【文章內容簡介】 查表 82 得 ?LK 則 ? ? ? ? ????????? Lca KKPP PZ ?取 Z=5 確定 V 帶張緊力 由教材表 83得： A 型 V 帶單位長度質量為 q=? ? ? ? ? ? NqvZvK PKF ca 22m i n ????? ?????????? ? ?應使實際初拉力 ? ?min00 FF ? 確定軸上的載荷 壓軸力最小值為： ? ? NFZF i i n2)( m i n0m i np ?????????? ? 主要設計結果 （ 1)小帶輪材料：選用鑄鐵 HT150。 （ 2)小帶輪結構尺寸：結構形式采用整體式，內孔直徑 d=38mm。 （ 3)大帶輪結構尺寸： 10 初算大帶輪孔徑：由公式3110 nPAd? 可初步計算大帶輪孔徑。 初算輸入軸材料為 45 鋼，調質處理，去 1100 ?A ，則減速器輸入端軸的最小直徑 mmnPd 33 11m in ???? 取 mmd 251 ? ，即大帶輪孔徑 mmd 25?大孔 圖 32 即大帶輪結構圖 圖 32 大帶輪的結構圖 高速級齒輪傳動設計 已知條件：輸入功率 ?P KW，小齒輪轉速 min/14501 rn ? ，齒數比 u=，電動機驅動，工作壽命 15年（每年工作 300 天），兩班制工作，轉向不變。 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數 (1) 按圖 11所示傳動原理圖，選用直齒圓柱齒輪傳動 。 (2) 切斷機為一般工作機器，轉速不高，故選用 7級精度（ GB1009588） 。 (3) 由 教材表 101 可知，選擇小齒輪材料為 40Cr（調質），硬度為 280HBS；大 11 齒輪材料為 45 鋼（調質），硬度為 240HBS。二者材料硬度差為 40HBS。 (4) 選定小齒輪齒數為 241?Z ，則大齒輪齒數 ???Z 。 按齒面接觸強度設計 由教材公式（ 109a）試算 即 ? ?3 211 ???????????HEdtZuuKTd ?? (1) 確定公式內各計算數值 1) 試選載荷系數 ?tK 2）計算小齒輪傳 遞的轉矩 mmNmmNn PT ????????? 451 151 。 3）由教材表 107選取齒寬系數 1?d? 。 4）由教材表 106可知材料的彈性影響 9 MPaZ E ? 。 5）由教材圖 (1021d)的：小齒輪的接觸疲勞強度極限 MPaH 6001lim ?? ；大齒輪的接觸疲勞強度極限 MPaH 5502lim ?? 。 6）由教材式 613計算應力循環(huán)次數 ? ? 911 4 5 06060 ?????????? hjLnN 992 ????N 7)由教材圖 1019取接觸疲勞壽命系數 ?HNK ， ?HNK 8）計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為 1%，安全系數 S=1，由教材是 1012得 ? ? MP aMP aSK HNH ???? ?? ? ? MP aMP aSK HNH ???? ?? ??9 (2) 計算 1）試算小齒輪分度圓直徑 td1 ，帶入 ? ?H? 中較小值 ? ?3211 ???????????HEdtZuuKTd ?? 12 mmmm 3 24 ??????????? 2）計算圓周速度 v smsmndv t /?? ????? ?? 3）計算尺寬 b mmmmdb td ????? ? 4）計算齒寬與齒高之比 b/h。 模數 mmmmzdm tt ??? 齒高 mmmmmh t 5 6 2 ???? ??hb 5）計算載荷系數。 根據 v=， 7 級精度，由圖 108得 ?K ； 直齒輪， 1?? ?? FH KK ； 由教材表 102 查得使用系數 1?AK ； 由教材表 104用插值法查得 7級精度、小齒輪相對支承非對稱布置是， ??HK 由 ?hb ， ??HK 查教材圖 1013得 ??FK ，故載荷系數 ????????? ?? HHVA KKKKK 6）按實際的載荷系數校正所得的分度圓直徑，由教材 式 （ 1010a） 得： mmKKddtt 3311 ???? 7）計算模數 m。 mmmmZdm ??? 按齒根彎曲強度設計 由教材式（ 105）得彎曲強度的設計公式為 13 ? ?3 21 12 ????????? F SaFad YYZKTm ?? （ 1）確定公式內的各計算數值 1）由 教材 圖 1020c 查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 a5001 MPFE ?? ；大齒輪的彎曲強度極限 a3802 MPFE ?? ； 2）由 教材 圖 1018 取彎曲疲勞壽命系數 ?FNK , ?FNK 。 3)計算彎曲疲勞許用應力。 取彎曲疲勞安全系數 S=，由式（ 1012）得 ? ? MP aaSK FEFNF ???? ?? ? ? MP aaSK FEFNF ???? ?? 4）計算載荷系數 K。 1 .5 1 21 .3 511 .1 21KKKKK FFVA ?????? ?? 5）查取齒形系數。 由表 105 查得 1F ?a ； 2F ?a 。 6）查取應力校正系數。 由表 105 查得 1S ?a ； 2S ?a 7）計算大小齒輪的 ? ?FSaY?FaY 并加以比較。 ? ? 1 1F a 1 ???F SaY? ? ? 2 2F a 2 ???F SaY? 大齒輪的數值大。 （ 2）設計計算 2 4 ??? ????m mm 對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數 m大于有齒根彎曲疲勞強度計算的模數，由于齒輪模數 m的 大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數與齒數的乘積）有關，可取由彎 14 曲強度算得的模數 并就近圓整為標準值 m=2mm，按齒面接觸疲勞強度算得的分度圓直徑 ?d mm，算出小齒輪齒數 ??? mdZ 大齒輪齒數 ???Z 這樣設計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結構緊湊，避免浪費。 幾何尺 寸計算 （ 1）計算分度圓直徑 5622811 ???? mzd mm 350217522 ???? mzd mm （ 2）計算中心距 2032 350562 21 ????? dda mm （ 3）計算齒輪寬度 56561b 1 ???? dd? mm 取 2B =56mm, 1B =60mm 15 結構設計及繪制齒輪零件圖 圖 33 高速級齒輪傳動大齒輪結構圖 低速級 齒輪傳動設計 已知條件：輸入功率 ?P KW，小齒輪轉速 min/2321 rn ? ，齒數比 u=4，電動機驅動，工作壽命 15 年（每年工作 300 天），兩班制工作，轉向不變。 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數 (1) 按圖 11所示傳動原理圖，選用直齒圓柱齒輪傳動 。 (2) 切斷機為一般工作機器，轉速不高，故選用 7級精度（ GB1009588） 。 (3) 由教材表 101 可知，選擇小齒輪材料為 40Cr（調質），硬度為 280HBS；大齒輪材料 為 45 鋼（調質），硬度為 240HBS。二者材料硬度差為 40HBS。 (4) 選定小齒輪齒數為 241?Z ，則大齒輪齒數 964242 ???Z 按齒面接觸強度計算 由教材公式（ 109a）進行試算 即 ? ?3 233 ???????????HEdtZuuKTd ?? 16 (1) 確定公式內各計算數值 1) 試選載荷系數 ?tK 2）計算小齒輪傳遞的轉矩 mmNmmNn PT ????????? 552 251 9232 。 3）由教材表 107選 取齒寬系數 1?d? 。 4）由教材表 106可知材料的彈性影響 9 MPaZ E ? ??9 。 5）由教材圖 (1021d)的：小齒輪的接觸疲勞強度極限 MPaH 6003lim ?? ；大齒輪的接觸疲勞強度極限 MPaH 5504lim ?? 。 6）由教材式 613計算應力循環(huán)次數 ? ? 93 101 .0 0 2153008212326060 ?????????? hn jLN 994 ????N 7)由教材圖 1019取接觸疲勞壽命系數 ?HNK ， ?HNK 8）計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為 1%，安全系數 S=1，由教材是 1012得 ??9 ： ? ? MP aMP aSK HNH im33 ???? ?? ? ? MP aMP aSK HNH 52 ???? ?? (2) 計算 1）試算小齒輪分度圓直徑 td3 ，帶入 ? ?H? 中較 小值 ? ?3213 ???????????HEdtZuuKTd ?? 90 .38 3 25 ??????????? mmmm 2）計算圓周速度 v smsmndv t / 7/10 0060 23290 .38710 0060 33 ?? ????? ?? 3）計算尺寬 b 9 0 . 3 8 79 0 . 3 8 713 ????? mmdb td? mm 17 4）計算齒寬與齒高之比 b/h。 模數 mmmmzdm tt ??? 齒高 ???? mmmh t mm ??hb 5）計算載荷系數。 根據 v=， 7級精度，由圖 108得 vK =； 直齒輪， 1?? ?? FH KK ； 由教材表 102 查得使用系數 1?AK ； 由教材表 104 用插值法查得 7 級精度、小齒輪相對支承非對稱布置是，?HK = 由 ??hb ， ??HK 查教材圖 1013 得 ?FK =，故載荷系數 1 .4 9 7 ????????? ?? HHVA KKKKK 6）按實際的載荷系數校正所得的分度圓直徑，由教材是（ 1010a） mmKKddtt 3333 ???? 7）計算模數 m。 mmmmzdm ??? 按齒根彎曲強度設計 由教材式（ 105）得彎曲強度的設計公式為 ? ?3 23 32 ????????? F SaFad YYZKTm ?? （ 1）確定公式內的各計算數值 1）由圖 1020c 查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 5001 ?FE? MPa；大齒輪的彎曲強度極限 3802 ?FE? MPa； 2）由圖 1018 取彎曲疲勞壽命系數 ?FNK , ?FNK 。 18 3)計算彎曲疲勞許用應力。 取彎曲疲勞安全系數 S=，由式（ 1012）得 ? ? MP aaSK FEFNF ???? ?? ? ? MP aaSK FEFNF ???? ?? 4）計算載荷系數 K。 1 .4 1 81 .3 FFVA ?????? ?? 5）查取齒形系數。 由表 105 查得 3F ?a ； 4F ?a 。 6）查取應力校正系數。 由表 105 查得 3S ?a ； 4S ?a 7）計算大小齒輪的 ? ?FSaY?FaY 并加以比較。 ? ? 3 3F a 3 ???F SaY? ? ? 4 4F a 4 ???F SaY? 大齒輪的數值大。 （ 2）設計計算 2 5 ??? ????m mm 對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數 m大于有齒根彎曲疲勞強度 計算的模數，由于齒輪模數 m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數與齒數的乘積）有關 ??9 ，可取由彎曲強度算得的模數 并就近圓整為標準值 m=，按齒面接觸疲勞強度算得的分度圓直徑 ?3d ， 算出小齒輪齒數 ??? mdz 大齒輪齒數 1203044 ???z 這樣設計出的齒輪傳動，既滿足了齒面 接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強 19 度，并做到結構緊湊，避免浪費。 幾何尺寸計算 （ 1）計算分度圓直徑 9033033 ???? mzd mm 360312044 ???? mzd mm （ 2）計算中心距 2252 360902 43 ????? dda mm （ 3）計算齒輪寬度 90901b 3 ???? dd? mm 取 4B =90mm, 3B =94mm 結構設計及繪制齒 輪零件圖 圖 34 低速級齒輪傳動大齒輪結構圖 20 軸的設計與校核 軸是組成機械的主要零件之一。一切作回轉運動的傳動零件，都必須裝在軸上才能進行運動及動力的傳