【文章內(nèi)容簡介】 101 選得小齒輪的材料均為 40rc （調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS； 大齒輪的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS，二者的硬度差為 40HBS。 2） 精度等級選用 8 級 ,選取小齒輪比為 1 20z? ，則大齒輪 2 1 1 2 0 3 .1 6 2z z i? ? ? ? ?,取2 62z ? ， 螺旋角 14?? 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 由設(shè)計公式進(jìn)行試算，即 21131 11 ()2 HEt dHitiTk ZZd?? ? ???????? 1） 確定公式內(nèi)的各計算 數(shù)值 1試選載荷系數(shù) tk?。 2計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 611 9 5 5 0 0 0 0 7 . 6 99 5 5 0 0 0 0 1 . 2 9 8 1 05 6 . 5 9pT N m m N m mn??? ? ? ? ? ? 3由表 107 取 1d?? 。 4由表 106 查得材料的彈性影響系數(shù) MP? 。 5由圖 1021d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim 1 600H MPa? ? ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim 2 550H MPa? ? 。 6由式 60 hN n jL?? 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ? ? 71 6 0 6 0 5 6 .5 9 1 8 3 0 0 1 0 8 .1 4 9 1 0hjLNn ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 7 72 8 .1 4 9 1 0 2 .6 3 1 03 .1N ?? ? ? 7由圖 1019 查得接觸疲勞壽命系數(shù) 1 ? ， 2 ? 。 8計算接觸疲勞許用應(yīng)力 (失效概率 1%,安全系數(shù) S=1) ? ? 1 l im11 1 .1 6 6 0 0 6 9 6HN H M P aSK? ?? ? ? ? ? ? 2 l i m 22 1 . 2 2 5 5 0 6 7 1HN H M P aSK? ?? ? ? ? 9許用接觸應(yīng)力 ? ? ? ?? ? ? ?12 69 6 67 1 68 HHH MPa MPa??? ? ??? ? ? ??? 10由圖 1030 選取區(qū)域系數(shù) ? 。 11由圖 1026 查得 1 ?? ? ， 2 ?? ? ， 則 12 0. 79 0. 85 1. 64? ? ?? ? ?? ? ? ? ?。 2）計算 1試計算小齒輪的分度圓直徑 1td ， 由計算公式得 3 216 1 33 18 ( ) 92 .11 4 67 12 10t mm mmd ??? ? ? ??? ? ? 2計算齒輪的圓周速度 1 3 . 1 4 9 2 . 1 5 6 . 5 9 0 . 2 76 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0tdn mv s? ? ??? ? ??? 3計算齒寬 b 及模數(shù) ntm 1 1 92. 1 92. 1dtb d m m m m?? ? ? ? 1 1c o s 9 2 . 1 c o s 1 4 4 . 4 620tnt d mmzm ? ?? ? ? 2 .2 5 2 .2 5 4 .4 6 1 0 .0 4 4nth m m m? ? ? ? 9 2 .1 9 .21 0 .0 4 4b h ?? 4計算縱向重合度?? 10 .3 1 8 ta n 0 .3 1 8 1 2 0 ta n 1 4 1 .5 8 6d Z? ??? ? ? ? ? ? ? 5計算載荷系數(shù) 已知使用系數(shù) AK ?，根據(jù) s? ， 8 級精度，由圖 108 查得動載荷系數(shù) ? 由表 103 查得 ????,從表 104 查得 ? ? ,由圖 1013 查得FK?=,故載荷系數(shù) 1 1. 05 1. 42 1 1. 2 1. 79A V H HK K K K K??? ? ? ? ? ? 6按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 3311 1 . 7 99 2 . 1 9 5 . 6 1 61 . 6t tK mmdd K? ? ? ? 7計算模數(shù) nm 11c o s 1 4 9 5 . 6 1 6 c o s 1 4 4 . 6 2 620n mmdm Z?? ? ? 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 由式 ? ?213 212 cos Fa San FdK T Y YYm Z???????? 1） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1計算載荷系數(shù) 1 1. 05 1. 2 1. 35 1. 70 1A V F FK K K K K??? ? ? ? ? ? 2根據(jù)縱向重合度 ?? ?,從圖 1028 查得螺旋角影響系數(shù) ? ? 。 3由圖 1020d 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 1 500FE MPa? ? ； 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 2 380FE MPa? ? 4由圖 1018 查得彎 曲疲勞壽命系數(shù) 1 ? 2 ? 5計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1 ? ? 1 11 0 . 9 2 5 0 0 3 2 8 . 5 71 . 4FN FEF M P aSK? ? ?? ? ? ? ? 2 22 0 . 9 5 3 8 0 2 5 7 . 8 61 . 4FN FEF M P aSK? ? ?? ? ? 6查取齒形系數(shù) 由表 105 查得 1 ? 2 ? 7查取應(yīng)力校正系數(shù) 由 表 105 查得 1 ? 2 ? 8計算大小齒輪的 ? ?Fa SaFYY? 并加以比較 ? ?111 2 . 7 4 1 . 5 8 6 0 . 0 1 3 03 2 8 . 5 7F a S aFYY? ??? ? ?222 2 .2 6 1 .7 4 0 .0 1 5 02 5 7 .8 6F a S aFYY? ??? 經(jīng)比較得大齒輪的數(shù)值大。 9計算當(dāng)量齒數(shù) 11 3324 0 2 1 . 8 9c o s c o s 1 4v zz ?? ? ? 22 3362 6 7 . 8 7c o s c o s 1 4v zz ?? ? ? 2) 設(shè)計計算 ? ?2 6213 32212 c os 2 10 c os 14 20Fa San FdK T Y YY mmm Z?????? ? ? ? ?? ? ? ? ??? 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算得法面模數(shù) nm 大于由 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，取 5n mmm ? ，已可滿足 彎曲強(qiáng)度。但為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 1 ? 來計算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由 11c o s 9 5 . 6 c o s 1 4 195ndZ m ? ?? ? ?， 取 1 19Z? ， 則 21 19 59iZZ? ? ? ? ?，取 2 115Z ? 。 幾何尺寸計算 1計算中心距 ? ? ? ?12 2 1 5 9 3 . 5 5 2 0 0 . 92 c o s 2 c o s 1 4nma m mZZ ?? ??? ? ? 將中心距圓整后取 269a mm? 。 2按圓整后的中心距修整螺旋角 ? ? ? ?12 1 9 5 9 5a r c c o s a r c c o s 1 4 . 0 72 2 2 0 0nmaZZ? ? ??? ? ?? 因 ? 值改變不大，所以參數(shù) ?? 、 K? 、 HZ 等不必修正。 3計算大小齒輪的分度圓直徑 11 1 9 5 9 7 .9c o s c o s 1 4 .0 7nd m mmZ ? ?? ? ? 22 5 9 5 304c o s c o s 1 4 .0 7nd m mmZ ? ?? ? ? 4計算齒輪寬度 1 1 m md?? ? ? ? 取齒寬 ： 2B =98mm, 1B =103mm 高、低速級齒輪參數(shù) 名稱 高速級 低速級 中心距 a(mm) 208 200 法面摸數(shù) (mm) 5 螺旋角 （ 176。） 齒頂高系數(shù) *ah 1 1 頂隙系數(shù) c? 壓力角 ? 20 20 齒 數(shù) 18 19 81 59 分度圓 直徑 （ mm） (mm) 342 304 齒 寬 （ mm） 80 103 （ mm） 75 98 齒輪等級精度 8 8 材料及熱處理 40rc 、 45，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬 火 ， 齒 輪 硬 度 分 別 為280HBS、 240HBS 40rc 、 45，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬 火 ， 齒 輪 硬 度 分 別 為280HBS、 240HBS 四、軸系零件的設(shè)計計算 輸入軸的設(shè)計計算 1）輸入軸上的功率1p、轉(zhuǎn)速 1n 及轉(zhuǎn)矩 1T 111 8 .0 9 , 2 4 3 / m in , 3 1 7KW r N mp n T? ? ? ? 2）求作用在齒輪 1 上的力 因已知齒輪分度圓直徑1 = d 311 12 2 3 1 7 = = = 1 9 8 1 2 . 5 N7 4 . 2T 10dtF?? 1ta n 1 9 8 1 2 . 5 ta n 2 0 = = = 7 4 3 4 Nc o s c o s 1 4 . 0 6F t nrF ??? ? 1 = tg = 1 9 8 1 2 .5 1 4 .0 6 = 4 9 6 2 N Fat tgF ? ? 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，選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 根據(jù)表 15— 3，取0=100A，于是得： 1 33om i n18 .0 9= = 1 0 0 = 3 2 m m243d A Pn ? 4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1 擬定軸上零件的裝配方案，如圖所示 2 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。 1 根據(jù)計算的最小直徑取軸的直徑 12d? =32mm。為了滿足帶輪得軸向定位要求， 12 軸右端需制出一軸肩，故 23 段得直徑 d 32? =37mm。由帶輪寬度確定 1 118mmL ? 。 2 初步選擇滾動軸承。 因軸承同時受到徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求，并根據(jù)d 32? =37mm,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取單列圓錐滾子軸承，其型號為 30208，其尺寸為40 80 D T mm? ? ? ? ?, 查得 a=17, 根 據(jù) 軸 肩 選 3 4 7 8 40 mmdd????；而7 8 3 4 mmll???? 。右端滾動軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，因此，取 67 47mmd ? ? 。 3 取 45 段的直徑45 47mmd ? ?； 取安裝齒輪處的軸段 56 的直徑56 ? ?，根據(jù)齒輪寬度 80mm,取56 80mml ? ?。 4 軸承端蓋的總寬度為 32mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆，及便于對軸承添加潤滑脂的要求。取端蓋的外端面與帶輪右端面間的距離， L=26mm 故取23 58mml ? ?。 5 取齒輪距箱體內(nèi)壁之間的距離 15a mm? ,考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離 s，取是 8s mm? ，則 67 15 8 23a s m ml ? ? ? ? ? ?。中間軸和低 速 軸 兩 齒 輪 的 距 離 20c mm? ， 第 二 對 齒 輪 的 主 動 齒 輪 齒 寬 為 130mm ，則45 8 15 13 0 20 2. 5 2 16 8 mml ? ? ? ? ? ? ? ?。 致此已初步確定了軸的各段直徑和長度。 3 軸上零件的周向定位 帶輪與軸的周向定位采用平鍵連接，按 截面 12d? =32mm ，查表查得平鍵 截面10 8b h mm? ? ? ，鍵長為 56mm，它們之間的配合采用 76HK 。 4 確定軸上的圓角和倒角尺寸 參考表 152，取軸端倒角為 45? ，左段 4 處軸肩的倒角為 mm,右端軸肩角半徑 R=2mm。 5） 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算 簡圖 ,從上已經(jīng)知道 ,對于圓錐滾子軸承 30208,由手冊中可查得 a=17mm,作為簡支梁的軸的支承跨距 23 20 0. 75 55 .5 25 6. 25 mmll? ? ? ?。對軸進(jìn)行計算并做出彎矩圖和扭矩圖。 對水平面進(jìn)行計算： 122 2 3 31 9 8 1 2 .5()N H N H tN H tF F F NFFl l l? ? ?? ? ? ?? 12550314 30 7. 8NHNHFN??? ?? 1 2 NH N m mlMF? ?