【文章內容簡介】 TF SY lim][ ?? ? 得 MP aMP aSY FHNTF ][ 1l im11 ???? ?? MP aMP aSY F HNTF ][ 2lim22 ???? ?? 由表《彈性系數 ZE》查得彈性系數 MPaZ E ? 故? ? ? ?? ?M P aM P aubduKTZHEH94624211???????????? ?? σH1＜ [σH] 2，齒面接觸疲勞強度校核合格。 驗算齒輪的圓周速度 v smndV / 1 ?? ????? ? 由表《常用精度等 級齒輪 的加工方法》 可知選 8 級精度是合適的。 幾何尺 寸計 算 （ 1）分度 圓 直 徑 mmmmzmd n os os 11 ????? ? mmmmzmd n os os 22 ????? ? （ 2） 齒頂圓 直 徑 齒頂 高 ha=mn= d a1＝ d1＋ 2h a＝ 51＋ 2=56mm d a2＝ d2＋ 2h a＝ 229＋ 2=234mm （ 3）齒根圓直徑 齒根高 h f＝ ＝ = d f1＝ d1－ 2h f＝ 51－ 2= V＝ d1＝ 51mm d2＝ 229mm ha= d a1＝ 56mm d a2＝ 234mm h f＝ d f1＝ 揚州工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 第 15 頁 d f2＝ d2－ 2h f＝ 229－ 2= 全齒高 h=ha＋ h f＝ += （ 4）標準中心距 a a=140mm （ 5）齒寬 b b1＝ 45mm b2＝ 40mm （三）兩軸的結構設計及從動軸的強度校核 從動軸 的 設計 及 強 度校核 （ 1）受力分析 圓 周力： NdTF t 45 5222 ????? 徑向 力： Fr2= Ft2tanα=4556 tan20176。=1658N （標準的法向嚙合角 α=20176。） 軸向力： Fa2= Ft2tanβ=4556 tan14176。8’=1257 N （ 2） 選擇軸 的材料，確定 許 用 應 力 由已 知條 件知 減 速器的功率 屬 中小功率， 對 材 料無特 殊要求，故 選用 45 鋼 并 經調質處 理。由表 《 軸 的常用材料及部分機械性能》查 得強 度極限 σb＝ 650MPa,再由表《軸的許用彎曲應力》得許用彎曲應力 [σ1b] ＝ 60MPa。 （ 3）按扭矩 強 度估算 軸徑 根據表《常用材料的 [τ ]值和 C值》查得 C=107～ 118。 又由式 3nPCd?得： mm～～nPCd )( )118107( 3322m i n ??? 考 慮 到 該軸 段上 開 有 鍵槽 ，故 將 估算直 徑 加大 3%～ 5%，取為～ 。由設計手冊取標準直徑 d=40mm （ 4） 設計軸 的 結 構 由于 設 計 的是 單級減 速器， 可將齒輪 布置在箱體 內 部中央， 將軸 承 對稱安裝 在 齒輪兩側，軸 的外伸端安 裝開 式 齒輪。 1）確定 軸 上零件的位置和固定方式 要確定 軸 的 結 構形 狀 ，必 須先 確定 軸 上零件的 裝配順 序和固定d f2＝ a=140mm b1＝ 45mm b2＝ 40mm Ft2=4556N Fr2=1658N Fa2=1257 N d=40mm 揚州工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 第 16 頁 方式。 參考圖 如下 圖 1a)， 確定齒輪從軸 的右端 裝入 ， 齒輪 的左端 用軸 肩（或 軸環(huán) ）定位，右端用套筒固定。 這樣齒輪在軸 上的 軸向位置完全確定。 齒輪 的周向固定采用平 鍵連 接。 軸 承 對稱安裝 于齒輪 的 兩側， 其 軸 向 用軸 肩固定， 軸 向采用 過 盈配合固定。 2)確定各 軸 段的直 徑 如下圖 1a)，軸段 ① （外伸端）直徑最小， d1=40mm；考慮到要對安裝在 軸段 ① 上的開式齒輪進行定位，軸段 ② 上應有軸肩，同時為順利地在軸段 ② 上安裝軸承，軸段 ② 必須滿足軸承內徑的標準，故取軸段 ② 的直徑 d2為 45mm；用相同的方法確定軸段 ③ 、 ④ 、⑥ 的直徑 d3=50mm、 d4=60mm， d6=45mm；為了便于拆卸左軸承，可查出 6209 型滾動軸承的安裝高度為 ，取 d5=52mm。 3)確定各軸段的長度 齒輪輪轂寬度為 40mm，為保證齒輪固定可靠，軸段 ③ 的長度應略短于齒輪輪轂寬度，取 l3=38mm；為保證齒輪端面于箱體內壁不相碰，齒輪端面于箱體內壁間應留有一定的間距，取該間距，取該間距為 15mm；為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中（軸承寬度為19mm），并考慮軸承的潤滑，取軸承端面距箱體內壁的距離為5mm，所以軸段 l4=10mm、 l5=10mm、 l6=20mm,軸承支點距離l=98mm，根據箱體結構及開式齒輪距軸承蓋要有一定距離的要求，取 l2=97mm；根據開式齒輪的齒輪寬度，取 l1=100mm。 4)確定鍵槽的主要尺寸 在軸段 ① 、 ③ 上分別加工出鍵槽，使兩鍵槽處于軸的同一圓柱母線上，鍵槽的長度比相應的輪轂寬度小約 5～ 10mm，鍵槽寬度按軸段直徑查手冊得到。經查表《鍵的主要尺寸》得到： 鍵槽 1 的鍵寬 b 為 14mm，鍵高 h 為 9mm，鍵長 L 為 30mm。 鍵槽 2 的鍵寬 b 為 12mm，鍵高 h 為 8mm，鍵長 L 為 90mm。 5）選定軸的結構細節(jié)，如倒角、圓角、退刀槽等的尺寸。 按設計結果畫出軸的結構草圖（見圖 1a） （ 5）按彎扭合成強度校核軸徑 1）畫出軸的受力圖（圖 1b）。 d1=40mm d2=45mm d3=50mm d4=60mm d5=52mm d6=45mm l1=100mm l2=97mm l3=38mm l4=10mm l5=10mm l6=20mm 鍵 14930 鍵 12890 揚州工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 第 17 頁 2）作水平面內的彎矩圖（圖 1c）。 支點反力為： NNFFF tHBHA 227 82455 62 2 ???? Ⅰ Ⅰ 截面處的彎矩為： mmNmmNM H ????? 1116222982278Ⅰ Ⅱ Ⅱ 截面處的彎矩為： M HⅡ =227829Nmm= 66 062Nmm 揚州工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 第 18 頁 圖 1 3）作垂直面內的彎矩圖（圖 1d） 支點反力為： NNl dFFF arVA 354982 72165 822 22 ????????? FVB=Fr2FVA =1658()= 2021N Ⅰ Ⅰ截面左 側彎 矩 為： mmNmmNlFM VAV ????????? 173462983542Ⅰ左 Ⅰ Ⅰ截面右 側彎 矩 為： mmNmmNlFM VBV ??????? 9858829820212Ⅰ右 Ⅱ Ⅱ截面 處 的 彎 矩 為： M VⅡ = FVB29=202129= 58 348Nmm 4）作合成彎矩圖（圖 1e） 22 VH MMM ?? Ⅰ Ⅰ 截面： mmNmmNMMM H ⅠⅥ????????11296011162217346 2222 ）（）（左Ⅰ左 mmNmmNMMM H ⅠⅥ???????14 89 2011 16 2298 58 8 2222 ）（）（右Ⅰ右 Ⅱ Ⅱ 截面： mmN mmNMMM H ⅡⅦⅡ ?? ????? 88139 66062583482222 ）（）（ 5）作轉矩圖（圖 1f） T= 420 295Nmm 6）求當量彎矩 因減速器雙向運轉，故可認為轉矩為脈動循環(huán)變化，修正系數α為 。 Ⅰ Ⅰ截面： 揚州工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 第 19 頁 mmNmmNTMM Ⅰe Ⅰ????????29 28 6542 02 89 20 2222 ）（）（）（右 ? Ⅱ Ⅱ截面： mmN mmNTMM Ⅱe Ⅱ ?? ?????? 267125 2222 ）（）（）（ ? 7)確定危險截面及校核強度 由圖 1 可以看出，截面 Ⅰ Ⅰ 、 Ⅱ Ⅱ 所受轉矩相同，但 彎矩 M eⅠ ＞ M eⅡ ，且軸上還有鍵槽，故截面 Ⅰ Ⅰ 可能為危險截面。但由于軸徑 d3＞ d2，故也應對截面 Ⅱ Ⅱ 進行校核。 Ⅰ Ⅰ截面： MP adWM eⅠeⅠ 333 ?????? Ⅱ Ⅱ截面： MP adWM eⅡeⅡ 332 ?????? 查表《軸的許用彎曲應力》得 [σ1b]=60MPa，滿足 σe≤[σ1b]的條件，故設計的軸有足夠強度，并有一定裕量。 （ 6）修改軸的結構 因所設計軸的強度裕度不大，此軸不必再作修改。 主動軸的設計 （ 1） 選擇軸 的材料，確定 許 用 應 力 由已 知條 件知 減 速器的功率 屬 中小 功率， 對 材 料無特 殊要求，故 選用 45 鋼 并 經調質處 理。由表 《 軸 的常用材料及部分機械性能》查 得強 度極限σ B＝ 650MPa,再由表《 軸 的 許 用 彎 曲 應 力》得 許 用 彎曲 應 力 [σ 1b] ＝ 60MPa。 （ 2）按扭矩 強 度估算 軸徑 根據表《常用材料的 [τ ]值和 C值》查得 C=107～ 118。 又由式 3nPCd?得： 揚州工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 第 20 頁 mm～～nPCd )(97 )11 810 7( 3322mi n ??? 考 慮 到 該軸 段上 開 有 鍵槽 ，故 將 估算直 徑 加大 3%～ 5%，取 為～ 。由設計手冊取標準直徑 d=25mm （ 3）設計軸的結構 由于設計的是單級減速器，可將齒輪布置在箱體內部中央，將軸承對稱安裝在齒輪兩側，軸的外伸端安裝聯(lián)軸器。 1）確定軸的固定方式 要確定 軸 的 結 構形 狀 ，必 須先 確定 軸 上零件的 裝配順 序和固定方式。 參考圖 如下 圖 2)， 軸 的左、右端 用軸 肩（或 軸環(huán) ）定位。這樣 小 齒輪軸 向位置完全確定。 2)確定各軸段的直徑 如下圖 2，軸段 ① （外伸端）直徑最小， d1=25mm；考慮到要對安裝在軸段 ① 上的聯(lián)軸器進行定位，軸段 ② 上應有軸肩，同時為順利地在軸段 ② 上安裝軸承，軸段 ② 必須滿足軸承內徑的標準，故取軸段 ② 的直徑為 d2=30mm；由于小齒輪 ④ 的 齒頂圓直徑為，即 d4=；用相同的方法確定軸段 ⑥ 的直徑d6=30mm；為了便于拆卸左右軸承，可查出 6206 型滾動軸承的安裝高度為 3mm，取 d3=d5=36mm。 3)確定各軸段的長度 小齒輪輪轂寬度為 45mm，則軸段 ④ 的長度取 l4=45mm；為保證小齒輪端面與箱體內壁不相碰，齒輪端面于箱體內壁間應留有一定的間距，根據從動軸的齒輪與箱體間的距離，取該間距為；為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中（軸承寬度為 16mm），并考慮軸承的潤滑，取軸承端面距箱體內壁的距離為 5mm，所以軸段 l3=l5=、 l6=16mm,軸承支點距離 98mm，根據箱體結構及聯(lián)軸器距軸承蓋要有一定距離的要求，取 l2=75mm；查閱有關聯(lián)軸器手冊取 l1=60mm。 4)確定鍵槽的主要尺寸 在軸段 ① 上加工出鍵槽，鍵槽的長度比相應的輪轂寬度小約d=25mm d1=25mm d2=30mm d3=36mm d4= d5=36mm d6=30mm l1=60mm l2=75mm l3= l4=45mm l5= l6=16mm 鍵 8750 揚州工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 第 21 頁 5～ 10mm，鍵槽寬度按軸段直徑查手冊得到。經查表《鍵的主要尺寸》得到： 鍵槽 3 的鍵寬 b 為 8mm，鍵高 h 為 7mm，鍵長 L 為