【文章內(nèi)容簡介】 得 取齒形系數(shù) 1FY =, 2FY = ⑤ 查 [5]中 73 頁圖 89得 取應(yīng)力校正系數(shù) 1SY =, 2SY = ⑥ 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 查 [5]中圖 811 得 小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 σ Flim1=220MPa。大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 σ Flim2=170MP 查 [5]中圖 811 取彎曲疲勞壽命 系數(shù) YN1= YN2=1， 查 [5]中表 820 取彎曲疲勞安全系數(shù) S= 則 [?F 1]= SY FN ? 1lim1 =?=176 MPa [?F 2]= SY FN ? 2lim2 =?=136 MPa 2） 校核 計(jì)算 ?? YYYmbdKT SFnF 11 11 2?= ?????? ??? MPa ??????? 222 FSF SFF YY YY ?? MPa 因 ][ 11 FF ?? ? ， ][ 22 FF ?? ? 故彎曲強(qiáng)度足夠。 二 、 圓柱齒輪傳動(dòng)參數(shù)表 各級(jí)大齒輪、小齒輪幾何尺寸和參數(shù)的計(jì)算結(jié)果如下表 表 25 圓柱齒輪傳動(dòng)參數(shù)表 名稱 代 號(hào) 單 位 高速級(jí) 小齒輪 大齒輪 中心距 a mm 160 傳動(dòng)比 i 4 西 南 科 技 大 學(xué) 機(jī)械設(shè) 計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 14 模數(shù) mn mm 2 端面壓力角 ? 176。 20 嚙合角 ? ′ 176。 20 齒數(shù) z 32 128 分度圓直徑 d mm 64 256 節(jié)圓直徑 d′ mm 64 256 齒頂圓直徑 da mm 68 260 齒根圓直徑 df mm 59 251 齒寬 b mm 65 60 材料 45 45 熱處理狀態(tài) 調(diào)質(zhì) 調(diào)質(zhì) 齒面硬度 HBS 280 240 正常齒： ha * =1 C* = 減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 表 26 減速箱機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸 名稱 符號(hào) 減速器型式及尺寸關(guān)系 /mm 機(jī) 座壁厚 ? 8 機(jī) 蓋壁厚 1? 8 機(jī)座 凸緣厚度 b 12 機(jī)蓋 凸緣厚度 1b 12 機(jī) 座底凸緣厚度 2b 20 地腳螺釘直徑 fd 20 地腳螺釘數(shù)目 n 4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 1d 16 機(jī)蓋與座聯(lián)接螺栓直徑 2d 12 聯(lián)接螺栓 2d 的間距 l 180 軸承端蓋螺栓直徑 3d 10 窺 視孔蓋螺釘直徑 4d 7 定位銷直徑 d 16 fd 、 1d 、 2d 到外箱壁距離 1C 2 22 、 18 fd 、 2d 至凸緣邊緣距離 2C 2 16 軸承旁凸臺(tái)半徑 1R C2 凸臺(tái)高度 h 由結(jié)構(gòu)確定 西 南 科 技 大 學(xué) 機(jī)械設(shè) 計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 15 外箱壁至軸承座端面距離 1l 40 大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離 1? 10 齒輪端面與內(nèi)箱壁距離 2? 10 箱蓋、箱座肋厚 1m 、 m 7 軸承端蓋外徑 2D 1 112 軸承端蓋 凸緣厚度 t 10 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 S 145 軸的 設(shè)計(jì)及校 核 初步估算軸的直徑 在進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，應(yīng)首先初步計(jì)算軸的直徑。一般按受扭作用下的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算各軸的直徑，計(jì)算公式為 mmnPCd 3?， 式中： P— 軸所傳遞的功率， kw； n— 軸的轉(zhuǎn)速， r/min。 A— 由軸的需用切應(yīng)力所確定的系數(shù)。 由于減速器傳遞的功率不大，對(duì)其重量和尺寸也無特殊要求，故選擇常用材料 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查 教材表 132得 A=107～ 118，則 I 軸 31IInPCd ? = 3 ? = mm Ⅱ 軸32IIIInPCd ? = 3 ? = mm 將各軸圓整為 1d =30mm , 2d =45 mm。 聯(lián)軸器的選取 Ⅱ 軸 I段需要與聯(lián)軸器連接，為使該段直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，所以需要同時(shí)選用聯(lián)軸器，又由于本減速器屬于中小型減速器，其輸出軸與工作機(jī)的軸線偏移不大。其次為了能夠使傳送平穩(wěn)，所以必須使傳送裝置具有緩沖，吸振的特性。 因此 選用彈性 套 柱 銷聯(lián)軸器 IIAca TkT ?? ,由 [1]表 [1]查得：工作情況系數(shù) AK =,由 [6]表 85查得：選用 LT8型彈性 套 柱 銷聯(lián)軸器 ，其 主要參數(shù)為： 公稱轉(zhuǎn)矩 Tn=710N178。 m 軸孔長度 112mm(Y 型 ) 孔徑 1d =45mm 西 南 科 技 大 學(xué) 機(jī)械設(shè) 計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 16 表 27聯(lián)軸器外形及安裝尺寸 型號(hào) 公稱 扭矩 N178。 m 許用 轉(zhuǎn)速 r/min 軸孔 直徑 mm 軸孔長度 mm D mm 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 kg178。 m2 許用補(bǔ)償量 軸向 徑向 角向 LT8 710 3000 45 112 224 177。 10 初選軸承 I 軸選軸承為： 6007； Ⅱ 軸選軸承為： 6010； 所選軸承的主要參數(shù)如 表 28 表 28 軸承的型號(hào)及尺寸 軸承代號(hào) 基本尺寸 /mm 安裝尺寸 /mm 基本額定 /kN d D B dn Da 動(dòng)載荷Cr 靜載荷Cor 6007 35 62 14 41 56 6010 50 80 16 56 74 22 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（直徑，長度來歷） 一 低速軸的結(jié)構(gòu)圖 圖 22 低速軸結(jié)構(gòu)簡圖 根據(jù)軸向定位 可靠 要求，確定軸的各段直徑和長度 （ 1） I段與聯(lián)軸器配合 1d =45,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上取 1L =110。 （ 2） 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，Ⅱ段右側(cè)設(shè)計(jì)定位軸肩，由表 712[3]氈圈油封的軸頸取 IId =48mm,由軸從軸承孔端面伸出 1520mm,由結(jié)構(gòu)定取 IIL =45mm。 (3）軸肩Ⅲ為非定位軸肩初選深溝 球軸承 ，取 IIId =50mm 西 南 科 技 大 學(xué) 機(jī)械設(shè) 計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 17 考慮軸承定位穩(wěn)定， IIIL 略小于軸承寬度加擋油環(huán)長度，取 IIIL =36mm。 (4)軸上 安裝齒輪的定位要求及箱體之間關(guān)系尺寸，取 IVd =53mm, IVL =58mm。 (5)軸肩 V為定位軸肩，直徑應(yīng)大于安裝于軸上齒輪內(nèi)徑 610mm,且保證⊿≥10mm ,取 Vd = 60mm， VL =8mm。 （ 6） VI 段 ，取 IVd =56 mm,考慮軸承軸安裝和 定位。取 VIL =10mm 圖 23 高 速軸結(jié)構(gòu)簡圖 (7)VII 右端為砂輪越程槽 ， VId =45mm , VIL =3mm (8)軸肩 VⅢ間安裝深溝 球軸承 6010, 取 VIIId =50mm， 根據(jù)箱體結(jié)構(gòu) 取 VIIIL =14 (9）低速 軸上齒輪、半聯(lián)軸器零件的軸向定位均采用平鍵連接。由表 41[6]查得齒輪與軸用 平鍵 l179。 b179。 h=45179。 16179。 10（ GB10952021） ,鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為63mm。同樣半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵 b179。 h=14179。 9，鍵長選擇 97。 軸端倒角 179。 45176。，各軸肩處圓角半徑 R=。 (10)高速軸類似 ,分別 l179。 b179。 h=50179。 12179。 8 V 帶 鍵 槽為 l179。 b179。 h=45179。 8179。 7 二、 高 速軸結(jié)構(gòu)圖 高速軸結(jié)構(gòu)確定 與低速軸相似并協(xié)調(diào)好兩軸跨距等問題 ,最終確定如圖23 所示 .(軸的具體確定也可參見如下 PPT.) 軸的校核 由于低速軸上所承受的轉(zhuǎn)矩最大，所以僅對(duì)低速軸按彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行校核計(jì)算。 西 南 科 技 大 學(xué) 機(jī)械設(shè) 計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 18 （ 1） 軸強(qiáng)度的校核計(jì)算 1） 低速軸計(jì)算圖如圖 24， 按垂直面 且去軸承中心為受力點(diǎn) 進(jìn)行校核。 將軸簡化為如下簡圖 圖 24 低速軸 軸的計(jì)算簡圖 （ 2）彎矩圖 根據(jù)上述簡圖，按垂直面計(jì)算各力產(chǎn)生的彎矩，做出垂直 面上的彎矩 VM 圖 （圖 25） 。 已知 IIT =, IIT ′ =? m，齒輪分度圓直徑 d=256mm,對(duì)于 6010 型軸承，取軸承中心為受力點(diǎn) ,得到做為簡支梁的軸的支撐跨距 L2 +L3 =57+58=115mm ?????? 1000256 dTF IIt ????? 0tgt ga ntr FF 在水平面上為 NNlllFRR rBHAH 232 ?? ?????? 在垂直平面上為 RAV= Nll lFRtBV 322 ????? 在水平面上，齒輪所在軸截面為 mmNmmNlRM AHH ?????? 0 7 4 7 431 在垂直平面上，齒輪所在軸截面為 mmNmmNlRM AVV ??????? 531 4 0 3 合成彎矩，齒輪所在 軸截面為 mmNmmNMMM VH ???????? 52221211 3 9 0 0 0 7 4 3 從軸的結(jié)構(gòu)以及扭矩圖中可以看出截面 C是危險(xiǎn)截面，現(xiàn)將計(jì)算出的截面 C 處的彎矩值列下表 表 29 截面 C 彎矩值數(shù)據(jù)表 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F Ft = Fr = 彎矩 mmNM H ?? 0 7 4 31 mNM V ??? 51 總彎矩 mmNM ??? 51 扭矩 T TII =178。 mm 西 南 科 技 大 學(xué) 機(jī)械設(shè) 計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 19 （ 3） 扭矩圖 圖 25 軸的載荷分析圖 （ 4） 校核軸的強(qiáng)度 因齒輪所在軸截面彎矩大，同時(shí)截面還作用有轉(zhuǎn)矩，因此此截面為危險(xiǎn)截面。其抗彎截面系數(shù)為 3335 mmdW ???? 抗扭截面系數(shù)為 mmWW T ?? 彎曲應(yīng)力為 MP aMP aWMb 51 ????? 扭剪應(yīng)力為 MP aMP aW TIIT ???? 按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，對(duì)于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的軸，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，故取折合系數(shù) ?? ，則當(dāng)量應(yīng)力為? ? ? ? MP aMP abe 2222 ??????? ???? 西 南 科 技 大 學(xué) 機(jī)械設(shè) 計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 20 由 [5]表 826 查得 45剛調(diào)質(zhì)處理抗拉強(qiáng)度極限 MPab 650?? ，由表 832用插值法查得軸的許用彎曲應(yīng)力 ? ? MPab 601 ?? ， ? ?be 1???? ，強(qiáng)度滿足要求 軸承的 壽命計(jì)算 （ 1） 低速軸軸承壽命計(jì)算 1） 預(yù)期壽命 從減速器的使用壽命期限考慮，軸承使用期限為 8年（年工作日為 250 天）。 預(yù)期壽命 Lh39。=8179。 250179。 16=32021h=179。 410 h 2） 壽命驗(yàn)算 ① 軸承所受的 載荷 Ft = Fr = ② 由表 828查得