【文章內(nèi)容簡介】 傳遞的轉(zhuǎn)矩，試選載荷系數(shù)）初定螺旋角（? 軸面重合度 a a n1d ????? ??????z 因?yàn)?1??? ，由式（ 7— 27） 得 重合度系數(shù) a ?? ??Z （ 7） 確定螺旋系數(shù) ?? ??Z （ 8） 計(jì)算所需最小齒輪直徑 t1d 3 22])([))(1(21 HuZZZZuKTd dHE ?????? 3 23 5 )( ????? ????? 由上式得 ? 13 / 44 （ 1） 確定使用系數(shù) 1KA? （ 2） 確定動載系數(shù) vK 計(jì)算圓周速度 m / s , 000 dv 1t1 ?????? n? 故前面取 8級精度合理，由齒輪的速度和精度查圖 78【 1】 ? mmmmmKtKddKKKKKmmdbKtHVHt80127)6()5(3311A1d??????????計(jì)算模數(shù)）（修正分度圓直徑，由式計(jì)算載荷系數(shù)）確定齒向載荷系數(shù)（齒寬初定）確定齒間載荷系數(shù)（????? 計(jì)算單位寬度載荷值： mmNmmNbd TKbFK AtA /100/ 1 ??? 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 由式（ 728）【 1】得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 3 12 ][c o s2 2 FdSaFan zYYYYKTm ???? ?? 確定上式中的各計(jì)算數(shù)值如下 （ 1） 由圖 721（ a）【 1】取 M P aM P a FF 2 2 0,3 0 0 2lim1lim ?? ?? （ 2） 由圖 722【 1】差得彎曲疲勞壽命系數(shù) 1Y 21 ?? NN Y （ 3） 由表 78【 1】查的彎曲疲勞安全系數(shù) ?FS （ 4） 由圖 723【 1】差得尺寸系數(shù) 1?XY 14 / 44 （ 5） 由式（ 722）得許用彎曲應(yīng)力 ? ?? ? M P aS YYYM P aS YYYFXNStFFFXNStFF 112220 1123002l i m1l i m21???????????????? （ 6） 確定計(jì)算載荷 K 初步確定齒高 h==， b/h= 查圖 712【 1】得 , A ??? ??? FVF KKKKKK 計(jì)算載荷 （ 7） 確定齒形系數(shù) FaY 當(dāng)量齒數(shù)為 12022c os108, os 243231 ???? ?? VV ZZ 由圖 716【 1】查的 , 21 ?? FaFa YY （ 8） 由圖查得應(yīng)力校正系數(shù) , 21 ?? SaSa YY （ 9） 計(jì)算大小齒輪的 ? ?FSaFaYY? 值 ? ? ? ? , 2211 ?????? F SaFaF SaFa YYYY ?? 大齒輪的數(shù)值大。 （ 10） 求重合度系數(shù) ?Y 。 端面壓力角 ?)c ost a na rc t a n( ?? ??? nt 基圓螺旋角的余弦值為 ?b? 當(dāng)量齒輪端面重合度，由式（ 730） 得 os 22an ??? ba ??? 15 / 44 按式（ 730）計(jì)算 ???anY ?? （ 11） 由圖 725得螺旋角影響系數(shù) ??Y （ 12） 將上述各值代入公式計(jì)算，得 ? ?mmzYYYYKTmFdSaFan o c o s232253 2121222??????????????? ?? 由于齒輪的模數(shù) nm 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度，所以將計(jì)算出來的 nm = ?1d 80mm，協(xié)調(diào)相關(guān)參數(shù)和尺寸為 263 15c o s80c o s1211????????uzzmdz ?? 這樣設(shè)計(jì)出來的齒輪能在保證滿足彎曲強(qiáng)度的前提下，取較多的齒數(shù)，做到結(jié)構(gòu)緊湊，減少浪費(fèi)，且重合度增加，傳動平穩(wěn)。 齒輪幾何尺寸計(jì)算 （ 1）中心距 mmmzza n 15c os2 3)11726(c os2 )( 21 ?????? ?? 把中心距圓整成 223mm。 （ 2） 修正螺旋角 ? 3)11726(a rc c os2 )(a rc c os 21 ?? ????? a mzz n? 螺旋角變化不大，所以相關(guān)參數(shù)不必修正。 （ 3）分度圓直徑 16 / 44 mmmzdmmmzdnn o s 3117c o s o s 326c o s2111???????????? （ 4）確定齒寬 mmbmmbmmdb 60,50, 121 ?????? 取? 由低速級齒輪設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，根據(jù)文獻(xiàn)【 3】表 可對直齒圓錐齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下表 所示 名稱 符號 計(jì)算公式 小齒輪 大齒輪 螺旋角 ? ??? 傳動比 i ?i 齒數(shù) z 261?z 1172?z 基圓螺旋角 ?b ? ? ? ?a r c ta n ta n c o s a r c ta n 0 .2 1 8 8 c o s 2 0 1 3 3 4 0? ? ? ? ??? ? ? ? ? ?bt 法面模數(shù) nm ?nm 端面模數(shù) tm ?? ?nt mm 法面壓力角 ?n 20???n 端面壓力角 ?t ?)c ost a na rc t a n( ?? ?nt aa 法面齒距 nP ?? nn mp ? 端面齒距 tP ?? tt mp ? 法面基圓齒距 bnP s ?? nnbn app 法面齒頂高系數(shù) *anh * 1?anh 法面頂隙系數(shù) *nc * ?nc 分度圓直徑 d 821?d 3652 ?d 表 17 / 44 基圓直徑 bd 77co s11 ?? tb add o s22 ?? tb add 齒頂高 ah ?? ?anna hmh 齒根高 fh *)*( ??? nannf chmh 齒頂圓直徑 ad 88211 ??? aa hdd 371222 ??? aa hdd 齒根圓直徑 fd ??? ff hdd ??? ff hdd 標(biāo)準(zhǔn)中心距 a os2 3)11726(c os2 )( 21 ???????? nmzza 齒寬 b 501?b 602?b 結(jié)構(gòu)形式 齒輪軸式 腹板式 18 / 44 8 軸的設(shè)計(jì) 和計(jì)算 軸的受力分析 高 速級齒輪設(shè)計(jì)可求得 小 斜齒輪的嚙合力： 小 斜齒輪的分度圓直徑： d =82mm 小 斜齒輪的圓周力： NdTFt 30802 d 3 ?? 小 斜齒輪 的徑向力： NFF ntr 116 5c ostan ?? ?? 小 斜齒輪的軸向力： NFF ta 8 75tan ?? ? 由于 因?yàn)榻?jīng)過了帶的減速傳動，則 軸轉(zhuǎn)速不高，但受力較大，故 初步 選取軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 硬度 HBS217~255，強(qiáng)度極限 MPab 650?? ，屈服極限 MPas 360?? ， 根據(jù)文獻(xiàn)中算式可初步估算軸的最小直徑， mmnPAd in ?? 式中： A— 最小直徑系 數(shù)，查得 A=112 P— 高 速軸的功率（ KW），由表可知： P= 19 / 44 n— 高 速軸的轉(zhuǎn)速（ r/min），由表可知： n=320r/min 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1). 擬定軸上零件的裝配方案 高速 軸的裝配方案如下圖所示， 圖 1 1， 5— 滾動軸承 2— 軸 3— 齒輪軸的齒輪段 6— 軸承蓋 (2).根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 ①軸段左端需要一個定位軸肩，取直徑 mmd 651 ? ；帶輪左端用軸端擋圈固 定， 因?yàn)檩S頭長度是由所裝零件的輪轂長度決定的，查參考資料 [2]表 212，根據(jù)帶根數(shù)可知輪轂長度為70mm ，由軸長要比輪轂寬度小 2~3mm，所以則取第一段長度 682701 ???L mm ②段：對于階梯軸的臺階，當(dāng)相鄰軸段直徑變化起定位作用時，軸徑變化應(yīng)大些，取3~5mm ，故取 mmd 652 ? 根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對軸承添加潤滑脂的要求和箱 體的厚度，取端蓋的外端面與帶輪的左端面間的距離為 mm30 左右，則取該段的長度 mmL 502 ? 。 高速軸的結(jié)構(gòu)與裝配 20 / 44 ③段：該段裝有滾動軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用 6214型軸承，查參考資料 [2]表 154得其基本尺寸 mmd 70? 、 mmD 125? 、 mmB 24? ，則該段的直徑為 mmd 703 ? ，長度取 mmL 403 ? 。 ④段：該段為滾動軸承的定位軸肩，其直徑應(yīng)小于滾動軸承的內(nèi)圈外徑，取 mmd 734 ? ，長度 mmL 204 ? ⑤段：該段為齒輪軸段，由于齒輪的寬度為 50mm ，則取此段長度為 mmL 505 ? 。 ⑥段：該段為滾動軸承的定位軸肩，其直徑應(yīng)小于滾動軸承的內(nèi)圈外徑，取 mmd 736 ? ，長度 mmL 206 ? 。 ⑦段：該 段為滾動軸承安裝出處，取軸徑為 mmd 707 ? ，長度 mmL 357 ? 確定軸上圓角和倒角尺寸。參考表 122，取軸端倒角為 2 ?45 各軸肩處用倒角。 軸的參數(shù) 參數(shù) 符號 軸的截面（ mm） ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 軸段長度 l 68 50 40 20 50 20 35 軸段直徑 d 60 65 70 73 88 73 70 軸肩高度 h 5 5 3 15 15 3 表 8— 1 （ 3） .軸上零件的周向定位。 帶輪的周向定位采用平鍵聯(lián)接。按 mmd 681 ? ，由手冊查的平鍵截面 1118???hb 鍵長度為 56mm。為保證帶輪與軸的配合有良好的對中性，選擇帶輪輪轂與軸的配合為 H7/n6。深溝球軸承與軸的周向定位是借過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6. . 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的設(shè)計(jì)簡圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時，應(yīng)從 深溝球軸承 值入手。對于 6214 深溝球 軸承，由上表中可知 寬 B=24mm。因此，作為簡支梁的軸的支承跨距?ABL 114 mm。 如圖： L=112mm， K=113mm，由 V帶設(shè)計(jì)與計(jì)算知， V帶對軸的壓力 Q=1555N 1） .求垂直面對支反力和軸向力 FV1= ???? L LFLF ar 2/2/ 11 21 / 44 FV2= ?Fr FV1= 2）、求水平面的支反力 3）、求力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力 NFQFNLQKFFFF,12!????? 4)、繪制垂直面內(nèi)的彎矩圖 NLFMNLFMvvvv5 1 8 7 02/1 3 3 7 02/2211?????? 5）、繪制水平面內(nèi)的彎矩圖 NLFM HH 8 6 2 4 02/1 ??? 6)、總彎矩圖 mmNMMM VH .8 7 2 7 022 11 ??? mmNMMM VH .1 0 0 6 3 722 22 ??? 7)、求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 NdFT t 1 3 5 5 2 02/5 ??? NFFF tHH 1 5 4 02/121 ??? 22 / 44 垂直面內(nèi)水平面內(nèi)