【文章內容簡介】 2022 屆?？粕厴I(yè)設計（論文） 14 高速級齒輪設計 a）選精度等級、材料及齒數(shù) 高速級齒輪采用硬齒面?zhèn)鲃?，材料大小齒輪均為 40Cr 鋼，并經調質及其表面淬火，齒面硬度為 48~55HRC 表面淬火，輪齒變形不大，故精度等級不變，為 8 級，選取小齒輪齒數(shù)為 1Z =22，大齒輪齒數(shù)為 錯誤 !未找到引用源。 ， 取 錯誤 !未找到引用源。 b） 按齒面接觸強度設計 同低速級齒輪的設計，已知 載荷系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 1）查手冊的 錯誤 !未找到引用源。 =,錯誤 !未找到引用源。 =,得 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 +錯誤 !未找到引用源。 = 2）按齒面硬度 查 得 小齒輪的接觸疲勞極限 錯誤 !未找到引用源。 ，又接觸疲勞壽命系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 ，得 故 許用力 錯誤 !未找到引用源。 所以，根據(jù)式 錯誤 !未找到引用源。 3）齒寬 錯誤 !未找到引用源。 = 錯誤 !未找到引用源。 模數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 4）齒高 錯誤 !未找到引用源。 ， 得縱向重合 錯誤 !未找到引用源。 5）計算載荷系數(shù) 齊魯工業(yè)大學 2022 屆?？粕厴I(yè)設計（論文） 15 錯誤 !未找到引用源。 根據(jù) v=， 8級精度，查得動載系數(shù) 錯誤 !未找 到引用源。 斜齒輪，查得 錯誤 !未找到引用源。 ， 利用插值法查得 8 級精度，小齒輪相對支承非對稱布置時 將數(shù)據(jù)帶入計算得 錯誤 !未找到引用源。 = 6）按實際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑，由式 錯誤 !未找到引用源。 得 7） 計算模數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 c） 按齒根彎曲強度計算 由 式 錯誤 !未找到引用源。 確定公式內的各計算數(shù)值 1）計算載荷系數(shù) K== 2）查的 錯誤 !未找到引用源。 ,錯誤 !未找到引用源。 查得 錯誤 !未找到引用源。 計算大、小齒輪的 錯誤 !未找到引用源。 并加以比較 故小齒輪較大 設計計算 故 m=, 分度圓直徑 d1= 錯誤 !未找到引用源。 取 1Z =19 齊魯工業(yè)大學 2022 屆?？粕厴I(yè)設計（論文） 16 錯誤 !未找到引用源。 ，取 2Z =67 幾何尺寸計算 1）中心距 錯誤 !未找到引用源。 ，圓整為 a= 109mm 2）修正螺旋角 錯誤 !未找到引用源。 因 ? 值變化不 大，故參數(shù) Ha ZK , ?? 等值不必修正 3）計算大小齒輪的分度圓直徑 錯誤 !未找到引用源。 = mm 錯誤 !未找到引用源。 4）計算齒輪寬度 錯誤 !未找到引用源。 圓整 錯誤 !未找到引用源。 結構設計 因大齒輪齒頂圓直徑大于 160mm，而又小于 500mm，故以選用腹板式結構， 高速級齒輪主要尺寸和參數(shù)如下表 2 表 22 高速級齒輪的主要尺寸和參數(shù) 大齒輪 小齒輪 大齒輪 小齒輪 法 向 模 數(shù)m/mm 25 25 齒 根 高mm/hf 法向壓力角?/? ?20 ?20 齒頂圓直徑mmda/ 全齒高mmh/ 分度圓直徑d 螺旋角 ?/? 齒根圓直徑mm/df 齒頂高系數(shù)?nah 1 1 中心距 a/mm 109 法面頂隙系數(shù) n?C 齒數(shù)比 ? 齒厚mm/Sn/ 齒寬 b /mm 48 53 齊魯工業(yè)大學 2022 屆?？粕厴I(yè)設計（論文） 17 齒頂高mmha/ 齒數(shù) Z 67 19 軸的設計 低速軸的設計 裝配方案圖 圖 23 低速軸的裝配草圖 初步確定軸的最小直徑 1）由前面得，軸上功率 P3=，轉速 n3=，轉矩 T3=錯誤 !未找到引用源。 N m 2）求作用于齒上的力 已知大齒輪分度圓直 徑為 錯誤 !未找到引用源。 得 圓周力 tF ，徑向力 rF 及軸向力 aF 分別為 選軸的材料為 45 鋼，調制處理，查手冊取 A0=112，得 齊魯工業(yè)大學 2022 屆?？粕厴I(yè)設計（論文） 18 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 dⅠ－Ⅱ ，為使所選的軸的直徑 dⅠ－Ⅱ 與聯(lián)軸器的孔徑相適應，故需同時選取聯(lián)軸器型號 聯(lián)軸器的計算轉矩 錯誤 !未找到引用源。 按照計算轉矩 caT 應小于聯(lián)軸器公稱轉矩的條件，查標準 GB/T 50142022，選用 LT9型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉矩 ? ,半聯(lián)軸器的孔徑為dⅠ Ⅱ =50mm，半聯(lián)軸器長度 L=112mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為 L1=112mm 軸的結構設計 （ 1）擬定的裝配方案如上圖 3， （ 2）根據(jù)軸向定位的要求，確定軸的各段的直徑和長度 1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，Ⅰ Ⅱ軸段右端需制出一軸肩，故?、?Ⅲ段直徑 dⅡ Ⅲ =56mm,左端用軸端擋圈 定位，按擋圈直徑 D=60mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 L1=112mm，為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端面上，故?、?Ⅱ長度應比 L1略短一些，取 LⅠ Ⅱ =110mm 2）初選滾動軸承 因軸承同時受徑向力和軸向力作用，故選用單列圓錐滾子軸承。根據(jù)工作要求并由 dⅡ Ⅲ =55mm,由軸承產品目錄列表中初選 0基本游隙組、標準精度級的單列圓錐滾子軸承 30212， 其尺寸為 d D T=60mm 110mm ，故 dⅢ Ⅳ =dⅦ Ⅷ =60mm， 而 LⅦ Ⅷ = 右端軸承采用軸肩進行軸 向定位，查的 30212 型軸承的定位軸肩高度為 h=5mm，故取 dⅥ Ⅶ =70mm 3)取安裝齒輪處的軸段Ⅳ－Ⅴ的直徑為 dⅣ－Ⅴ =65mm，齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為 B2=103mm,為使套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸段應略短于輪轂寬度，故取 LⅣ－Ⅴ =98mm，齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度 h,故 dⅤ－Ⅵ =75mm，軸環(huán)寬度 b,取 LⅤ－Ⅵ =10mm 4）軸承端蓋總寬度為 20mm，由軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距 離為 L=30mm，所以 LⅡ－Ⅲ =50mm 5）取齒輪距箱體內壁的距離為 a=16mm，兩圓柱齒輪間距離 c=20mm,考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時應距箱體內壁一段距離 s，取 s=8mm，已知軸承寬度 T=，大齒輪輪轂長 L=49mm 則 LⅢ－Ⅵ =T+s+a+(10398)= LⅥ－Ⅶ =L+c+a+sLⅤ－Ⅵ =83mm 各尺寸如下圖 4 （ 3）軸上零件的周向定位 齊魯工業(yè)大學 2022 屆?？粕厴I(yè)設計（論文） 19 齒輪、聯(lián)軸器、與軸的周向定位均采用平鍵連接。按 dⅣ －Ⅴ 查手冊的平鍵截面b h=18 11，鍵槽用鍵槽銑刀加工長為 90mm；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接采用平鍵為 16mm 10mm 100mm （ 4）確定軸上圓角和倒角尺寸 查手冊，取軸端側角為錯誤 !未找到引用源。 圖 24 低速軸基本尺寸 中間軸設計 裝配方案圖（見圖 5） 初步確定軸的最小直徑 選軸的材料為 45鋼，調制處理，查手冊取 A0=112，于是的 由 dmin選擇滾動軸承 因軸承同時受徑向力 和軸向力作用，故選用單列圓錐滾子軸承。根據(jù)工作要求并由 dⅡ Ⅲ =55mm,由軸承產品目錄列表中初選 0 基本游隙組、標準精度級的單列圓錐滾子軸承 30207，其尺寸為 d D T=35mm 72mm ，故dⅠ Ⅱ =dⅤ Ⅵ 35mm， dⅣ Ⅴ =dⅡ Ⅲ =40mm，由于軸肩高度 h,故取 h=6，故 齊魯工業(yè)大學 2022 屆?？粕厴I(yè)設計（論文） 20 dⅢ Ⅳ =52mm。中間軸的各尺寸圖見圖 6。 圖 25 中間軸的裝配方案圖 軸上零件的周向定位 齒輪與軸的周向 定位均采用平鍵連接。按 dⅡ Ⅲ 查手冊的平鍵截面b h=12 8，鍵槽用鍵槽銑刀加工長為 100mm；同樣，按 dⅣ Ⅴ 查手冊的平鍵截面b h=12 8，鍵槽用鍵槽銑刀加工長為 36mm。 確定軸上圓角和倒角尺寸 查手冊，取軸端側角為 2 45?? ，各軸端半徑為 R2. 高速軸的設計 設計過程同低速軸與中間軸，計算過程略，通過計算，得到各軸基本尺寸： dⅠ Ⅱ =23mm,dⅡ Ⅲ =27mm,dⅢ Ⅳ =dⅧ Ⅷ =35mm, 選 用 軸 承 為 30207 ，d D T=35mm 72mm ， dⅤ Ⅵ =， dⅣ Ⅴ =dⅤ Ⅶ =39mm。 高速軸各尺寸圖略。 軸的校核 軸的力學模型的建立 1）軸上力的作用點位置和支點跨距的確定 齒輪對軸的作用點按照簡化的原則應在齒輪寬度中點，因此可決定低速軸上齒輪的作用點位置，軸上安裝的軸承由表可知他的負荷作用中心到軸承端面的距離a=。古可計算出支點跨距和軸上各力作用相互位置尺寸，支點跨距L=，齒輪作用點 C 到左支點 A 的距離 L1=,C 點到右支點 B 之間的距離 L2=。 齊魯工業(yè)大學 2022 屆?？粕厴I(yè)設計（論文） 21 圖 26 中間軸的基本尺寸 2）繪制軸的力學模型圖 初步選定高速級小齒輪為左旋，高速級大齒輪為右旋，根據(jù)中間軸所受軸向力最小的要求，低速級小齒輪為左旋，低速級大齒輪為右旋。根據(jù)要求的傳動速度方向，繪制軸的力學模型如圖 7。 計算軸上的作用力 錯誤 !未找到引用源。 = 計算支反力 1）垂直面的支反力 由繞支點的力矩和∑ MBr=0，得 錯誤 !未找到引用源。 N 錯誤 !未找到引用源。 齊魯工業(yè)大學 2022 屆?？粕厴I(yè)設計（論文） 22 圖 27軸的力學模型圖 齊魯工業(yè)大學 2022 屆?？粕厴I(yè)設計（論文） 23 2)水平面支反力 由繞支點的力矩和∑ MBH=0， 得 得， 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 =2 3） A點的總支反力 繪轉矩、彎矩圖 1）垂直面的彎矩圖 C處彎矩 錯誤 !未找到引用源。 = !未找到引用源。 2）水平 面內的彎矩圖 錯誤 !未找到引用源。 3）合成彎矩圖，參看 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 4）扭矩圖 齊魯工業(yè)大學 2022 屆?？粕厴I(yè)設計（論文） 24 錯誤 !未找到引用源。 5)當量彎矩 將扭轉切應力視為脈動循環(huán)變應力，折算系數(shù) α = 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 彎扭合成強度校核 進行校核的通常只校核軸上受力最大彎矩和扭矩的截面 C（即危險截面c） 根據(jù)選定軸的材料 45號鋼，調制 處理， [σ ]=60Mpa,因 σ ca[σ ]， 低速軸校核安全。 鋼筋切斷機的摩擦、磨損和潤滑 摩擦是不可避免的自然現(xiàn)象，摩擦得結果造成機器的能量損耗、效率降低、溫度升高、出現(xiàn)噪聲、性能下降的問題。摩擦必然會造成磨損，在實際應用中有許多零件都 因磨損過渡而報廢。潤滑則是改善摩擦、減緩磨損的有效方法。 切斷機中的摩擦主要是軸承的摩擦，而磨損包括滑動摩擦和滾動摩擦。軸承就是滾動摩擦，其摩擦力較小損耗也較小。摩擦得結果勢必會造成磨損，而影響磨損的因素也有很多，主要有載荷大小、材料匹配、潤滑狀況、工作溫度等。 為減少磨損需要從這些方面入手，采取各種有效方法，減少磨損。 減少磨損的主要方法有： 。 ，按照基本磨損形式正確選擇材料是提高機械和零件耐磨性的關鍵之一。 少磨損。 ，正確合理的結構設計是減少磨損和提高耐磨性的有效途徑。 。 齊魯工業(yè)大學 2022 屆?？粕厴I(yè)設計（論文） 25 第三章 結 論