【文章內(nèi)容簡介】 d=177。 10 (mm) 式中 : Dmax— 最大加工直徑 ,(mm) 由于初步計算是 在繪制裝配圖之前進行 ,零件的尺寸、形狀和位置尚未確定 ,在繪制正式裝配圖過程中變化也比較大。因此 ,各零件尺寸的初算 ,不詳細(xì)計算 ,待裝配圖繪制之后 ,還需仔細(xì)驗算。所以 ,零件尺寸的初算不用花費過多時間 ,但齒輪模數(shù)計算一定要正確 ,必要時可以結(jié)合類比法確定。 167。 2— 3 結(jié)構(gòu)設(shè)計 — 繪制部件裝配草圖 繪制部件裝配草圖的目的 ,是大致確定變速箱部件中各主要傳動件 (如齒輪、軸、軸承、離合器和箱體等 )的輪廓尺寸、形狀和相對尺寸等。部件裝配草圖是在主要零件尺寸初算的基礎(chǔ)上繪制的 ,又是作為校核驗算零件尺寸的依據(jù)、草圖繪制不 必過分細(xì)致 ,但部件中各主要零件要全 ,尺寸要準(zhǔn)確 ,布局要合理。 裝配草圖的設(shè)計依據(jù)是已確定的主傳動系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)方案 。傳動系統(tǒng)圖 。零件的計算與初算 。參考同類型機床的裝配圖。 一般繪制成 1:1 的展開圖一張 ,M1:2 的截面圖一張 (主要用于表示軸的空間位置和部分操縱機構(gòu) )。 部件裝配草圖的畫法 ,可以參考同類型機床的裝配圖 ,布置齒輪的軸向位置 ,研究齒輪的排列方式 .如果需要限制軸向尺寸 ,可采用公用齒輪或齒輪交替布置 ,或增加定比傳動機構(gòu)。要注意滑移齒輪要有足夠的軸向空間 ,保證滑移齒輪完全脫開后 ,才進入新的嚙合。傳動 軸及軸上零件的軸向定位方式要簡單可靠 ,又要便于裝拆和調(diào)整等。 根據(jù)主軸組件設(shè)計的理論知識 ,參考結(jié)構(gòu)圖冊或同類型機床的結(jié)構(gòu) ,選擇合理的主軸組件的結(jié)構(gòu) ,包括軸承類型、配置與調(diào)整、主軸前端結(jié)構(gòu) (可參考附錄 3) 、主軸的軸向定位方式等。 考慮問題要全面 ,除傳動機構(gòu)、變速機構(gòu)外 ,尚須注意離合器、制動器、操縱機構(gòu)和潤滑密封裝置等 ,都要統(tǒng)盤考慮 ,選擇的形式、布局等要結(jié)合截面 (或剖視 )圖 ,注意空間位置是否會干涉或與移動件相碰撞。 草圖繪制完畢后 ,要請指導(dǎo)教師審閱。 8 167。 2— 4 驗算主要零件 根據(jù)部件裝配圖所確定的零 件尺寸和各零件間的相互位置關(guān)系 ,分析其受力狀態(tài) ,作用力的大小、方向和著力點位置等 ,對主要零件進行比較精確的驗算。 為了節(jié)省時間減少重復(fù)的計算工作 ,可由指導(dǎo)教師指定驗算的零件和驗算內(nèi)容。但學(xué)生應(yīng)明確這些零件一般都是工作情況嚴(yán)重、支承載荷較大。驗算時要著重掌握對問題的分析和計算的方法。當(dāng)驗算結(jié)果不能滿足性能要求時 ,可以改變零件材料、熱處理方法或修改部分結(jié)構(gòu) ,甚至有時要改變原設(shè)計方案。 一 .齒輪模數(shù)驗算 一般按接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度驗算 ,選取某軸上承受載核最大的齒輪 ,即同材料、同模數(shù)齒輪中齒數(shù)最少、齒寬最小的 齒輪進行驗算。 驗算的已知條件為一對嚙合的齒輪齒數(shù) Z Z2,模數(shù) m,齒輪傳遞的功率 N,齒輪的精度等級 (如 8— 8— 7 GB/－ 2022),齒輪材料為 45或 40Cr,進行高頻淬火 G52,轉(zhuǎn)速圖。 １、 按接觸疲勞強度驗算 ???? 12][][ 0 i iNN jj NKKK KKncjcjjm ??? ????21100010?? ? ２、 按彎曲疲勞強度驗算 [ wN ]＝ [ NKKK Kc w Kc jnN cjjmw ?????? 210 100010] ? 式中 ， [ jN ]、 [ wN ]0－分別為按接觸疲勞強度和按彎曲疲勞強度計算所允許傳遞的最大功率， Kw； [ jN ]、 [ wN ]0 分別為在基本條件下，按接觸疲勞強度和按彎曲疲勞強度計算的 Z 、 m 所允許傳遞的功率， Kw； [ jN ]0－由 [1]P254 表 － 80 查??； [ wN ]0－由 [1]P254 表 － 81 查取。 這里基本條件是指：（ 1）齒輪 材料為 45＃鋼，調(diào)質(zhì) T235。 9 (2) 非變位直齒圓柱齒輪； （ 3）齒數(shù)之比 i=1。 (4) ?m? 10 （ 5）小齒輪的計算轉(zhuǎn)數(shù) n=1000rpm。 (6) 加工裝配精確； （ 7） 壽命系數(shù) 1＝?K 。凡不符合上 述基本條件者，在實際使用時 ，就要按上述兩公式，通過相應(yīng)的系數(shù)進行折算。 i－大齒輪與小齒輪齒數(shù)之比， 。112?ZZ m? －尺寬系數(shù) nj－該齒輪的計算轉(zhuǎn)數(shù)， rpm。 K－材料的彈性模量，由 [1]P259 表 － 84； Kcj、 Kcw－分別為材料的接觸和彎曲性能系數(shù)，由 [1]P259 表 － 84。 K1－載荷集中系數(shù) ，由 [1]P259 表 － 87。 K2－動載荷系數(shù)，由 [1]P260 表 － 87。 Ksj、 Ksw－壽命系數(shù)，決定因素較多，計算比較復(fù)雜，詳見[1]P259(7)。經(jīng)計算，在此給定： ???? Ksw＝ ?? 嚙合角影響系數(shù)，非變位齒輪 1?? ； yK －齒形系數(shù)，非變位外嚙合直齒圓柱齒輪 1?yK ； N－齒輪實際傳遞的功率， Kw。 二．傳動軸剛度驗算 選擇一根受載最重的傳動軸（一般是主軸前一根傳動軸，或指導(dǎo)教師制定），核算其裝齒輪處產(chǎn)生的撓度 y 和裝軸承處產(chǎn)生的傾角θ、為什么要進行傳動軸剛度的核算？（略，詳見 [1]P351：六），驗算步驟如下： ，畫出計算簡圖 機床上等徑軸較少，當(dāng)軸的直徑相差不大時， 可把軸看作等徑軸，采用平均直（車床） （銑床） － 嚙 合 角影響系數(shù)，非變位齒輪。1?? 10 徑（各直徑之和除以直徑數(shù)）來進行計算，即 階梯軸 d 平 n ddd n?? ...21＋＝ 花鍵軸 d 平 ＝（ d 外 ＋ d 內(nèi) ） /2 一般常將軸簡化為集中載荷下的簡支梁，選擇該軸上轉(zhuǎn)速最低，受力最大的大齒輪（被動）傳入該軸，選擇該軸上最小的齒輪（主動）傳出，這兩個齒輪處的受力為載荷點進行計算。其受力簡圖為圖一。 Tn。 ).(10955 4 mmNnNT jin ?? 式中 Ni— 該軸傳遞的功率， Kw。 nj— 該 軸的計算轉(zhuǎn)速， rpm。 B 點的力 切向力 )(2 NdTP nBX ? 徑向力 )( 8 )34520()( 000 NPPtgPtgPtgPP BXBXBXBXBXBY ????????? ?? 式中， d— 齒輪的分度圓直徑， d=mZ。 ? — 壓力角，標(biāo)準(zhǔn)齒輪 ? ＝ 200 ； ? — 摩擦角， 3450 ?＝? C 點的力 若傳入軸、該軸、傳出軸三根軸在空間位置的軸 心連線夾角小于 150 ，可以認(rèn)為三軸心在同一直線上（如銑床），按照上面求 B 點力的方法，求出 C 點力即可。 若三軸心不在同一直線上（夾角大于 150 時）需進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，將后一對齒輪（ C點）嚙合力（ CXP? 、 CYP? ）投影到前一個坐標(biāo)（關(guān)于 X、 Y 的坐標(biāo)）之后，在進行撓度計算，車床大都屬于這種情況。如下圖所示： 11 應(yīng)用 [1]P255表 － 16公式，由表 － 17中查取軸的慣性矩 I， E= 100kgf/cm2 ＝ 103N/mm2,在計算中要注意單位的統(tǒng)一，以防出現(xiàn)差錯，力的單位用 N，長度單位用 mm。另外在應(yīng)用表 － 16 中公式進行計算時一定要注意計算簡圖中 a、 b、 x值的相應(yīng)改變。一般將計算結(jié)果列成表格形式（表中給出所有公式）： 第（ ）軸裝齒輪 B、 C 處撓度計算 位置 坐標(biāo)方向 由作用在 B 點的力產(chǎn)生的撓度 由作用在 C 點的力產(chǎn)生的撓度 各坐標(biāo)迭加 合成撓度y 允許值 [y] 結(jié)論 B X 載荷點公式 XBB 任意點 a段內(nèi)公式 XBC XB= XBB ＋ XBC yB=(XB2＋YB2) 表 － 14 合格 Y YBB YBC YB= YBB ＋ YBC C X 任意點 b段內(nèi)公式 XCB 載荷點公式 XCC XC= XCB ＋ XCC yC=(XC2＋YC2) 表 － 14 否 Y YCB YCC YC= YCB ＋ YCC 第（ ）軸裝軸承處 (A、 D)的傾角計算 位置 坐標(biāo)方向 由作用在 B 點的力產(chǎn)生的傾角 由作用在 C 點的力產(chǎn)生的傾角 各坐標(biāo)迭加 合成傾角θ 允許值[θ ] 結(jié)論 A X 左支承公式 θ XB 左支承