41得 ： 1 mm? 得： e=＜ ， 6d 段裝配軸承所以 6345dd??， L6= L3=28， L1=73，L2=211， L3=96所以，高速軸設計結果見圖 51： 圖 51 高速軸 校核高速軸和軸承 作用在齒輪上的圓周力為： 3112 2 1 0 6 .9 1 0 29482 9 2 .5t TFNd ??? ? ??徑向力為 2 9 8 4 2 0 1 0 7 3rtF F tg tg N? ? ? ? ? ?作用在軸 1 帶輪上的外力 F N?? 1）求垂直面的支反力 2112211 1 0 7 3 8 0 07 3 2 1 1rV lFFNll? ? ? ??? 21 10 73 80 0 27 3V r VF F F N? ? ? ? ? 2）求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖 322 2 7 3 2 1 1 1 0 5 7 .6 .a v vM F l N m?? ? ? ? ? 39。311 8 0 0 7 3 1 0 5 7 .4 .a v vM F l N m?? ? ? ? ? 3）求水平面的支承力 由 1 1 2 2()HtF l l Fl??得 2112211 2 9 4 8 2 1 9 77 3 2 1 1HtlFFll? ? ? ???N 11 21 2948 2197 751H t HF F F? ? ? ? ?N 4）求水平面彎矩 311 2 1 9 7 7 3 1 0 1 5 8 .2 .a H HM F l N m?? ? ? ? ? 39。322 7 5 1 2 1 1 1 0 1 5 8 .4 .a H HM F l N m?? ? ? ? ? 5）求 F在支點產生的反力 31129 6 1 1 3 2 .8 3 8 4 .37 3 2 1 1F lFFNll ?? ? ??? 21 38 4. 3 11 32 .8 15 17 .1FFF F F N? ? ? ? ? 6）求 F力產生的彎矩 323 1 1 3 2 .8 9 6 1 0 1 0 8 .7FM F l N?? ? ? ? ? 39。311 3 8 4 .3 7 3 1 0 2 7 .7a F FM F l N?? ? ? ? ? F 在 a 處產生的彎矩： 311 3 8 4 .3 7 3 1 0 2 7 .7a F FM F l N m?? ? ? ? ? 7）求合成彎矩圖 考慮最不利的情況，把 39。aFM 與 22av aHMM? 直接相加 39。 2 2 2 22 7 . 7 5 7 . 6 1 5 8 . 2 1 9 6 . 1 .a a F a V a HM M M M N m? ? ? ? ? ? ? 39。 39。 2 39。 2 2 22 7 . 7 5 7 . 4 1 5 8 . 4 1 9 6 . 2 .a a F a V a HM M M M N m? ? ? ? ? ? ? 8）求危險截面當量彎矩 從圖可見， mm 處截面最危險，其當量彎矩為：（取折合系數 ?? ） 2 2 2 2( ) 1 9 6 . 2 (0 . 6 1 0 6 . 9 ) 2 0 6 . 4 .aeM M T N m? ? ? ? ? ? ? 9）計算危險截面處軸的直徑 因為材料選擇 45 調質，查課本《機械設計基礎》第 225頁表 141 得 650B MPa? ? ，查課本《機械設計基礎》第 231 頁表 143 得許用彎曲應力 ? ?1 60b MPa?? ? ，則：? ? 333 1 206 .4 10 60e bMd m m? ? ?? ? ??因為 54 50ad d d m m d? ? ? ?，所以該軸是安全的。 12 軸承壽命校核 軸承壽命可由式 610 ()60 th PCfLhn Pf ??進行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以 rPF? ，查課本《機械設計基礎》第 259 頁表 169， 10 取 1, ,tpff??取 3?? 。按最不利考慮，則有 2 2 2 21 1 1 1 8 0 0 2 1 9 7 3 8 4 . 3 2 7 2 2 . 4r v H FF F F F N? ? ? ? ? ? ? 2 2 2 22 2 2 2 2 7 3 7 5 1 1 5 1 7 . 1 2 3 1 6 . 2r v H FF F F F N? ? ? ? ? ? ? 則 6 6 3 31 0 1 0 1 2 9 . 5 1 0( ) ( ) 6 . 36 0 6 0 3 1 4 . 8 1 . 2 2 3 1 6 . 2th PCfLhn f P ? ??? ? ? ??? 年 因此所該軸承符合要求。 鍵的設計與校核 根據 1136, ??，確定 V 帶輪選鑄鐵 HT200，參考《機械設計基礎》表 109,由于 1 36d? 在 30～ 38 范圍內，故 1d 軸段上采用鍵 bh? =108? ,所以采用 A 型普通鍵，鍵校核為 L1==60 綜合考慮取 l =50 得： ? ? ? ?314 4 1 0 6 .9 1 0 3 7 .1[ ] 3 6 8 5 0 1 0pT M p a pd lh??? ???? ? ?? ? ? 查課本《機械設計基礎》第 155 頁表 1010 可以得： ? ? 50 60b? ?? 所選鍵為：10 8 50b h l? ? ? ? ? 中間軸的設計 確定各軸段直徑和長度 選用 45 號鋼調質處理。查課本《機械設計基礎》第 230 頁表 142 可以取? ? 35Mpa? ? C=100，根據課本《機械設計基礎》第 230 頁式 142得： 2m in233 3 .2 11 0 0 3 6 .168PdC n? ? ? 1d 段要裝配軸承，所以查《機械設計課程設計手冊》第 9頁表 116和第 62 頁表 13 61可取 1 40d? ，選用 6203 軸承， L1=B+ 3? + 2? +（ 2～ 3） =18+10+10+2=40。 2d 裝配低速級小齒輪，且 21dd? 取 2 45d? ， L2=128，因為要比齒輪孔長度少 2～ 3。 3d 段主要是定位高速級大齒輪，所以取 3 60d? ， L3= 4? =10。 4d 裝配高速級大齒輪，取 4 45d? L4=842=82。 5d 段要裝配軸承，所以查《機械設計課程設計手冊》第 9 頁表 116 取 5 45d? ，選用 6204 軸承， L1=B+3? + 2? +3+（ 2～ 3） =18+10+10+2=43。所以， L1=74， L2=117， L3=94。結果如圖 54： 圖 54 中間軸 校核高速軸和軸承 1）計算作用在 3 齒輪上的圓周力 322 22 2 4 7 0 .3 1 0 27071 3 9 2 .5t TFNd ??? ? ?? 323 32 2 4 7 0 .3 1 0 87092 7 4t TF d ??? ? ??N 2）計算作用在 3 齒輪上的徑向力 22 27 07 20 98 5rtF F tg tg N? ? ? ? ? ? 33 8709 20 3169rtF F tg tg N? ? ? ? ? ? 3）求垂直面的支反力 3 3 2 2 311 2 3() 9 8 5 (1 1 7 9 4 ) 3 1 6 9 9 4 3167 4 1 1 7 9 4rrV F l F l lFNl l l? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? 2 3 1 2 3 1 6 9 3 1 6 9 8 5 2 5 0 0V r V rF F F F N? ? ? ? ? ? ? 4