【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ??=~，取 ??= Sca 值，按式（ 156） ~（ 158）則得 2751 ??????? ? ??? ????? mKS 22 1551 ??????? ? ??? ? ???? mKS 4 4 2 2222 ?????? SS SSS ca???? S= 故可知其安全。 III 右側(cè) 抗彎截面系數(shù) WW 按表 154 中的公式計(jì)算。 mmmmdW 3333 26 ???? 抗扭截面系數(shù) mmmmdW T 3333 5 1 26 ???? 彎矩 M 及彎曲應(yīng)力為 mmNmmNM ?????? 2894738 MP aMP aWMb ???? 過(guò)盈配合處的 ???k ，由附表 38 用插值法求出，并取 ?????? kk ?? ，于是得 ???k = ???k = = 軸按磨削加工，由附圖 34 得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?????? 故得綜合系數(shù)為 ??????? ?? ???? kK 山東協(xié)和學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 10 9 9 ??????? ?? ???? kK 所以軸在截面 III 右側(cè)的安全系數(shù)為 1 5 1 2 7 51 ??????? ? ??? ? ???? mKS 22 1551 ??????? ? ??? ? ???? mKS 2 3 5 2222 ?????? SS SSS ca ?? ??S= 故該軸在截面 III 右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。因無(wú)大的瞬時(shí)過(guò)載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán) 不對(duì)稱(chēng)性 ,故可略去靜強(qiáng)度校核。至此 ,主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)束。 求軸上的載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 如圖中軸上所受的力作受力分析得 圖 36 軸的受力分析圖 山東協(xié)和學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 C 是軸的危險(xiǎn)截面。 圖 37 軸的載荷分析圖 由以上圖可以計(jì)算： 表 32 截面 C 的載荷值 精確校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，由于軸不受扭矩作用，則只需要計(jì)算軸上危險(xiǎn)截面山東協(xié)和學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 CC 的彎曲應(yīng)力即可。 截面 C 的抗彎截面系數(shù) mmmmdW 3333 7 12 ???? 截面 C 的彎曲應(yīng)力 MP aMP aWMb ???? 軸的材料為 45 [?1?]= 60MPa 則 ?b[?1?] , 故安全。 求強(qiáng)度安全系數(shù) n? 過(guò)盈配合處的 ???k 的值，由附表 38 用插入法求出 ???k = 軸按磨削加工 ,由附圖 34 得表面質(zhì)量系數(shù)為 ??= 故得綜合系數(shù)為 ??????? ?? ???? kK 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 151 查得 ?1? = 275MPa 所以截面 C 的 安 全 系 數(shù) 為 2751 ??????? ? ??? ????? mKnS= 故安全。 由于從動(dòng)軸上沒(méi)有扭矩作用，所以只計(jì)算它的彎曲剛度（撓度）在采用滾造成軸承的燒傷。為了防止這種破壞，首先必須盡可能減少軸的撓度，其受力簡(jiǎn)圖 山東協(xié)和學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 圖 38 軸的剛度分析圖 撓曲線方程???????????? ?????? 2122 4348 lEIFxy ，20 lx?? ，其中 mml ? 式中 E彈性模量，對(duì)于鋼 E = mmN 25 / 10? I截面 C 的軸慣性力矩， I= 64/4d? （ mm4 ) F作用在從動(dòng)齒輪上的徑向力 (N) 則 ? ? mmNN mmmm mmy 101210 544253m a x 6 8 ?????????? 對(duì)于安裝齒輪的軸而言，允許的撓度 ? ? ? ? ? ? ? ?mmy mn ~~~ ????? 則 ? ?yy ?max，故安全。 齒輪的材料 及齒數(shù)的選取 選取齒輪的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為 220~240HBs 齒輪的齒數(shù)為 Z= 17 齒面接觸疲勞強(qiáng)度的計(jì)算 齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核公式 ? ????HEHdH ZZd uuKT ???? 123 山東協(xié)和學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 式中： ZH區(qū)域系數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)直齒輪 a = 20176。時(shí)， ZH= ） K載荷系數(shù) T齒輪轉(zhuǎn)遞的轉(zhuǎn)矩 ?d齒寬系數(shù) ZZu21/? 選載荷系數(shù) ?Kt 選取齒寬系數(shù) 1??d 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》中表 106 查得材料查的彈性系數(shù) ZH =189。 由圖 1021 按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ?HLim= 550MPa 由圖 109 查得接觸疲勞壽命系數(shù) KHN= 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S= 1，由式 1012 得 ? ? MP aS H L imHNH K ???? ?? 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 彎曲強(qiáng)度的校核公式 ? ???? ??FdSFF Zm YYKT ?? 2132 由機(jī)械設(shè)計(jì)中圖 10— 20c 查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ?FE = 380MPa 由圖 1018 查得彎曲疲勞壽命 KFN = 計(jì)算彎 曲疲勞許用應(yīng)力 取 彎 曲 疲 勞 安 全 系 數(shù) S= 由式 (1012) 得 ? ? MP aS FEFNF K ???? ?? 山東協(xié)和學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 計(jì)算載荷系數(shù) K ?????? KKKK FFVAK ?? 查取齒形系數(shù) 由表 105 查得 YFa= 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 105 查得 YSa= 選取齒寬系數(shù) ?d= 1 計(jì)算 ? ????FdSaFaF M P aKT Zm YY ???? ?????? 2 3 173 23213 故合格。 泵體的設(shè)計(jì)計(jì)算 選取泵體的長(zhǎng)度為 400mm，其厚度為 20mm，因此選擇相互對(duì)稱(chēng)的管螺紋 G1/8作為齒輪泵的進(jìn)出油口。 泵體的強(qiáng)度校核 泵體的材料選擇球墨鑄鐵 (QT6002— 02），由機(jī)械手冊(cè)查得其屈服應(yīng)力 ?s 為300~400MPa。因?yàn)殍T鐵是脆性材料，所以其許用拉伸應(yīng)力 [σ ]的值應(yīng)取屈服極限應(yīng)力， 即此處 ? ? ? ? M Pas 350?? ?? 。 泵體的強(qiáng)度計(jì)算可按厚薄壁圓筒粗略計(jì)算拉伸應(yīng)力σ，計(jì)算公式為 ? ?M P aPRR RR seyye 2222 ???? 山東協(xié)和學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 式中： Ry—— 泵體的外半徑 （ mm） Re—— 齒頂圓半徑（ mm） Ps—— 泵體的試驗(yàn)壓力（ MPa） 一般取試驗(yàn)壓力為齒輪泵最大壓力的兩倍，即 M P aM P aPPs 301522 ???? 代入數(shù)據(jù)可得 ? ? M P aM P aM P assyyye PRRRR 22222222????? ????????? 因此所選泵體的材料及其尺寸滿足要求。 泵體的強(qiáng)度校核 泵體的材料選擇球墨鑄鐵 (QT600?02），由機(jī)械手冊(cè)查得其屈服應(yīng)力 ?s 為300~400MPa。因?yàn)殍T鐵是脆性材料，所以其許用拉伸應(yīng)力 [σ ]的值應(yīng)取屈服極限應(yīng)力， 即此處 [? ]=[?s ]=350MPa。 泵體的強(qiáng)度計(jì)算可按厚薄壁圓筒粗略計(jì)算拉伸應(yīng)力σ，計(jì)算公式為 ? ?M P aPRR RR seyye 2222 ???? 式中： Ry—— 泵體的外半徑（ mm） Re —— 齒頂圓半徑（ mm） Ps —— 泵體的試驗(yàn)壓力（ MPa） 山東協(xié)和學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 一般取試驗(yàn)壓力為齒輪泵最大壓力的兩倍，即 M P aM P aPPs 301522 ???? 代入數(shù)據(jù)得 ? ? M P aM P aM P asseyye PRRRR 22222222????? ????????? 因此所選泵體的材料及其尺寸滿足要求。 第五章 泵體的設(shè)計(jì) 泵體工作能力的主要指標(biāo)是剛度，其次是強(qiáng)度和抗振性能；當(dāng)同時(shí)用作滑道時(shí)，滑道部分還應(yīng)具有足夠的耐磨性。此外，對(duì)具體機(jī)械，還應(yīng)滿足特殊的要求，并力求具有良好的工藝性。 泵體的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小，決定于 安裝在它的內(nèi)部或外部的零件和部件的形狀和尺寸及其相互配置、受力與運(yùn)動(dòng)情況等。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使所裝的零件和部件便于裝拆與操作。 泵體起著支持和固定軸系零件，保證軸系運(yùn)轉(zhuǎn)精度、良好潤(rùn)滑及可靠密封等重要作用。箱體要有足夠的剛度。 泵體的設(shè)計(jì)能夠應(yīng)用于水液壓內(nèi)嚙合齒輪泵主要零件的材料主要有高性不銹鋼、鋁合金、復(fù)合材料、工程塑料、陶瓷等。由于齒輪和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)零件的結(jié)構(gòu)和形狀復(fù)雜、加工精度很高，復(fù)合材料和工程塑料并不適宜，山東協(xié)和學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 因此高性能不銹鋼和鋁合金成為現(xiàn)實(shí)的選擇。經(jīng)過(guò)材料的特性分析， 9Cr18不銹鋼用于制 造大齒輪和小齒輪軸 ； LC9 鋁合金和 1Cil8Ni9Ti 不銹鋼分別用于制造兩套軸向和徑向補(bǔ)償零件 以便進(jìn)行對(duì) 比實(shí)驗(yàn)和選 擇； SF 復(fù)合材料具有 自潤(rùn)滑和抗腐蝕能力而被用于制造滑動(dòng)軸承；選用 了 ZL 105A鋁合金制造泵體。內(nèi)嚙合齒輪泵的油、水介質(zhì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)和研究表明，主要零件工作表面的失效形式為嚴(yán)重的磨損和腐蝕。表面工程技術(shù)主要用于增強(qiáng)零件工作表面的抗磨損和抗腐蝕能力。經(jīng)過(guò)分析研究，最適宜 9Cr18 不銹鋼材料的表面工程技術(shù)是表面等離子注入，它能顯著增強(qiáng)表面微觀硬度并改善表面特性 J。因此。為保證泵在水潤(rùn) 滑和腐蝕條件下的工作性能。其齒輪副中的小齒輪軸的工作表面采用了表面等離子注入 N 和 TiC。大齒輪采用了表面等離子注入 N。采用 1 Ci18Ni9Ti 不銹鋼制造的軸向和徑向補(bǔ)償零件的工作表面也采用表面等離子注入 N，而采用 LC9 高強(qiáng)度鋁合金制造的軸向和徑向補(bǔ)償零件的工作表面則采用了鋁合金最適宜的表面微弧氧化技術(shù)，以便在其工作表面形成一層具有自潤(rùn)滑能力和高硬度、抗磨損、抗腐蝕的鋁合金表面氧化陶瓷層從而保證表面的工作性能。在這次的設(shè)計(jì)中為降低成本采用 HT200 為泵體的材料。 L=L1+L2+L3 L1 上箱體高度 400mm L2機(jī)體厚度 100mm L3下箱體高度 24mm 山東協(xié)和學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 L=400+100+24=524mm D=D1+2D2+2l1+φ =400mm D1 主動(dòng)輪的分度圓直徑 192mm D2從動(dòng)輪的分度圓的直徑 51mm L1泵體的壁厚為 106mm φ 齒輪與泵體之間的總的間隙 泵體內(nèi)油道設(shè)計(jì) 進(jìn)油口的設(shè)計(jì) 由于本齒輪泵的進(jìn)油口較多，在此采用了額外的進(jìn)油口匯合部分，在左端蓋的左端匯合再由一個(gè)大口作為整體的進(jìn)油口。 出油口的設(shè)計(jì) 出油口的設(shè)計(jì)和進(jìn)油口類(lèi)似，在右端蓋的右端匯合成一個(gè)大口作為整體的出油口，由于主動(dòng)軸的伸出部分在右側(cè)，在此把出油口的位置調(diào)動(dòng)了下。 本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于各個(gè)進(jìn)出口的流量和壓力得到了平衡，使齒輪的周向壓力得到平衡。 第六章 消除齒輪泵內(nèi)泄漏的方法和措施 齒輪泵是液壓傳動(dòng)中應(yīng)用廣泛的能量轉(zhuǎn)換裝置，其是把電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能山東協(xié)和學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?。要滿足 齒輪泵的使用要求，就要滿足油泵的工作壓力和流量要求。但是由于齒輪泵內(nèi)泄漏比較嚴(yán)重，欲進(jìn)一步提高工作壓力比較困難。本