【文章內(nèi)容簡介】 ? 、 39。k? 、 39。HZ 等不必修正。 （ 3）計算大、小齒輪的分度圓直徑 33 39。 2 8 3 8 6 . 7 2 6c o s 39。 c o s 1 4 . 4 0 3nZmd m m? ?? ? ?。 44 39。 8 5 3 2 6 3 . 2 7 4c o s 39。 c o s 1 4 . 4 0 3nZmd m m? ?? ? ?。 （ 4）計算齒輪寬度 339。 1 6 6db d m m? ? ? ? ? 圓整后取 3 90B mm? ， 4 95B mm? 。 五 軸的設(shè)計計算 一、高速軸的設(shè)計 求作用在齒輪上的力 高速級齒輪的分度圓直徑為 d 1 mm? 112 2 8 7 5 4 2 33985 1 .7 6 1te TFNd ?? ? ? ta n ta n 2 0 3 3 9 8 1 2 7 5c o s c o s 1 4 2 1 39。 4 1 nr e teF F N??? ? ? ? ? ta n 33 98 ta n 13 .7 84 6ae teF F N?? ? ? ?。 選取材料 可選軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 計算軸的最小直徑，查表可取 0 112A? 3 31m i n 015 . 2 81 1 2 2 3 . 4 4576Pd A m mn? ? ? ? 應(yīng)該設(shè)計成齒輪軸，軸的最小直徑顯然是安裝連接大帶輪處，為使 dⅠ Ⅱ　 與帶 15 輪相配合，且對于直徑 100d mm? 的軸有一個鍵槽時，應(yīng)增大 5%7%，然后將軸徑圓整。故取 25d mm?Ⅰ Ⅱ　 。 擬定軸上零件 的裝配草圖方案 (見下圖 ) 根據(jù)軸向定位的要求，確定軸的各段直徑和長度 （ 1）根據(jù)前面設(shè)計知大帶輪的轂長為 93mm,故取 90L mm???? ? ，為滿足大帶輪的定位要求，則其右側(cè)有一軸肩，故取 32d mm?????? ? ，根據(jù)裝配關(guān)系，定35L mm?????? ? （ 2）初選流動軸承 7307AC，則其尺寸為 35 80 21d D B m m m m m m? ? ? ? ?，故 35d m m d????? ? ? ????????， ?????? 段 擋 油 環(huán) 取 其 長 為 , 則 mm?????? ? 。 （ 3） ?????? 段右邊有一定位軸肩，故取 42d mm?????? ? ，根據(jù)裝配關(guān)系可定100L mm?????? ? ， 為 了 使 齒 輪 軸 上 的 齒 面 便 于 加 工 ， 取5 , 4 4L L m m d m m??? ? ? ? ??? ? ??? ??? ? ???? ? ?。 （ 4）齒面和箱體內(nèi)壁取 a=16mm,軸承距箱體內(nèi)壁的距離取 s=8mm,故右側(cè)擋油環(huán)的長度為 19mm,則 42L mm??????? ? （ 5）計算可得 1 2 3104 .5 , 151 , 50. 5L m m L m m L m m? ? ?、 （ 6）大帶輪與軸的周向定位采用普通平鍵 C 型連接，其尺寸為10 8 80b h L mm mm mm? ? ? ? ?,大帶輪與軸的配合為 76Hr ，流動軸承與軸的周向定位是過渡配合保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為 m6. 求兩軸承所受的徑向載荷 1rF 和 2rF 帶傳動有壓軸力 PF (過軸線，水平方向 )， 1614PFN? 。 將軸系部件受到的空間力系分解到鉛垂面和水平面上兩個平面力系 圖一 16 圖二 圖三 [注 ]圖二中 aeF 通過另加彎矩而平移到 作用軸線上 圖三中 teF 通過另加轉(zhuǎn)矩而平移到指向軸線 ? ? 12 1 5 1 5 0 1 5 1 02r V a e r edF F F? ? ? ? ? ? ? 2 2163rVFN? 12r V re r VF F F? ? ?1824N 同理 17 2 853rHFN? 12 339 8 853 254 5r H te r HF F F N? ? ? ? ? 2 2 2 21 1 1 1 8 2 4 2 5 4 5 3 1 3 1r r V r HF F F N? ? ? ? ? 2 2 2 22 2 2 2 1 6 3 8 5 3 2 0 1 4r r V r HF F F N? ? ? ? ? 6 、求兩軸承的計算軸向力 1aF 和 2aF 對于 70000AC 型軸承，軸承的派生軸向力 ?? 8 8 313 1 212 8drF F N? ? ? ? ? 8 8 201 4 136 2drF F N? ? ? ? ? 21846 136 221 d dF F N F? ? ? ? ? 故2112 2 1 5 .2 , 1 3 6 9 .5 2a a dF N F F N? ? ? 求軸承的當(dāng)量動載 荷 1P 和 2P 對于軸承 1 112 2 1 5 .2 0 .7 0 0 .6 83131arFF ? ? ? 對于軸承 2 221 3 6 9 .5 2 0 .6 82021arFF ?? 查表可得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)分別為： 對于軸承 1 1 ? ， 1 ? 對于軸承 2 2 1X? ， 2 0Y? ? ? ? ?1 1 1 1 1 1 0 .4 1 3 1 3 1 0 .8 7 2 2 1 5 .2 3 2 1 0 .9 3 4P r aP f X F Y F N? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2 2 2 2 2 1 1 2 0 1 4 0 2 0 1 4P r aP f X F Y F N? ? ? ? ? ? 求該軸承應(yīng)具有的額定載荷值 因?yàn)?12PP? 則有 3 311 666 0 39。 6 0 5 7 6 2 8 3 0 0 53 2 1 0 . 9 3 4 2 4 9 9 3 . 11 0 1 0h rnLC P N C? ? ? ? ?? ? ? ? ? 18 故 7307AC 符合要求。 彎矩圖的計算 水平面： 1 853NHFN?,2 2545NHF ?N,則其各段的彎矩為： BC段： 由彎矩平衡得 M1 0NHFx? 853 ( 0 151 )M x x? ? ? ? CD段： 由彎矩平衡得 1 ( 15 1 ) 0 25 45 51 30 98 ( 15 1 20 1. 5 )NHM F x x M x x? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 853 151 128 803 .HM N m m N m m? ? ? ? 鉛垂面：1221 63 , 18 24 , 16 14 ,NV NV PF N F N F N? ? ?則其各段彎矩為： AB段： 則 0 161 4PM F x M? ? ? ? (0 )x?? 19 BC段： 則1 ( 10 4. 5 ) 0 54 9 22 60 34P NVM F x F x M x? ? ? ? ? ? ? ?( )x?? CD段： 則1 ( 1 0 4 .5 ) ( 2 5 5 .5 ) 0p NV r aM F x F x F x M? ? ? ? ? ? ? 1824 567555Mx? ? ? ( 306)x?? 做彎矩圖如下 20 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面 C 是軸的危險截面?，F(xiàn)將計 21 算出的截面 C 處的 HM 、 VM 及 M 的值列于下表 表 3 載荷 水平面 H 垂直面 V 支持力F 1 2545rHFN? 2 853rHFN? 1 1824rVFN? 2 2163rVFN? 彎矩 M 128803HM N mm?? 1 85765VM N mm?? 2 101523VM N mm?? 總彎矩 2 2 2 211 1 2 8 8 0 3 8 5 7 6 5 1 5 4 7 4 5HVM M M N m m? ? ? ? ? ? 2 2 2 222 1 2 8 8 0 3 1 0 1 5 2 3 1 6 4 0 0 3HVM M M N m m? ? ? ? ? ? 扭矩 T 1 87542T N mm?? 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面 (即危險截面 B )的強(qiáng)度。根據(jù)計算式及上表的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取 ?? ，軸的計算應(yīng)力 ? ? ? ?2222131 6 8 6 6 3 0 . 6 8 7 5 4 2 3 5 . 70 . 1 3 5Bc a aMT MPW ?? ? ? ?? ? ?? 前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表可得 ? ?1 60 aMP?? ? ，因此? ?1ca???? ，故安全。 1鍵的選擇和校核 高速軸上與大帶輪相配合的軸上選擇鍵連接，由于大帶輪在軸端部，故選用單圓頭平鍵（ C型） 根據(jù) 35d mm? ，從表 61中查得鍵的截面尺寸為：寬度： 10 ,b mm? 高度：8h mm? ,由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長為： 80L mm? 鍵、軸承和輪轂材料都為鋼查表可得 ? ? 120 ~ 150PaMP? ? 22 取其平均植， ? ? 135PaMP? ? 鍵的工作長度 8 0 5 7 52bl L m m? ? ? ? ? 鍵和輪轂鍵槽的接觸高度 8 4k h mm? ? ? ? 則 ? ?42 2 8 . 7 5 4 1 0 1 7 . 04 7 5 3 5P a PT MPk ld????? ? ? ???，故合適。 所以選用：鍵 C 10 8 80m m m m m m?? GB/T 10962021 1確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 ，各軸肩處圓角半徑為 2。 二、中間軸的設(shè)計 求作用在齒輪上的力 因?yàn)楦咚佥S的小齒輪與中速軸的大齒輪相嚙合，故兩齒輪所受的 teF 、 reF 、 aeF都是作用力與反作用力的關(guān)系，則大齒輪上所受的力為 1 3398teFN? 1 1275reFN? 1 846aeFN? 中速軸小齒輪上的三個力分別為 2 3944teFN? 2 1482reFN? 2 1013aeFN? 選取材料 可選軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 計算軸的最小直徑，查表可取 0 112A? 3 32m i n 025 . 0 71 1 2 3 7 . 4 41 3 5 . 7 5 3Pd A m mn? ? ? ? 軸的最小直徑顯然是安裝軸承處，為使軸承便于安裝，且對于直徑 100d mm?的軸有一個鍵槽時，應(yīng)增大 5%7%，然后將軸徑圓整。故取 40d mm?Ⅰ Ⅱ　 。 擬定軸上零件的裝配草圖方案 (見下圖 ) 根據(jù)軸向定位的要求，確定軸的各段直徑和長度 （ 1）初選滾動軸承 7008AC,則其尺寸為： 40 68 15 .d D B m m m m m m? ? ? ? ? 23 故 40 .d mm???? ? 用擋油環(huán)定位軸承，故 21 ,L mm???? ? ????段右邊有一定位軸肩，故 48 .d mm?????? ? 低速級小齒輪與箱體內(nèi)壁距離為 16mm ,與箱體內(nèi)壁距離為 8mm ，故左邊擋油環(huán)長為 24mm ，則 20 .L mm?????? ? （ 2）低速級小齒輪輪轂為 95mm ，即 95 .IVL mm???? ? 取兩齒面的距離為 8mm ，即 VL mm? ? （ 3 ） 右 邊 也 用 擋 油 環(huán) 定 位 軸 承 和 低 速 級 大 齒 輪 ， 故21 , 26. 5V II V III V I V IIL m m L m m????。 V VI? 段軸長略短與其齒輪轂長，又轂長為55mm ，故取 51 .V VIL mm? ?