【文章內(nèi)容簡介】 50HBS，大齒輪選用45鋼正火，平均齒面硬度為200HBS。選用8級精度。 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度初步計(jì)算齒輪參數(shù) 因?yàn)槭情]式軟齒面齒輪傳動，故先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，即確定上式各參數(shù)的值:（1）試選=，110897N/mm，u=；（2）；（3）取，取初選螺旋角則由公式可得： ＝[（）] ＝[－（1/30＋1/87）]cos12＝（4）由，查圖1819得區(qū)域系數(shù)Z=；（5）由表105查得材料的彈性影響系數(shù) （6）許用接觸應(yīng)力按計(jì)算。查教材圖1021得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。由教材公式1013計(jì)算應(yīng)力值環(huán)數(shù)N=60nj =601（83005） =10h N=N/u=10查圖1022得接觸疲勞壽命系數(shù)，失效概率為1%,取安全系數(shù),應(yīng)用公式1012得:[]=[]= 取初算小齒輪的分度圓直徑d，得= 確定傳動尺寸（1）計(jì)算圓周速度，因此8級精度合用（2）計(jì)算載荷系數(shù)K。查教材表102可得使用系數(shù)=；根據(jù),7級精度, 查教材由表108得動載系數(shù)K=；查教材表103可得齒間載荷分配系數(shù)；查教材圖108可得齒向載荷分配系數(shù)故載荷系數(shù):（3）對進(jìn)行修正。（4）確定模數(shù)。=，取為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)=4mm（5）計(jì)算中心距。 a===圓整為a=240（6）精算螺旋角。=arccos 因?yàn)棣轮蹬c初選值相差不大，故與β值有關(guān)的數(shù)據(jù)不需修正。（7）精算分度圓直徑。（8）計(jì)算齒寬，取 校核齒根彎曲強(qiáng)度由式可得式中各參數(shù)為：（1）值同前；（2）由當(dāng)量齒數(shù) 由圖81818查得齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)：齒形系數(shù)Y＝ ；Y＝ 應(yīng)力校正系數(shù)Y＝； Y＝（3）計(jì)算斜齒輪的縱向重合度==查圖1021得螺旋角影響系數(shù)為（4）許用彎曲應(yīng)力由式，即按計(jì)算，查圖1015可得彎曲疲勞極限查圖1022可得彎曲疲勞壽命系數(shù)取，安全系數(shù)，故 =滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。（5）低速級各齒輪參數(shù)如下：大小齒輪分度圓直徑：，中心距，模數(shù) 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪3由于直徑較小，采用鍵連接結(jié)構(gòu)；大齒輪4采用孔板式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)尺寸按經(jīng)驗(yàn)公式和后續(xù)設(shè)計(jì)的低速軸配合段直徑計(jì)算，見表34；大齒輪4結(jié)構(gòu)圖參見設(shè)計(jì)圖。高速級齒輪傳動尺寸歸于表35。表34 大齒輪4結(jié)構(gòu)尺寸名 稱結(jié)構(gòu)尺寸經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式結(jié)果/mm轂孔直徑由中間軸設(shè)計(jì)而定65輪轂直徑104輪轂寬度125（取為與齒寬b4相等）腹板最大直徑323板孔分布圓直徑214板孔直徑55腹板厚度38 表33 高速級齒輪傳動的尺寸 表35 低速級齒輪傳動的尺寸名 稱計(jì)算公式結(jié)果/mm名 稱計(jì)算公式結(jié)果/mm法面模數(shù)2法面模數(shù)4法面壓力 角20法面壓力 角20螺旋角β螺旋角β齒數(shù)25齒數(shù)309187傳動比傳動比分度圓直 徑分度圓直 徑齒頂圓直 徑齒頂圓直 徑齒根圓直 徑齒根圓直 徑中心距120中心距240齒寬60齒寬130551254 軸的設(shè)計(jì) 軸的材料選擇和最小直徑估算根據(jù)工作條件，初選軸的材料為45，調(diào)質(zhì)處理。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度法進(jìn)行最小直徑估算，即：。 4.（1）初算軸徑時(shí)，若最小直徑軸段開有鍵槽，還要考慮鍵槽對軸強(qiáng)度的影響。當(dāng)該軸段截面上有一個鍵槽時(shí)，d增大5％~7％，兩個鍵槽時(shí)，d增大10％~15％。A0值查教材表153可得：高速軸A01=126，中間軸A02=120，低速軸A03=112。高速軸：，因高速軸最小直徑處安裝大帶輪，設(shè)有一個鍵槽，則：取為整數(shù)。 中間軸：，因中間軸最小直徑處安裝滾動軸承，取為標(biāo)準(zhǔn)值。 低速軸：，因低速軸最小直徑處安裝聯(lián)軸器，設(shè)有一個鍵槽，參見后面聯(lián)軸器的選擇，取為聯(lián)軸器的孔徑， 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1） 各軸段直徑的確定 ：最小直徑，安裝大帶輪的外伸軸徑。 ：密封處軸段，根據(jù)大帶輪的軸向定位要求，定位高度，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)（擬采用氈圈密封）。 ：滾動軸承處軸段，=30mm。滾動軸承選取7206AC，其尺寸為dDBa=30mm62mm16mm。 ：過渡軸段，由于各級齒輪傳動的線速度均小于2m/s，滾動軸承采用脂潤滑，間隙為10mm，考慮擋油盤的軸向定位，=35mm。齒輪處軸段：由于小齒輪直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，所以軸和齒輪的材料和熱處理方式需一樣，均為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。：滾動軸承處軸段，==30mm。（2）各軸段長度的確定：由大帶輪的轂孔寬度B=50mm確定，=48mm。：由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定，=58mm。：由滾動軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等確定，=36mm。：由裝配關(guān)系、箱體結(jié)構(gòu)等確定，=140mm。：由高速級小齒輪寬度確定。：由滾動軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等確定，=36mm。（3）細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)略，參見中間軸。 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1） 各軸段直徑的確定：最小直徑，滾動軸承處軸段。滾動軸承選取7206AC，其尺寸為dDBa=30mm62mm16mm。：低速級小齒輪軸段，=40mm。：軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求，=55mm。：高速級大齒輪軸段，=40mm。：滾動軸承處軸段，==30mm。（2）各軸段長度的確定：由滾動軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等確定，=40mm。：由低速級小齒輪的轂孔寬度確定，=128mm。：軸環(huán)寬度，=10mm。：由高速級大齒輪的轂孔寬度確定，=53mm。：由滾動軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等確定，=40mm。（3）細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)查教材表101可得高速級大齒輪處鍵bhL=12mm8mm45mm（t=5mm，r=）；低速級小齒輪處鍵bhL=12mm8mm110mm（t=5mm，r=）:；齒輪輪轂與軸的配合選為；滾動軸承與軸的配合采用過渡配合，此軸段的直徑公差選為；查表719，各軸肩處的過渡圓角半徑為2mm，各倒角為C2。 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1） 各軸段直徑的確定：滾動軸承處軸段，=60mm。滾動軸承選取7212AC，其尺寸為dDBa=60mm110mm22mm。：低速級大齒輪軸段，=65mm。：軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求，=80mm。：過渡軸段，考慮擋油盤的軸向定位，=65mm。：滾動軸承處軸段，==60mm。：密封處軸段，根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)（擬采用氈圈密封），=55mm。：最小直徑，安裝聯(lián)軸器的外伸軸段，==42mm。（2）各軸段長度的確定：由滾動軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等確定，=49mm。：由低速級大齒輪的轂孔寬度確定，=123mm。：軸環(huán)寬度，=10mm。：由裝配關(guān)系、箱體結(jié)構(gòu)等確定，=55mm。：由滾動軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等確定，=47mm。：由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定，=52mm。：由聯(lián)軸器的轂孔寬L1=84mm確定，=82mm。（3） 細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)略，參見中間軸。5 軸的校核 軸的力學(xué)模型的建立 軸上力的作用點(diǎn)位置和支點(diǎn)跨距的確定齒輪對軸的力作用點(diǎn)按簡化原則應(yīng)在齒輪寬度的重點(diǎn)。故支點(diǎn)跨距L240mm；低速級小齒輪的力作用點(diǎn)C到左支點(diǎn)A距離，兩齒輪的力作用點(diǎn)之間的距離，高速級大齒輪的力作用點(diǎn)D到右支點(diǎn)B距離。 繪制軸的力學(xué)模型圖初步選定高速級小齒輪為右旋，高速級大齒輪為左旋；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(xué)模型圖見圖51a。圖51 軸的力學(xué)模型及轉(zhuǎn)矩、彎矩圖a)力學(xué)模型圖 b）V面力學(xué)模型圖 c）V面彎矩圖 d)H面彎矩圖e)合成彎矩圖 f)轉(zhuǎn)矩圖 g)當(dāng)量彎矩圖 計(jì)算中間軸上的作用力 齒輪2： 5.（1） 5.（2） 5.（3） 齒輪3： 計(jì)算支反力(1) 垂直面支反力（XZ平面）參看圖51b。由繞支點(diǎn)B的力矩和,得： 5.（4） ,方向向下。同理，由繞支點(diǎn)A的力矩和，得： 5.（5） ，方向也向下。由軸上的合力,校核：，計(jì)算無誤。(2) 水平面支反力（XY平面）。由繞支點(diǎn)B的力矩和,得： 5.（6） 方向向下。同理，由繞支點(diǎn)A的力矩和,得： 5.（7） 方向向下。由軸上的合力,校核：，計(jì)算無誤。 (3）A點(diǎn)總支反力 5.（8） B點(diǎn)總支反力 5.（9） 繪轉(zhuǎn)矩、彎矩圖(1)垂直面內(nèi)的彎矩圖參看圖51c。C處彎矩： 5.（10） D處彎矩： 5.（11）(2)水平面內(nèi)的彎矩圖參看圖51d。C處彎矩：D處彎矩：(3) 合成彎矩圖，參看圖51e。 C處： D處： (4) 轉(zhuǎn)矩圖，參看圖51f。 (5) 當(dāng)量彎矩圖，參看圖51g。因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)軸，所以扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力視為脈動循環(huán)變應(yīng)力，折算系數(shù)α=C處： D處： 彎扭合成強(qiáng)度校核進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。 5.（12）根據(jù)選定的軸材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查教材表151可得。因，故強(qiáng)度足夠。6 零件的選擇與校核 鍵的選擇與校核由中間軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選定：高速級大齒輪處鍵1為bhL=12mm8mm4