【文章內(nèi)容簡介】 大齒輪的接觸疲勞強度極限 aH MP5502lim ?? ⑥ 由式 1013 計算應力循環(huán)次數(shù) ⑦ 由圖 1019 取接觸疲勞壽命系數(shù) 。 ⑧ 計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，由式 1012 得 1 l i m 11[ ] 1 .0 7 6 0 0 6 4 2HNH a aK M P M PS?? ? ? ? ? 2 l i m 22[ ] 1 . 1 2 5 5 0 6 1 6HNH a aK M P M PS?? ? ? ? ? （ 2）計算 1)試算小齒輪分度圓直徑，代入 []H? 中較小值。 ? ?2231 EtdHK T Zud u??????? ???? 2431 1 . 3 7 1 . 3 8 1 0 4 . 3 1 1 1 8 9 . 82 . 2 3 1 0 6 . 3 71 4 . 3 1 6 1 6td m m m m? ? ? ??? ? ????? 2）計算圓周速 度 ? 。 11 1 0 6 . 3 7 9 1 . 5 1 0 . 5 16 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0tdn mmss? ?? ?????? ＝ 3）計算齒輪寬 b 。 1 1 1 5 7 .4 9 1 0 6 .3 7dtb d m m m m?? ? ? ? ? 4）計算齒寬與齒高之比 bh 。 模數(shù) 111 0 6 . 3 7 3 . 5 530tt dm m m m mz? ? ? 齒高 2 .2 5 2 .2 5 3 .5 5 9 .0 5th m m m m m? ? ? ? 10 7 11 . 5bh ?? 5）計算載荷系數(shù)。 根據(jù) ?? ， 7 級精度，由書 10－ 8 圖表得動載荷系數(shù) ? ； 對直齒輪 1HFKK????； 由載荷狀態(tài)均勻平穩(wěn)查表得使用系數(shù) 1AK? ； 從課本表 104 中的軟齒面齒輪欄查得的小齒輪相對支承非對稱布置、 7 級精度時 ? ? ； 由 ? ， ? ? ，由圖 10－ 13 得 ? ? ；故載荷系數(shù) 1 1. 05 1 1. 42 9 1. 50 0A v F HK K K K K??? ? ? ? ? ? 6） tK 和 K 的數(shù)值相差較大，所以按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由公式得 3311 1 . 5 0 01 0 6 . 3 7 1 1 1 . 5 7 m m1 . 3ttKdd K? ? ? ? 7）計算模數(shù) m ： 111 1 1 . 5 7 3 . 7 1 930dm m m m mz? ? ? 按齒根彎曲強度設計 由彎曲強度的設計公式為 ? ?23 212 Fa SadFYYKTm z????? ???? (1) 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1）根據(jù)查表得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 1 500FE aMP? ? ；大齒輪的彎曲 強度 極限 2 380FE aMP? ? ； 2）由圖 10－ 18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 ? ， 2 ? ； 3）計算彎曲疲勞許用應力。 取彎曲疲勞安全系數(shù) ,FSS?? 由 ? ?F? 公式得 ? ?? ?1112220. 96 50 0 1. 05 38 0 285F N F EF a aF N F EF a aK M P M PSK M P M PS?????? ? ??? ? ? 4）計算載荷系數(shù) K 。 1 1 .0 6 1 1 .3 9 1 .4 7 3A v F FK K K K K??? ? ? ? ? ? 5）查取齒形系數(shù)。 由書表 10－ 5 并用差值法得 : 1 ? ， 2 ? 。 查取應力校正系 數(shù)。 由書表 10－ 5 并用差值法得 : 1 ? ， 2 ? 。 6）計算大、小齒輪的 ? ?Fa SaFYY? ，并加以比較。 ? ?? ?1112222. 52 1. 62 5 2. 15 6 1. 80 6 285Fa SaFFa SaFYYYY???????? 顯然大齒輪的數(shù)值大。 （ 2）設計計算 4322 1 . 4 7 3 7 1 . 3 8 1 0 0 . 0 1 3 6 6 3 . 1 71 3 0m m m m m? ? ?? ? ?? 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞計算 的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲所決定的承載能力，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(shù)與直徑的乘積）有 關，可取由彎曲強度算得的模數(shù) 并就近圓整為標準值 mm? ，按接觸強度算得的分度圓直徑 1 mm? ，算出小齒輪齒數(shù)： 11 1 1 1 .5 7 323 .5dz m? ? ? 大齒輪齒數(shù) ???z 幾何尺寸計算 (1)計算分度圓直徑 mmmzd mmmzd 11 ????? ????? (2)計算中心距 mmdda 2522 3921122 21 ????? (3)計算齒輪寬度 1 1 112 112db d mm mm?? ? ? ? 取 2 112B mm? ， 1 117B mm? 。 齒輪結(jié)構設計及繪制齒輪零件圖 （ 1）齒輪結(jié)構的設計計算 由于 *11 ( 2 ) ( 3 2 2 1 ) 3 .5 1 1 9 1 6 0ad z h m m m m m m m? ? ? ? ? ? ? ? *22 ( 2 ) ( 13 7 2 1 ) 3. 5 48 6. 5 50 0ad z h m m m m m m m? ? ? ? ? ? ? ? 所以小齒輪做成實心結(jié)構齒輪，大齒輪做成腹板式結(jié)構齒輪。 七 、軸、鍵、軸承的設計計算 布置圖如下（此圖主要表現(xiàn)軸的形狀，齒輪、鍵、鍵槽等和一些交線沒有畫出） 1P 、轉(zhuǎn)速 1n 和轉(zhuǎn) 矩 1T 。 由電動機的選擇可知： m1 n 1440n = 5 1 4 .2 9 r / m ini 2 .8帶＝ ＝ 求作用在齒輪上的力。 軸（ 高速級）的小齒輪的直徑 1 mm? ，有 圓周力 : 112 2 1 3 3 7 0 0 39616 7 . 5tdT N m mFNd m m??? ? ? 徑向力： ta n 25 70 ta n 20 14 42rtF F N N? ?? ? ? ? ? 在安裝從動帶輪處作用在軸上壓軸力： 1m i n 0 m i n 1 6 4 . 2( ) 2 ( ) s in 2 6 2 2 8 . 4 1 s in 2 7 1 4 . 9 022pF z F N N? ?? ? ? ? ? ? ? 據(jù)經(jīng)驗值，取 ( ) minFF? ： m ( ) 271 352 9PPF F N N? ? ? ? 按教材《機械設計》式（ 152）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料 為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表 153 取 0 115A? ，于是得： 1 33m i n 017 . 21 1 5 2 7 . 7 15 1 4 . 2 9pd A m m m mn? ? ? ? 由于軸上必須開由兩各鍵槽，所以最小直徑按 13%增大： m in ( 27. 71 27. 71 13% ) 31d m m m m? ? ? ? 這是安裝 V 帶輪處的軸的直徑，為使其與 V 帶輪相適合，取 （ 1）擬定軸上零件的裝配方案 （ 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各 段直徑和長度 1）為了滿足 V 帶輪的軸向定位要求， 12 軸段右端需制出一軸肩h= ~ d（ ），取 h=，故 23 段的直徑 23d = 31 2 31 = 36 m m? ? ? ?，右端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑 D=40。帶輪與軸配合的轂孔長度 ( z 1 e + 2f = 15 2 9 = 93 m mLB? ? ? ? ?） （ 61 ），為了保證軸端擋圈只壓在帶輪上而不壓在軸的端面上。故 12 段的長度應比軸配 合的轂孔長度L=93mm 略短，現(xiàn)取 12l =90mm? 。 2） 初步選擇滾動軸承。因軸承只受徑向力的作用，故選用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù) 23d =36mm? ， 由機械設計手冊選型號為 61908，得尺寸為 d = 40 62 12D B mm mm mm? ? ? ?。故 3 4 7 8 40d d mm????，而 34 軸段的長度可取為 34 12l mm? ? ，右端應用軸肩定位，取 45 40 2 8 40 46d m m? ? ? ? ? ?。 3） 67 軸段裝齒輪，為齒輪安裝方便，該段值應略大于 78 軸段的直徑，可取 67d =43mm? ， 齒輪右端用套筒固定，為使套筒端面緊湊在齒輪做斷面上67 軸段的長度應比齒輪轂長略短，已知齒寬 1 73mmB ? ，故選取 67 軸段的長度為 67 70l mm? ? 。齒輪左端用軸肩固定，由此可確定 56 軸段的直徑，取 56 43 2 8 43 50d m m? ? ? ? ? ?，而 56 1 .4 1 .4 0 .0 8 4 3 4 .8 1 6l h m m? ? ? ? ? ?， 取56 6l mm? ? 。 4）軸承端蓋的總寬度為 20mm（由減速機器軸承端 蓋的結(jié)構而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑劑的要求，取端蓋的外端面與 V 帶輪右端面的距離 l=30mm，故取 23 20 30 50l m m m m? ? ? ?。 5）取齒輪距箱體內(nèi)避之距離 a=16mm，同時考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應距箱體內(nèi)壁一段距離 s， s=8mm。故在軸的右端取7 8 1 6 7 7 3 1 6 8 1 2 7 0 3 9l B a s B l m m m m??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。 6）取中間軸上大齒輪和小齒輪之間的距離 c=15mm，已知中間軸上大齒輪 輪轂長 2 73B mm? ，中間軸上小齒輪輪轂長 1 117B mm? ，則 24 5 1 5 675 8 1 6 1 1 7 1 5 3 4 3 7 . 5 6 1 4 722Bl s a B c l m m??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。 （ 3）軸上零件的軸向定位，軸上的圓角和倒角尺寸 齒輪、 V 帶輪與軸的周向定位均采取平鍵聯(lián)接，查表 61，得 齒輪：鍵尺寸參數(shù) b*h=12mm*8mm,L=50mm， t=4mm； V 帶輪：鍵尺寸參數(shù) b*h=10mm*8mm,L=50mm， t=4mm。 參考教材表 152，軸段左端倒角 145??，右端倒角取 45??。各軸肩處的圓角半徑為 R=。 （ 4）軸的受力分析，取齒輪齒寬中間點為力的作用點 1）根據(jù)軸向所受的支反力，作出彎矩圖；利用軸所傳遞的扭矩，作出扭矩圖 。 (注：軸的受力圖、彎矩圖和扭矩圖是為了直觀說明問題的關鍵所在。故只示意表示。 ) 2）計算支反力 水平支反力： 1 1 20 , ( ) 0A t R XM F L F L L? ? ? ?? 有 1123 9 6 1 1 9 4 29111 9 5 7 03 9 6 1 2 9 1 1 1 0 5 0tBXA X t B XFLFNLLF F F N?? ? ???? ? ? ? ? 垂直面支