【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 300MPa σ Flim2=220MPa YN1=YN2=1 SF= Yx=1 [σ F1] =480 MPa [σ F2] =352 MPa H= mm \h= K= YFa1= YFa2= Ysa1= Ysa2= YF[1Ys[1[σ F1] = YF[2Ys[2[σ F1] = 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 12 / 33 YF[1Ys[1[σ F1] = = YF[2Ys[2[σ F1] = = 大齒輪的數(shù)值大，應(yīng)把大齒輪數(shù)據(jù)帶入公式計(jì)算 計(jì)算重合度系數(shù)，按式 718 計(jì)算得 Yε=+= 把以上數(shù)值代入公式計(jì)算得 m ≥ √2kT1YF[Ys[Yεφ^z12[σF]3 =√2242 = 由于齒輪的模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度，所以將計(jì)算出的數(shù)值按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)圓整為 m=2，再按接觸強(qiáng)度計(jì)算出的分度圓直徑 d1=76 mm 協(xié)調(diào)相關(guān)參數(shù)與尺寸為 Z1=^1m=762 =38 Z2=μZ1=438 = 152 這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的齒輪在保證滿足彎曲強(qiáng)度的前提下，取較多的齒數(shù)，做到結(jié)構(gòu)緊湊，減少浪費(fèi)，且重合度增加，傳動(dòng)平穩(wěn)。 6． 齒輪其他主要尺寸計(jì)算 分度圓直徑 d1=m Z1=238 = 76 mm d2=m Z2=2152 = 304 mm 齒頂圓直徑 da1= d1+2ha=76+22 = 80 mm da2= d2+2ha=304+2 2 = 308 mm 齒根圓直徑 df1=d12hf=762 3 = 70 mm df2=d22 hf=30423 = 298 mm 中心距 a=^1: ^22 =76:3042 =190 mm 齒寬 b2=φdd1=61 mm b1= b2+8=69 mm 7． 確定齒輪結(jié)構(gòu)形式和其他結(jié)構(gòu)尺寸，并繪制齒輪零件工作圖。 Yε= m = Z1=38 Z2= 152 d1= 76 mm d2== 304 mm da1=80 mm da2= 308 mm df1= 70 mm df2= 298mm a=190 mm b2=61 mm b1=69 mm 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 13 / 33 五、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 輸出軸設(shè)計(jì)（Ⅲ軸） 已知：輸出軸功率為 P 3 =，轉(zhuǎn)速為 45r/min,轉(zhuǎn)矩為 m,大圓柱齒輪的直徑為 304 mm，齒寬為 61mm。 選取軸的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），10650 M ,[ ] 59 M ,[ ] 98MbbbPaPaPa??????? 2. 按扭矩初算聯(lián)軸器處的最小直徑 先據(jù)表 122，按 45 鋼（調(diào)質(zhì)）取 A=112,則： dmin=A√p3n33 = mm 要使軸徑 d12與聯(lián)軸器軸孔相適應(yīng)，故選擇連軸器型號(hào) 查課本 P297,查 TA=, 設(shè)計(jì)扭矩： Tc=TA T3= .= m,查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 P298， 取 HL4 彈性柱銷聯(lián)軸器，額定扭矩為1250N m 其半聯(lián)軸器的孔徑 d =45mm,長(zhǎng)度為 L=112mm。 半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 L1=84 故取 LⅠ Ⅱ =82mm， 3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1）擬定軸的裝配方案如下圖： 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 14 / 33 （ 2）軸上零件的定位的各段長(zhǎng)度，直徑，及定位 1）為了定位半聯(lián)軸器， 12 軸右端有一軸肩，取 dⅡ Ⅲ=50mm, 軸承端蓋總寬度為 20mm，由于裝拆及添加潤(rùn)滑油的要求，軸承端蓋與外端面與半聯(lián)軸器右端面的距離 l=40mm，故 LⅡ Ⅲ =29+40=60mm擋圈直徑 D=65mm 2）選取軸承型號(hào)： 深溝球 軸承 6311 型號(hào)， d? D? T=55mm?120mm? 29mm所以取 dⅢ Ⅳ =dⅦ Ⅷ =55 mm 3）根據(jù)軸承采用軸肩定位，軸肩高度 h=5mm,選 dⅣ Ⅴ =60 mm 4）齒輪與右軸承間采用套筒定位，套筒直徑為 65mm, 齒輪的輪轂寬度 ( ~ )hsld? 故取 hl 為 48mm, 軸肩h,取 h=5mm,軸環(huán)處處的直經(jīng) dⅤ Ⅵ =65mm,LⅤ Ⅵ ,取 LⅤ Ⅵ =7mm, 5)取箱體 —— 小圓錐齒輪的中心線為對(duì)稱軸， LⅣ Ⅴ =57mm LⅦ Ⅷ =29+10=39 mm 6)取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離 a=16mm，錐齒輪與圓柱齒輪之間的距離 c=20mm（參見(jiàn)圖 1221）?？紤]到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)。應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離 s，取 s=8mm（參見(jiàn)圖 1221），已知深溝球軸承寬度 B=29mm,大錐齒輪輪彀長(zhǎng) L=30mm 則 LⅢ Ⅳ =B+S+a+(6157)=57 mm LⅥ Ⅶ =L+a+c+sLⅤ Ⅵ =67 mm 至此，已初步確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。 （ 5） 軸上零件的周向定位。齒輪，半聯(lián)軸器與軸的周向定位獨(dú) 采 用 平 鍵 連 接 。 按 d45 由 查 表 41 得 平 鍵 截 面mmmmhb 1118 ??? ，鍵槽長(zhǎng)為 56mm，同時(shí)為了保證齒輪與軸承配合有良好的對(duì)中性，選擇齒輪輪彀與軸的配合為 H7/m6（直徑為 60，處于 50250 之間）；同樣，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為 mmmmmm 56919 ?? ,半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/ m6 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 15 / 33 公差說(shuō)明： k6 滾動(dòng)軸承和聯(lián)軸器與軸的周向定位是由過(guò)度配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。 由前面的軸的計(jì)算知： （ 1） ? 45 的軸段與聯(lián)軸器相連 對(duì)于 k6，根據(jù)查表 34得：下偏差 ei=0 查表 3 2 標(biāo)準(zhǔn)公差的數(shù)值查得： IT6=13m? 所以：下偏差 es=ei+IT=0+13=+13 m? =+ （ 2） 55? 的軸段與軸承相連選擇 m6 根據(jù)表 34得：下偏差 ei=+11 m? =+ 查表 3 2 標(biāo)準(zhǔn)公差的數(shù)值查得： IT6=13m? 所以：下偏差 es=ei+IT=+11+13=+24 m? =+ （ 3） 60? 的軸段與 齒輪輪彀配合 同理可 得： 該處 的軸 的上 下偏 差為 ： +、+ （ 6） 確定軸上圓角和倒角尺寸。 低速軸的參數(shù)值 表 低速軸的參數(shù)值 軸的參數(shù) 參數(shù)符號(hào) 軸的截面（ mm） Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ 軸段長(zhǎng)度 L 80 60 57 57 7 67 39 軸段直徑 d 45 50 55 60 65 60 55 軸肩高度 h — 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 — 1）齒輪上的作用力的大小 α = 200 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 16 / 33 Ft=2020T3^2 =3728 N Fr=Fttanα=1357 N 利用受力平衡和彎矩平衡可列平衡方程如下： 0)( 332121 ??? ?? LFLLF FFFrr 得： F1=839 N F2=518 N 顯然水平方向不收彎矩，下面計(jì)算垂直方向的彎矩： T=F1L2=51179 N mm 3）畫(huà)彎矩 扭矩 圖： 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 17 / 33 載荷分布如下 : 低速軸上的載荷分布 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 0?NHF Fnv1=839 N FNv2=518 N 彎矩 M 0?NHM Mv=51179 N mm 總彎矩 Mv=51179 N mm 扭矩 T T=566630 N mm 按彎扭校核軸的疲勞強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 18 / 33 （即危險(xiǎn)截面 C）的強(qiáng)度。由計(jì)算公式得， ? ?221 ?? ?? IIcaMTW 式中： ?ca — C 截面的計(jì)算應(yīng)力 （ MPa) ? — 折合系數(shù)，該低速軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，故根 據(jù)文獻(xiàn) 1 中 P290 應(yīng)取折合系數(shù) ?? W — 抗彎截面系數(shù)（ mm3），根據(jù)文獻(xiàn) 8中 P142 知： 1 6 0 3VIV3 NW ???? ?π σca = √M12:αTⅡ2W =√511792:566630221600 = 前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)文獻(xiàn) 1表 121查得： MPa180][ 1 ??? ，因此 1[]????ca ，故安全。 （ 1）判斷危險(xiǎn)截面。截面 A， II， III， B 只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過(guò)渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭矩強(qiáng)度較為寬裕地確定的，所以截面 A， II， III， B 處均將無(wú)須校核。從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面 IV 和 V 處過(guò)盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來(lái)看，截面 C 上的應(yīng)力最大。截面 V 的應(yīng)力集中的影響和截面 IV 的相近，但截面 V 不受扭矩作用，同時(shí)軸頸也較大，故不必作強(qiáng)度校核。截面 C 上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大（過(guò)盈配合劑鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且 這里軸的直徑最大，截面 C 也不必校核。截面VI和 VII 顯然更不必校核。由于機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過(guò)盈配合的小，因而該軸只需校核截面 IV 左右兩側(cè)即可。 （ 2） 截面 IV左側(cè)， 由公式知： 抗彎截面系數(shù) 333 166 . 1d W mm???? 抗扭截面系數(shù) 33 33