【文章內容簡介】 44 3391 9 9 .6 2c o s c o s 1 4v ZZ ?? ? ? 4)查取齒形系數 由表 105查得 ??FY ??FY 5)查取應力較正系數 由表 105查得 ??SY ??SY 6)由圖 1020c 查得 小齒輪的彎曲疲勞強度極限 MPaFE 5003 ?? 大齒輪的彎曲疲勞強度極限 MPaFE 3804 ?? 7)由圖 1018取彎曲疲勞壽命系數 ?FNK ?FNK 8)計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全系數 S=，由式（ 1012）得 ? ? MP aMP aSK FEFNF ???? ?? ? ? MP aMP aSK FEFNF ???? ?? 機械設計課程設計說明書 17 9)計算大、小齒輪的 ? ?FSaFaYY? 并加以比較 ? ? 325 33 ???F SaFa YY ? ? ? 015 65 44 ???F SaFa YY ? 大齒輪的數值大 (2)設計計算： ? ?3 22232 c os Fa SadFK T Y YYmz? ??? ? ??? = 3 3222 1 . 9 1 1 0 7 . 2 2 1 0 0 . 8 8 c o s 1 4 0 . 0 1 5 6 5 5 1 . 8 31 2 3 1 . 6 3 5 m m m m? ? ? ? ? ???? 對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數 m 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數，由于齒輪模數 m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數與齒數的乘積）有關，可取由彎曲強度算得的模數 并就近圓整為標準值2 2m mm? ,但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞強度算得分度圓直徑3 mm? ，來計算應有齒數，于是有： 小齒輪齒數 33 c o s 6 2 . 3 3 c o s 1 4 3 0 . 2 42nd βz m ?? ? ? 取 3 31z? 大齒輪齒數 43 2 .9 1 3 1 9 1z uz? ? ? ? 取 4 91z ? 這樣設計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結構緊湊，避 免浪費。 幾何尺寸計算 (1)計算中心距 3 4 22 () ( 3 1 9 1 ) 2 1 2 7 . 7 02 c o s 2 c o s 1 4z z ma m m m m?? ??? ? ?? 將中心距圓整為 128mm 機械設計課程設計說明書 18 (2)按圓整后的中心距修正螺旋角 3 4 2() ( 3 1 1 2 3 ) 2a r c c o s 1 4 . 4 12 2 1 2 7 . 7 0z z ma? ? ??? ? ?? 因 )20~8( ???? 值改變不多，故 ?? 、 ?K 、 HZ 等不必修正 (3)計算大、小齒輪的分度圓直徑 3 2 33 342 2 1 2 7 . 7 0 3 1 6 4 . 0 1c o s 3 1 9 1z m a zd m m m mzz? ??? ? ? ??? 32 44 342 2 1 2 7 . 7 0 9 1 1 9 0 . 5 0c o s 3 1 9 1zm azd m m m mzz? ??? ? ? ??? (4)計算齒輪寬度 3 1 d m m m m?? ? ? ? 取 1 70B m? , 2 65B mm? (5)驗算 3232 2 1 0 7 .2 2 1 0 3 3 5 0 .1 06 4 .0 1t TF N Nd ??? ? ? 1 3 3 5 0 . 1 0 / 5 2 . 3 4 / 1 0 0 /6 4 . 0 1AtKF N m m N m m N m mb ?? ? ?，合適 第五部分 軸的 設計計 算 一 高速軸的設計 選擇軸的材料 由于減速器傳遞的功率不大，其重量無特殊要求故選擇和小齒輪一樣的材料40Cr 鋼 ,調質處理 . 初步計算軸的最小直徑 用初步估算的方法，即按純扭矩并降低許用扭轉切應力確定軸徑 d，計算公式： 30 nPAd? ，選用 40Cr 調質鋼，查機設書 P370 表 153，得 1060 ?A 3 2 . 1 1 21 0 6 1 3 . 8 8940d m m? ? ? 在第一部分中已經選用的電機 Y112M— 6,D=28。 機械設計課程設計說明書 19 ( ~ 1 ) 28 ~ 28 25od ? ? ? ?mm 因 為 此 段 上 要 開 鍵 槽 ， 故 要 擴 大 3% 來 增 加 強 則0 25 26d ? ? ?mm 0 62L mm? 1）、 1 32d mm? 考慮到軸承蓋得裝卸問題 1 50L mm? 2）、 因齒輪為斜齒輪則軸承受徑向力和軸向力作用，高速級轉速較高，載荷一般，故選用角接觸球軸承 7007AC， mmmmmmBDd 156235 ????? ，故 mmd 353 ? ， mmL 143 ? 3）、 當直徑變化處的端面是為了固定軸上零件或承受軸向力時，則相鄰直徑變化要大些，故 mmd 404 ? ， 4 mm? 4）、 由于第 五 段上軸的直徑和此段上齒輪的直徑相差不大，故采取直接 在軸上加工齒輪的加工制造方式 4 42d mm? 4 45L mm? 5） 軸徑變化僅為了裝配方便或區(qū)別加工表面時，不承受軸向力也不固定軸上零件的，則相鄰直徑變化較小，即 5 35d mm? 5 mm? 確定軸向圓角和倒角尺寸 參照機設書 P365 表 152，取軸端倒角 ? ? ，各軸肩出圓角半徑見軸的零件圖 ，選軸的 直徑尺寸公差 m6。 （ 5）、求軸上的載荷 小齒輪分度圓直徑 1 mm? 311 12 2 2 1 . 0 3 1 0 1 0 8 2 . 9 03 9 . 8 4t TF N Nd ??? ? ? 機械設計課程設計說明書 20 1 ta n 2 0 1 0 8 2 . 9 0 ta n 2 0 4 0 8 . 2 7c o s c o s 1 5 . 1 1tr FF N Nβ? ?? ? ? 1 ta n 10 82 .90 ta n 15 .11 29 9atF F N N?? ? ? ? 機械設計課程設計說明書 21 131231 0 8 2 .9 0 4 4 2 8 0 .2 81 2 6 4 4tNH FlF N Nll ?? ? ??? 122231 0 8 2 . 9 0 1 2 6 8 0 2 . 6 21 2 6 4 4tNH FlF N Nll ?? ? ??? 1 1 2 280 .28 126 N HM F l N m m N m? ? ? ? ? ? 2 2 3 1 0 8 2 .9 0 4 4 3 5 .3 2H N HM F l N m m N m? ? ? ? ? ? 1 2 9 2 .3 9 3 9 .8 4 5 .6 922aa FDM N m m N m?? ? ? ? ? 3131 23 4 0 8 . 2 7 4 4 5 . 6 9 1 0 1 5 1 . 1 51 2 6 4 4raNV F l MF N Nll? ? ? ?? ? ??? 3122 23 4 0 8 . 2 7 1 2 6 5 . 6 9 1 0 2 5 7 . 1 21 2 6 4 4raNV F l MF N Nll? ? ? ?? ? ??? 1 1 2 151 .15 126 19. 05V N VM F l N m m N m? ? ? ? ? ? 2 2 3 257 .12 44 11. 31V N VM F l N m m N m? ? ? ? ? ? 2 2 2 21 1 1 1 9 .0 5 3 5 .3 2 4 3 .7 8VHM M M N m N m? ? ? ? ? ? ? 2 2 2 22 2 2 1 1 .3 1 3 5 .3 2 3 7 .0 9VHM M M N m N m? ? ? ? ? ? ? 1 T N m? ? ? 載荷 水平面 H 垂直面 V 支持力 F 12NHFN?? 12NVFN?? 彎矩 M N m?? 12 N mM N m?? 總彎矩 12 N mM N m?? 扭矩 N m?? （ 6）、按彎矩合成應力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面強度，根據機械設計課程設計說明書 22 P373 式（ 155）及 表中數據 ， 以及軸單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力，故 取 α =,軸的計算應力 22 221 33() 4 3 . 7 8 ( 0 6 2 1 . 0 3 ) 1 0 7 . 5 80 1 3 8 . 8 4ca MT .σ M P a M P aW.?? ??? ? ? ?? 其中 33 1032 ?? 前面以選定軸的材料為 40Cr 鋼 （調質），查 機設書 P362 表 151， 得 ：? ? aMPσ 701 ?? ，因此 ? ?1?? σσca ，故 安全。 (7)、精確校核軸的疲勞強度 1）、 判斷危險截面 由軸的結構圖以及受力圖和各平面的彎矩圖綜合可知齒輪左端截面 5因加工齒輪有尺寸變化，引起應力集中，故該截面 左側需校核驗證 2)、 截面左側 抗彎截面系數 3 3 3 30 1 0 1 35 . d . m m m m? ? ? ? 抗扭截面系數 3 3 3 30. 2 0. 2 35 85 75TW d m m m m? ? ? ? 截面左側的彎矩 M為：1 1 2 6 . 9 2 5 1 2 6 2 04 3 . 7 8 3 6 . 8 31 2 6 . 9 1 2 6M M N m N m N m??? ? ? ? ? ? ? ? 截面上的扭矩 T 為： 1 T N m? ? ? 截面上的彎曲應力： 33 6 . 8 3 1 0 8 . 5 94 2 8 7 . 5b Mσ M P a M P aW ?? ? ? 截面上的扭轉應力： 32 1 . 0 3 1 0 2 . 4 58575T TTτ M P a M P aW ?? ? ? 軸的材料為 40Cr 鋼，調質處理，由機設書 P362 表 151查得： aB MPσ 735? aMPσ 3551 ?? aMP1551 ??? 截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數 ?? 及 ?? 按機設書 P40附表32 查取 因 0250401 .dr ?? .dD ?? 經插入后得： ? ??? 又由附圖 31可得軸的材料敏性系數為 ? ??q 機械設計課程設計說明書 23 則： 8211022800111 9611232780111 .).(.)( αqk .).(.)( αqk τττ σσσ ???????? ???????? 由附圖 32的尺寸系數 ? 由附圖 33 的扭轉尺寸系數 ? 軸按磨削加工，由附圖 34得表面質量 τσ ?? 軸未經表面強化處理，即 1?q? ，則按式 312 及 314b 得綜合系數為： 1721950 1860 821116021950 1770 96111....βεkK....βεkKττττσσσσ?????????????? 合金 鋼的特性系數 3020 .～.σ ?? 取 ??? 15010 .～.τ ?? 取 ??? 則可計算 安全系數 caS 3551 ??????? ? ..σσK σS maaσσ ? 1551 ????????? ? ..ττK τS mταττ ? 2222 .SSS SSSτστσca ????????? ， 故可知其 安全 二 中速軸的設計 選擇軸的材料 該軸 選取 45 鋼 ,調質處理。 初步計算軸的最小直徑 根據表 153，取 1100 ?A ，于是根據公式 30 PdAn?有 3 2 . 0 2 81 1 0 2 4 . 8 01 7 7 . 0 2 4d m