【文章內容簡介】 7222 ??? ntN 接觸疲勞壽命系數： 9171 ?? NK N 272 ?? NK N 查表： 小齒輪接觸疲勞強度極限 MPaH 5301lim ?? 大齒輪接觸疲勞強度極限 MPaH 4802lim ?? 由公式（ ）： ? ? MPaH ?? x 學院機械設計課程設計（論文） 軸的設計計算 ? ? MPaH ?? 將 ? ?1H? ， ? ?2H? 中較小的帶入式（ ）： ? ? )(1 21ε331 ??? HHEt ZZZuudKTd ?? 其中 ? ，查表得 ?Z ；取 , ?? EH ZZ smndv t / 11 ??? ? mmddb t 4 31 ?? ? 計算齒寬與齒高之比 hb 模數 mmZdm tt ?? 齒高 mmmh ?? ??hb 計算載荷系數 根據 smv /? ， 7級精度等級，查表的動載荷系數為 1?VK 直齒輪， 1?? ?? FH KK ； 查表得使用系數 1?AK ； 查表，用插值法查得 7 級精度，小齒輪相對支撐非對稱布置是， ??K ； 故載荷系數為 ?? ?? KKKKK VA 按實際載荷系數校正所算得分度圓直徑 mmdd t ?? 811 ??Zdm x 學院機械設計課程設計（論文） 軸的設計計算 按齒根彎曲疲勞強度設計 ? ?3 21 12dZKTSYm F SaFa ?? ????????? 式（ ） 確定式中的各計算參數 查表的小齒輪的彎曲疲勞強度極限 MPaFE 4201 ?? ； 大齒輪的彎曲疲勞強度極限 MPaFE 3802 ?? ； 齒寬系數 ?d? ； 取安全系數 ?S ； 彎曲疲勞許用應力為： ? ? MP aSK FEFNF ?? ?? ? ? MP aSK FEFNF ?? ?? 載荷系數 K取 ； 查取齒形系數： ?FaY ， ； 查取應力校正系數： ?SaY ， ?SaY ； 計算大小齒輪的 ? ?FSaFaYY? 并加以比較 ? ? 11 ?F SaFa YY ? ； ? ? 01 36 22 ?F SaFa YY ? ； 小齒輪的數值較大； 設計計算 根據式（ ）： x 學院機械設計課程設計（論文） 軸的設計計算 ? ? 1 3 6 8 5 6 2 0 2 φ βc o s2 33 2 2221d 2εβ3 ???? ???? F SaFa YYZYYKTm ?； 故齒輪模數 5?m ； 90。18 21 ?? ZZ ； 幾何尺寸計算 mmmZd 12021 ?? mmmZd 72822 ?? mmdda 4242 2 ??? mmdb d 1441?? ? 取 mmbmmb 144。150 21 ?? ； 四 . 軸的設計計算 蝸輪軸的設計計算 材料選用 45鋼調質， MPaT 45?? 按扭轉強度計算軸的最小直徑 根據公式： mmnpAd I ?? 式（ ） 式中： p — 軸的傳遞功率， KW ； n — 軸的轉速， min/r ； 取 1200 ?A ； 輸出軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，為了與聯(lián)軸器的孔相適應，故選取聯(lián)軸器型號；聯(lián)軸器轉矩 3TKT Aca ? ，查表，轉矩變化小，故 ?AK ； 則： mmNTKT Aca ??? 9 2 3 5 9 53 按照計算轉矩 caT 應小于聯(lián)軸器公稱轉矩的條件，查手冊，選用 TL9 型 彈性 聯(lián)軸x 學院機械設計課程設計（論文） 軸的設計計算 器，公稱轉矩為 1000000 mmN? ；半聯(lián)軸器的孔徑 mmd 501 ? ；半聯(lián)軸器的長度 mmL 112? ；半聯(lián)軸器與軸配合的孔長 mmL 841 ? ； 確 定軸的各段直徑和長度 為了滿足聯(lián)軸器，故 ? A 需要一軸肩，故 mmDAB 57? ；半聯(lián)軸器與軸配合，長 mmL 841 ? ，故 mml 801 ? ；初步選擇軸承，因承受徑向力，較小 的軸向力，故可 選用 圓錐滾子 軸承，因 mmd 572 ? ，故選用 30212 型 圓錐滾子 軸承；189560 ????? TDd 故 mmdd 6073 ?? ， mmTl ?? ， 取 mml 247 ? ；安裝蝸輪處 mmd 654 ? ， 蝸輪定位軸環(huán)段直徑 mmd 755 ? ； 軸承 定位軸環(huán)段直徑 mmd 686 ? ； 由于安裝聯(lián)軸器，故 mml 502 ? ，由于安裝軸承和套筒，故mmasTl ?????????? ； 由于要小于蝸輪mml 91,1 ? ， 安裝蝸輪 軸 mml 864 ? ； 蝸輪 定位軸環(huán) mmhl ?? ，取mml 105 ? ； 抵緊軸承 ， mmsal 5106 ???? ，取 mml 106 ? ； 見圖 ； 圖 按彎扭合成應力校核軸的強度 蝸輪受水平力 NdTFt 41302 222 ?? 蝸輪受垂直力 NFF tr 1342tan22 ?? ? ；式中 020?? ； 繪制彎矩扭矩圖 ： x 學院機械設計課程設計（論文） 軸的設計計算 圖 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F NFF HH 206921 ?? NFF VV 67121 ?? 彎矩 M mmNMH ??? mmNM V ??? 總彎矩 mmNM ??? 扭矩 mmNT ?? 532850 校核軸上最大彎矩和扭矩的截面（ C 截面）；扭轉應力為脈動循環(huán)應力，取?? 根據公式： ? ?W TMca22 ?? ?? 式（ ） 式中： dW? 由式 ： MPaca ?? 此軸材料為 45 鋼調質，查表得 ? ? MPa401 ??? ； ? ?1??? ?ca 故安全； 判斷危險截面 從應力集中對軸的疲勞強度影響來看，截面 V 和 ? 應力最集中。從受載的情況來看，截面 C 上的應力最大。截面 V 的應力集中的影響和 ? 相近，但截面 V不受扭矩作用，同時軸徑也比較大，故不必做強度校核。截面 C 上雖然應力最大，x 學院機械設計課程設計（論文） 軸的設計計算 但應力不集中而且這里軸比較大，故 C截面也不必校核。故只需校核截面 ? 左右兩側即可。 精確校核截面 ? 左側 抗彎截面系數： 33 mmdW ?? 抗扭截面系數： 33 mmdW T ?? 截面 ? 左側彎矩： mmNM ????? 3 截面 ? 左側扭矩： mmNT ?? 532850 截面 ? 左側彎曲應力： M PaWMb ??? 截面 ? 左側扭矩應力： MP aWTTT ??? 材料為 45 鋼調質，查表得： MPaB 640?? ； MPa2751 ??? ； MPa1551 ??? 截面上軸肩形成的理論應力集中系數 ????, ；因 , ?? dDdr ；查表取 。, ?? ?? ?? 由圖可得材料的敏感系數為： , ?? ?? qq 故有效應力集中系數按式為： ? ? ???? ??? ?qK ? ? ???? ??? ?qK 查表得：尺寸系數 ??? ；扭轉尺寸系數 ??? ； 軸按磨削加工，查表得表面質量系數為： ?? ?? ?? 軸表面未經強化處理，即 1?q? ； 綜合系數為： ???????? ??kK ???? ???? ??kK 碳鋼的特性系數： ???? ；取 ??? ???? ；取 ??? 計算安全系數 caS 值，則得： ??? ? maKS ??? ? ??? x 學院機械設計課程設計（論文） 軸的設計計算 ??? ? maKS ??? ? ??? 22 ???? SSSSSS ca ????? 故可知其安全。 精確校核 ? 截面右側 抗彎截面系數： 33 mmdW ?? 抗扭截面系數： 33 mmdW T ?? 截面 ? 右彎矩： mmNM ????? 3 截面 ? 右側扭矩： mmNT ?? 532850 截面 ? 右 側彎曲應力： M PaWMb ??? 截面 ? 右扭矩應力： MP aWTTT ??? 過盈配合處???K ，用插值法查表求出，并取???? ?? KK ? ； 于是得： ????K ?????? ?? KK 軸按磨削加工，邊面質量系數為： ?? ?? ?? 故得綜合系數為： ???????? ??kK 所以軸在截面 ? 的安全系數為： ??? ? maKS ??? ? ??? ??? ? maKS ??? ? ??? ???? SSS SSS ca ????? 故該軸在截面 ? 右側強度也是足夠的 。 x 學院機械設計課程設計（論文） 軸的設計計算 蝸桿軸的強度設計計算 蝸桿的設計 蝸桿的工作條件如下表： 輸入功率 P1 轉速 n1 960r/min 由資料 1370p 表 153取 A0=120，由公式： ?? nPAd 為蝸桿的最小直徑，由裝配關系可知，最小處的直徑為裝聯(lián)軸器的直徑。 1TKT Aca ? 查資料 1351p 表 141得 ?AK 則 mmNTca ?? 60105 按照計算轉矩應 caT 小 于 聯(lián) 軸 器 公 稱轉 矩 的 條 件 ，機 械 設 計 手 冊（ GB/T50142021） ,選用 TL6型 彈性 聯(lián)軸器，軸孔長度為 mml 84? 。 確定蝸桿上的作用力 蝸桿受力情況如下表： 切向力 1121 2dTFF at ?? 1095N 軸向力 2221 2dTFF ta ?? 4047N 徑向力 ?tan221 trr FFF ?? 1472N 由上表可知，蝸桿受的軸向力較大，故與蝸桿配合的軸承選擇圓錐滾子軸承，由于此處軸徑為 mm50? ，選擇軸承型號 為 30210， 蝸桿結構設計 擬定設計方案，如 ： x 學院機械設計課程設計（論文） 軸的設計計算 圖 根據定位要求確定個軸段軸徑和長度： 為了滿足聯(lián)軸器要求，１段軸徑由聯(lián)軸器確定為 mmd 401 ? ，而用于聯(lián)軸器軸向定位的軸肩高度為 7mm，故 2段軸徑為 mmd 472 ? ， 3 段是裝軸承段，根據載荷去圓錐滾子軸承，型號為 30210，故 mmdd 5073 ?? ，根據圓錐滾子軸承的軸 向定位要求，取 4段軸徑為 mmdd 5664 ?? 。根據聯(lián)軸器的要求，取 mml 801 ? ，根據安裝聯(lián)軸器的方便，故 mml 502 ? 。由軸承確定 mmll ??? 。 由蝸桿齒寬確定 mml 1105 ? ，綜合考慮蝸桿與蝸輪的裝配關系，即蝸桿旋齒部分處于減速器中間，取 mmll 8364 ?? 。與聯(lián)軸器配合的鍵選擇類型為半圓鍵，標記為 8 7 45 求蝸桿 上的載荷 首先根據結構簡圖作出軸的計算簡圖： 圖 簡支梁支承跨度： L=273mm 根據蝸桿所受載荷作出其受力圖和彎矩圖如下： x 學院機械設計課程設計（論文） 軸的設計計算 圖 支反力 F ?? NHNH FF NFNV 2691 ? NFNV 12032 ? 彎矩 M mmNM H ??