【文章內(nèi)容簡介】 gmltvbbf C KKKKK ?????? ??? TMDuracon 齒輪的容許彎曲應(yīng)力會因各種運行條件以及輪齒的大小（模數(shù)）而變化，圖 11 中給出了從標(biāo)準(zhǔn)條件下的試驗中得出，與各種模數(shù)相對應(yīng)的最大容許彎曲應(yīng)力，如果運行條件與之不同，則可根據(jù)（ 3）式來修正 本科畢業(yè)論文 18 其中 bf? ：給定運轉(zhuǎn)條件下的最大容許彎曲應(yīng)力 (Mpa) b?? : 從圖 11 中求出的標(biāo)準(zhǔn)條件下的 TMDuracon M90 最大容許彎曲應(yīng)力（ Mpa） sC :使用狀況系數(shù)（表 12） VK ：速度修正系數(shù)（圖 12） TK ：溫度修正系數(shù)。 工作溫度高時必須修正溫度。由于輪齒的彎曲強度與靜態(tài)彎曲強度間存在良好的相關(guān)性，因此可用彎曲強度 溫度的關(guān)系來修正。例如，當(dāng)溫度為 80℃時，用圖 13 可得出 ??TK LK ： 潤滑系數(shù) 無潤滑時 LK = MK ： 對象材質(zhì)系數(shù) TMDuracon 對金屬時 MK =1 TMDuracon 對 TMDuracon 時 MK = GK ： 材料強度修正系數(shù) (表 13) 也就是要對用（ 3）式求出的容許彎曲應(yīng)力 bf? 和用（ 1）或（ 2）式求出的發(fā)生應(yīng)力 b? 比較： b? bf? 則不可 b? bf? 則可以 表 32 使用狀態(tài)系數(shù) 本科畢業(yè)論文 19 表 33 材料強度修正系數(shù) 圖 31 標(biāo)準(zhǔn)試驗條件下的 TMDuracon M90 齒輪的最大容許彎曲應(yīng)力 本科畢業(yè)論文 20 圖 11給出了 TMDuracon 齒輪中經(jīng)常使用的模數(shù)范圍 數(shù)低于 ，使用模數(shù)為 的齒輪會更加安全，因此不會出現(xiàn)問題。此外，圖 11所示的曲線考慮到偏差因素。 圖 32 速度修正系數(shù) Kv 圖 33 非強化 TMDuracon 彎曲強度與溫度的關(guān)系 本科畢業(yè)論文 21 按照圖中所示的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳 動。 選小齒輪齒數(shù) Z1=36,大齒輪齒數(shù) Z2=uZ1= 36=，取 Z2=124。 齒輪幾何參數(shù) 計算公式 齒頂高 ah mhh aa ? 齒根高 fh mchh af )( ?? 齒頂圓直徑 ad mhzd aa )2( ?? 齒根圓直徑 fd mchzd af )22( 3 ??? 齒距 p p=л m 分度圓直徑 d d=mz 塑料齒輪模數(shù)的選擇可采用下面的公式 : 212 zz am ?? m 模數(shù) mm a 設(shè)計中心距 mm 21 Z、Z 兩嚙合齒輪的齒數(shù) a 取 96mm 則根據(jù)公式 962 ????m 壓力角選擇 α =20176。 （ 2） 計算小齒輪傳遞的扭矩 5 1115395 .5 1095 .5 10 25 9 10 14 0017 pTnN m m???? ? ? ? ??? 本科畢業(yè)論文 22 （ 3） 由表 10－ 7（《機械設(shè)計》第七版）選取齒寬系數(shù) ? ? 。 2） 計算 （ 1） 試算小齒輪分度圓直徑 1td ，代入 ? ?H? 中較小的值 （ 2） 計算圓周速度 v 11 3 9 .2 1 4 0 0 2 .8 76 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0tdn mv s?? ??? ? ???。 A R 圖 34 小齒輪零件圖 AA 圖 35 大齒輪零件圖 本科畢業(yè)論文 23 4 軸的設(shè)計計算及校核 第Ⅰ軸的設(shè)計及校核 1 軸上的各參數(shù) 功率41 1 5 24370 246 .4ppWW? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? 轉(zhuǎn)速 1 140 0 / m inn n r?? 轉(zhuǎn)矩111955014001680pTnN mm?????? 2 求作用在齒輪上的力 由齒輪設(shè)計部分知小齒輪的分度圓直徑為 11 34 1 34d z m mm mm? ? ? ?， 可以求得 112 2 1 6 8 0 9 8 .834t TFNd ?? ? ?， ta n 2 0 9 8 .8 0 .3 6 4 3 6rtF F N N? ? ? ?。 3 初步確定軸的最小直徑 先按式（ 15－ 2）初步估算軸的最小直徑。 根據(jù)表 15－ 3 取 A=112,于是得 31 33m i n12 4 6 . 4 1 01 1 2 6 . 31400pd A m m m mn ??? ? ? 本科畢業(yè)論文 24 由于軸較長，并且軸上裝有儲絲筒直徑較大，最小直徑處需要與 連軸器相配合，另外軸上開有鍵槽，查表選取鍵的類型及其尺寸 為普通平建 :B H L?? 5 5 20mm 選取連軸器為彈性柱銷連軸器，與軸配合的尺寸 取 11d mm? ?Ⅰ Ⅱ ，長度為 25L mm? ?Ⅰ Ⅱ 。 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ Ⅸ Ⅹ Ⅺ 圖 4— 1 第一根軸的裝配方案 4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1） 定軸上零件的裝配方案 如圖所示 2) 確定軸的各段直徑和長度 (1) 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，Ⅰ Ⅱ段右端需要制 出一軸肩，故取 ?Ⅱ Ⅲ 段 的直徑 15d mm?Ⅱ Ⅲ ， ?Ⅱ Ⅲ 段的長 度首先要考慮到在不需要拆卸聯(lián)軸器的情況下能夠?qū)⑤S承蓋取下查看軸承。因此取 mm? ?Ⅱ Ⅲ 。 （ 2）初步選擇滾動軸承。因為軸承僅承受徑向力的作用，但是 由于軸較長，并且軸的直徑較小，儲絲筒在高速運轉(zhuǎn)下要求平穩(wěn)，無不正常震動。儲絲筒外圓振擺應(yīng)小于 ，反向間隙應(yīng)小于 ，軸向竄動應(yīng)徹底消失。故在 Ⅲ Ⅳ ， Ⅶ Ⅷ 段 本科畢業(yè)論文 25 各安裝一對調(diào)心球軸承，型號為 D36204 GB276，基本尺寸為 d D T＝ 17 40 12mm，故 17d mm??Ⅲ Ⅳ Ⅶ Ⅷd ， 而 22L L mm? ??Ⅱ Ⅲ Ⅶ Ⅷ 。 （ 3）軸承采用軸肩定位，軸 Ⅳ Ⅴ ， Ⅵ Ⅶ 段的直徑除了軸向 定位軸承外還要裝配儲絲筒，因此 20d d mm??Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ ， mm?Ⅳ Ⅴ ， mm?Ⅵ Ⅶ ， Ⅳ Ⅴ 段需要安裝儲絲筒端蓋，周向采用普通平鍵定位，鍵的基本尺寸為： 6 6 12B H L mm? ? ? ? ?。 （ 4）儲絲筒的軸肩定位， Ⅴ Ⅵ 段對儲絲筒器軸肩定位的作用， 因此其直徑取 26d mm?Ⅴ Ⅵ 。長度根據(jù)儲絲筒的長度確定 205L mm?Ⅴ Ⅵ 。 （ 5）軸 Ⅷ Ⅸ 段安放齒輪，同時在齒輪與軸承之間采用套筒進 行軸向定位，由于齒輪與箱體壁最小間距為 6mm，齒輪采用普 通平鍵進行徑向定位，鍵的尺寸為： 6 6 15B H L mm? ? ? ? ?， 軸上各尺寸為 15d mm?Ⅷ Ⅸ ， 30L mm?Ⅷ Ⅸ 。 （ 6）齒輪右端采用螺母進行軸向定位， 21L mm?Ⅸ Ⅹ 14d mm?Ⅸ Ⅹ ，螺紋的螺矩為 1mm。 （ 7） Ⅹ Ⅺ 段為方形，其邊長為 10mm，軸向長度為 13mm， 主要是為了裝鉬絲時用手輪攪動方便而設(shè)計。 3）確定軸上圓角和倒角尺寸 軸端及各軸肩倒角均取 1 45 。圓角半徑見零件圖示。 4）求軸上的載荷 本科畢業(yè)論文 26 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算簡圖， (g)扭矩圖(g)扭矩圖M caT(f)合成彎矩圖(e)水平面彎矩圖M(d)水平面受力圖(c)垂直面彎矩圖(b)垂直面受力圖軸承Ⅰ(a)示意圖T軸承ⅡACB D EL1 L2 L3GGF nv1 F nv2 F r1F nh1 F nh2F t1M vM h 圖 4— 2 第一根軸的受力分析 由圖分析各支點處的受力狀況： 由前已知： 轉(zhuǎn)矩 11 1 2 4 6 . 49 5 5 0 9 5 5 0 1 6 8 01400pT N m mn? ? ? ? ? ? 本科畢業(yè)論文 27 112 2 1 6 8 0 9 8 .834t TFNd ?? ? ? ta n 2 0 9 8 .8 0 .3 6 4 3 6rtF F N N? ? ? ? 在垂直面內(nèi)對 B點取矩可得： 2 2 2 2 3()2 n v rLG F L F L L? ? ? ? ? ? 式中 1 52L mm? ， 2 307L mm? ， 3 mm? ， 100GN? 。 將這些數(shù)值代入上式課求得 2 ? 。 又由 12nv nv rG F F F? ? ?，可得 1 ? 。 則在垂直面內(nèi) B， C， D 點處的彎矩分別為 0vbM ? ； 21 3072 4 .3 3 7 3 022v c n v LM F N m m? ? ? ? ? ? 3 3 6 3 1 .5 1 1 3 4v d rM F L N m m? ? ? ? ? ?。 計算水平面內(nèi)各量 對 B 點取矩 2 2 2 3()nh tF L F L L? ? ? ? 可得 2 ? 由 12nh nh tF F F??可得 本科畢業(yè)論文 28 23 3112htM F LN mm??????， 1 ?? ，表示其方向與圖示假設(shè)方向相反。 則在水平面內(nèi) B， C， D 點處的彎矩 1 0,hM ? 23 98. 8 31. 5 311 2htM F L N m m? ? ? ? ? ?。 如圖所示 軸上 A－ E點各處的扭矩均相等， 1112 4 6 . 49 5 5 0 9 5 5 0 1 6 8 01400pT N m mn? ? ? ? ? ?。 可知 D點處彎矩最大，其值為 2 2 2 22 2 2 1 1 3 4 3 1 1 2 3 3 1 2vhM M M N m m? ? ? ? ? ?。 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面 D 是軸的危險截面。 現(xiàn)將計算出的截面 D處的 2vM ， 2hM 及 2M 列于下表 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 2 ? 2 ? 彎矩 M 3112hdM N mm?? 1134vdM N mm?? 總彎矩 222 3312v d h dM M M N m m? ? ? ? 扭矩 T 1 1680T N mm?? 5）按彎扭合成應(yīng)力校荷軸的強度 進行校荷時，通常只校荷軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即 本科畢業(yè)論文 29 危險截面 C）的強度。根據(jù)式 15－ 5及表中的數(shù)據(jù)，并取 ?? ，軸的計算應(yīng)力 222222()3 3 1 2 ( 0 .6 1 6 8 0 )0 .1 3 42 9 .9caMTWM P aM P a?? ??????? 前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理由表 15－ 1查得 ? ?1 60MPa?? ? 。因此 ? ?1ca???? ，故安全。 第Ⅱ軸的設(shè)計及校核 1．軸上的各參數(shù)，以下各量均為第二根軸的輸出參數(shù)： 功率 222 1 3 4 24 6. 4 0. 97 0. 99 23 0p p W W??? ? ? ? ? ? ? 轉(zhuǎn)速 12 1 1400 4 0 7 / m in3 .4 4nnri? ? ? 轉(zhuǎn)矩 22 2 2309 5 5 0 9 5 5 0 5 3 9 6407pT N m mn? ? ? ? ? ? 2．求作用在齒輪上的力 由齒輪設(shè)計部分知大齒輪的分度圓直徑為 22 1 1 7 1 1 1 7d z m m m m m? ? ? ? 可以求得大齒輪上的受力狀況： 1222 2 1 6 8 0 2 8 .7117t TFNd ?? ? ? 22 ta n 20 28 .7 0. 36 4 10 .5rtF F N N? ? ? ? 同樣右端銷齒輪上受力狀況為： 本科畢業(yè)論文 30 2332 2 5 3 9 6 3 1 7 .434t TFNd ?? ? ? 33 ta n 2 0 3 1 7 .4 0 .3 6 4 1 1 5 .5rtF F N N? ? ? ? 3．初步確定軸的最小直徑 先按式（ 15－ 2）初步估算軸的最小直徑。 根據(jù)表 15－ 3 取 A=112,于是得 32 33m i n22 3 0 1 01 1 2 9 . 2 5407pd A m