【文章內(nèi)容簡介】 效率 ? 輸入功率 kwP 估計軸的最小直徑 mm ? ?491 j pd n ?? I 800 30 II 500 35 III 250 50 齒輪齒數(shù)的確定和模數(shù)的計算 齒輪齒數(shù)的確定 當各變速 組的傳動比確定以后，可確定齒輪齒數(shù)。對于定比傳動的齒輪齒數(shù)可依據(jù)機械設計手冊推薦的方法確定。對于變速組內(nèi)齒輪的齒數(shù)，如傳動比是標準公比的整數(shù)次方時，變速組內(nèi)每對齒輪的齒數(shù)和 zS 及小齒輪的齒數(shù)可以從表 36（機械制造裝備設計）中選取。一般在主傳動中，最小齒數(shù)應大于 18～ 20。采用三聯(lián)滑移齒輪時，應檢查滑移齒輪之間的齒數(shù)關(guān)系：三聯(lián)滑移齒輪的最大齒輪之間的齒數(shù)差應大于或等于 4，以保證滑移是齒輪外圓不相碰。 第一組齒輪： 傳動比：1 01 1ai ??? ，2 ???, 3 ??? 查表，齒數(shù)和 zS 取 72 ?Z =36， 2Z =36， 3Z =28， 4Z =44， 5Z =32， 6Z =40； 中 北大學課程設計說明書 9 第二組齒輪： 傳動比：1 01 1bi ???,2 1132bi ??? 齒數(shù)和 zS 取 84： 7Z =42， 8Z =42， 9Z =28， 10Z =56； 第三組齒輪： 傳動比：1 11=4 ??,2 2 =11ci ?? 齒數(shù)和 zS 取 88： 11Z =54， 12Z =34， 13Z =25， 14Z =63， 表 2 各傳動組齒輪齒數(shù) 變速組 第一變速組 第二變速組 第三變速組 齒數(shù)和 72 84 88 齒輪 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 Z10 Z11 Z12 Z13 Z14 齒數(shù) 36 36 28 44 32 40 42 42 28 56 54 34 25 63 通過以上齒輪的齒數(shù)，傳動副，級比指數(shù)以及傳動比確定如下所示傳動系統(tǒng)圖：ⅠⅡⅢⅣ 中 北大學課程設計說明書 10 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 實際傳動比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差一般不應超過 10( 1)%???，即： ? ?1 0 1 %?? ??實 際 傳 動 比 理 論 傳 動 比理 論 傳 動 比 ? 1 .2 4 1 .2 6 1 .5 % 2 .6 %? ?? 主軸轉(zhuǎn)速合格。 齒輪模數(shù)的計算 3 221( 1 ) .1 6 3 3 8 [ ]. . . [ ] .djm j jiNm m mz i n????? 式中： jm ―――按接觸疲勞強度計算的齒輪模數(shù) [mm]； dN ―――驅(qū)動電機功率 [KW]； jn ―――該傳動軸的計算轉(zhuǎn)速 i―――大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比 i? 1； 1z ―――小齒輪齒數(shù)； m? ―――齒寬系數(shù)， mBm?? （ B為齒寬， m為模數(shù)）， m? ＝ 6～ 10； ][j? ―――許用接觸應力 [MPa]，查表 26。 (1)Ⅰ Ⅱ 齒輪彎曲疲勞的計算： 3244( 1 ) 5 . 5281 6 3 3 8 3 . 66 2 8 4 4 5 0 0 6 0 0jm ??? ? ?? ? ? ? 取 m＝ 4 (2) Ⅱ Ⅲ齒輪彎曲疲勞的計算： 3256( 1 ) 5 . 52816338 6 2 8 5 0 2 5 0 6 0 0jm ??? ? ?? ? ? ? 取 m＝ 5 (3)Ⅲ Ⅳ 齒輪彎曲疲勞的計算： 中 北大學課程設計說明書 11 3263( 1 ) 5 . 52516338 6 2 5 6 3 2 0 0 6 0 0jm ??? ? ?? ? ? ? 取 m＝ 5 (4)標準齒輪： **2 0 h 1 c 0 .2 5?? ? ? ?度， ， 從機械原理 表 102查得以下公式 齒頂圓 mhzd aa )2+(= *1 齒根圓 **1( 2 2 )fad z h c m? ? ? 分度圓 mzd= 齒頂高 mhh aa *= 齒根高 mchh af )+(= ** 齒輪的具體值見表 表 3齒輪尺寸表 齒輪 齒數(shù) z 模數(shù) m 分度圓 d 齒頂圓ad 齒根圓 fd 齒頂高 ah 齒根高 fh 1 36 4 144 152 134 4 5 2 36 4 144 152 134 4 5 3 28 4 112 120 102 4 5 4 44 4 176 184 166 4 5 5 32 4 128 136 118 4 5 6 40 4 160 168 150 4 5 7 42 5 210 220 5 8 42 5 210 220 5 9 28 5 140 150 5 10 56 5 280 290 5 11 54 5 270 280 5 12 34 5 170 180 157 5 13 25 5 125 135 5 14 63 5 315 325 5 中 北大學課程設計說明書 12 齒寬確定 由公式 ? ?6 ~ 1 0 ,mmB m m???? 為 模 數(shù)得： 第一套嚙合齒輪 ? ?6 ~ 1 0 4 2 4 ~ 4 0IB m m? ? ? 第二套嚙合齒輪 ? ?6 ~ 1 0 5 3 0 ~ 5 0B m m? ? ? ? 第三套嚙合齒輪 ? ?6 ~ 1 0 5 3 0 ~ 5 0IIIB m m? ? ? 一對嚙合齒輪，為了防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位時導致嚙合齒寬減小而增大輪齒的載荷，設計上，應主動輪比小齒輪齒寬大 所以 1225 , 30B m m B m m??， 3 25B m? ， 4 30B mm? ，5 6 7 8 9 1 02 5 , 3 0 , 3 0 , 3 5 , 3 0 , 3 5B m m B m m B m m B m m B m m B m m? ? ? ? ? ?， 1 1 1 2 1 3 1 430 , 35 , 30 , 35B m m B m m B m m B m m? ? ? ? 帶輪結(jié)構(gòu)設計 查《機械設計》 [4]P161 頁，當 300dd m m? 時 , 采 用 腹 板 式。 D 是軸承外徑，查《機械零件手冊》 [2]確定選用深溝球軸承 6010， d=50mm,D=80mm。帶輪內(nèi)孔尺寸是軸承外徑尺寸80mm。齒《機械設計》 [4]表 810 確定參 數(shù)得： 38 1 ( )? ?? 查 表 帶輪寬度： ? ?1 2 5 1 5 2 1 0 9 5B z e f m m? ? ? ? ? ? ? ? 39。1 2 1 0 0 , 0 . 2 1 9d d m m C B m m? ? ? ? ?， mmD 5 0)(1 8 01 ????? ， mmdDD )( 110 ???? mmdDd )( 110 ????? 100 ,L B mm?? 五 . 動力設計 主軸剛度驗算 選定前端懸伸量 C，參考《機械裝備設計》 [1]P121，根據(jù)主軸端 部的結(jié)構(gòu)，前支承軸承配置和密封裝置的型式和尺寸，這里選定 C=120mm. 中 北大學課程設計說明書 13 主軸支承跨距 L的確定 根據(jù)《金屬切削機床》 [5]表 106 前軸頸應為 60～ 90mm。初步選取 1d ＝ 2d ＝（ ～ ） 1d ，取 2d ＝ ，選前軸承為雙列圓柱滾子軸承 3182118型，后軸承為圓柱滾子軸承 30216 型。根據(jù)結(jié)構(gòu)，定懸伸長度 a＝ 120mm。 求軸承剛度 主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩（未考慮機械效率） T= mNmNnP ????? 6 22 0 5 5 09 5 5 0 切削力： NNFC 1 8 6 2 ?? 背向力： NFF cp ?? 故總此作用力： F= . 4 4 622 NFF pC ?? 此力主軸頸和后軸頸個承受一般，故主軸端受力為 F/2=。 在估算時，先假設初值 l/a=3,l=3? 120=360mm。前后支承的支反力 AR 和 BR : NNlaFRNNl alFRBA ?????????? 根據(jù)式（ 10－ 6）可求出前、后軸承的剛度： mNK A ?/1624? 。 mNK B ?/1256? 求最佳跨距 6162 4 ??BAKK 初 步 計 算 時 ， 可 假 定 主 軸 的 當 量 外 徑 ed 為 前 、 后 軸 承 頸 的 平 均 值 ，mmmmd e 852/)8090( ??? 。故慣性矩為： 6 3 1 3 3 4)0 4 8..00 8 (6381134844??? ????????????aKEImIA? 查線圖 ?al 。計算出的 al /0 與原假定不符。經(jīng)過反復驗算得 al /0 仍接近 。中 北大學課程設計說明書 14 可以看出，這是一個迭代過程， al /0 很快收斂于正確值。最佳跨距 mml ??? 。 齒輪校驗 在驗算算速箱中的齒輪應力時，選相同模數(shù)中 承受載荷最大，齒數(shù)最小的齒輪進接觸應力和彎曲應力的驗算。這里要驗算的是齒輪 3，齒輪 9，齒輪 13 這三個齒輪。 齒輪 3的齒數(shù)為 28，模數(shù)為 4，齒輪的應力： 1）接觸應力： 11tH H EKF u ZZbd u? ?? ? ? u大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比； HZ 區(qū)域系數(shù)； EZ 彈性影響系數(shù)； K載荷系數(shù)； tF 圓周力。 查《機械設計》 [4]表 104 及圖 108及表 102分布得 1 .1 5 , 1 .2 0 。 1 .0 5 , 1 .2 5H B F B v Ak k k k? ? ? ? 假定齒輪工作壽命是 48000h。 最終確定 ：接觸應力 ?H? 接觸疲勞強度校核 H? ≤ [ H? ]滿足 2）彎曲應力： 在驗算變速箱中的齒輪強度時，選用模數(shù)中承載最大的，齒數(shù)最小的齒輪進行接觸和彎曲疲勞強度驗算。 一般對高速傳動齒輪主要驗算接觸疲勞強度，對于低速傳動齒輪主要驗算彎曲疲勞強度，對硬齒面軟齒芯淬火齒輪，一定要驗算彎曲疲勞強度。 bm YYKT SaFaF 12?? FaY ―――齒型系數(shù)； SaY ―――應力校正系數(shù) . ○ 1 校核 a傳動組齒輪 校核齒數(shù)為 28的即可，確定各項參數(shù) 1）由于 5 .2 8 , 8 0 0 / m inP kw n r??，則： 6 6 49 . 5 5 1 0 / 9 . 5 5 1 0 5 . 2 8 / 8 0 0 6 . 3 1 0T P n N m m? ? ? ? ? ? ? ? ? 計算可知： 2 / 2 63 00 0 / 11 2 11 25tF T d N? ? ? ? 2）由公式 ? ?6 ~ 1 0 ,mmB m m???? 為 模 數(shù)， ? ?6 ~ 1 0 4 2 4 ~ 4 0b m m? ? ?取 30b mm? 。 3）計算圓周速度： 1 1 2 8 0 0 4 . 6 9 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dnv m