【文章內(nèi)容簡介】 4=100mmzv3=27zv4=90KA=,KV=,KFα=由圖29查得齒向載荷分布系數(shù)KFβ=,其中bh=4=由圖220查得齒形系數(shù)YFa3=,YFa4=。（非變位）由圖221查得應力修正系數(shù)YSa3=,YSa4=。（非變位）重合度系數(shù)Yε為Yε=+=++=cosβb=cosβcosαncosαt=176。cos20176。176。=由圖222查得螺旋角系數(shù)Yβ=齒根彎曲應力為σF3=KAKVKFβKFαFtmnbYFa1YSa1YεYβ=13877581004=σF4=σF3YFa3YSa3YFa4YSa4== 計算許用彎曲應力σFP 彎曲疲勞強度校核由式（217）σFP=σFlimYSTYNTYVrelTYRrelTYXSFmin由圖230查得齒根彎曲疲勞極限σFlim3=305MPa,σFlim4=300MPa由表217查得彎曲強度最小安全系數(shù)SFmin=（較高可靠度）由圖233查得彎曲強度尺寸系數(shù)YX3=YX4=1由圖232查得彎曲強度壽命系數(shù)YNT3=,YNT4=（應力循環(huán)次數(shù)確定同接觸疲勞強度校核），應力修正系數(shù)YST3=YST4=2相對齒根圓角敏感及表面狀況系數(shù)為YVrelT3=YRrelT3=YVrelT4=YRrelT4=1許用齒根應力為σFP3=305211=σFP4=300211=σF3=σFP4σF4=σFP4合格。項目內(nèi)容設(shè)計計算依據(jù)和過程計算結(jié)果五、 高速軸的設(shè)計與校核[3] p471. 選擇材料和熱處理2. 按扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑3. 初步設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)根據(jù)軸的使用條件，選擇45鋼，正火，硬度HB=170~217查表13，取C=112，根據(jù)式（12）得d≥C?3Pn=112=結(jié)合所選電機Y160L6，其輸出軸徑為42mm，按聯(lián)軸器的標準系列，取軸徑d=30mm，軸孔長度L=82mm。初選中深溝球軸承6208，軸承尺寸為內(nèi)徑d=40mm，外徑D=80mm，寬度B=18mm。初步設(shè)計的結(jié)構(gòu)如圖5 1所示。小齒輪頂圓直徑da=68mm2d‘=80mm，故將軸1做成齒輪軸。材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度HB=280。d=30mmL=82mm圖5 1項目內(nèi)容設(shè)計計算依據(jù)和過程計算結(jié)果4. 軸的空間受力分析 當軸逆時針轉(zhuǎn)動（定義為正轉(zhuǎn)）考慮到電梯存在上升和下降兩種情況，因此電機也會有正傳和逆轉(zhuǎn)，下面將會就兩種情況分別進行討論。軸所受到的外載荷為轉(zhuǎn)矩和小齒輪上的作用力，空間受力如圖5 2所示圖5 2參考齒輪傳動的受力分析如下：輸入軸的轉(zhuǎn)矩為T1=106Pn=106=87427N?mm小齒輪圓周力為Ft1=2T1d1=28742765=2690N小齒輪徑向力為 當軸逆轉(zhuǎn)時5. 計算軸承支點的支反力，繪出水平面和垂直面彎矩圖MH和MV 當軸正轉(zhuǎn)時Fr1=Ft1tanαncosβ=2690tan20176。176。=1007N小齒輪軸向力為Fa1=Ft1?tanβ=2690176。=644N空間受力如圖5 3所示圖5 3受力分析與正轉(zhuǎn)時相同。垂直面（YZ平面）支反力及彎矩計算如下FAV=Ft1176237=2690176237=1998NFBV=Ft1FAV=26901998=692NMVC=FAV61=199861=121856N?mm其受力圖和彎矩圖如圖5 4：圖5 4水平面（XZ平面）支反力及彎矩計算如下：FAH=Fr1176+Fa1=1007176+644=836NFBH=Fr1176Fa1=100761644=171NMHC39。=FBH176=171176=30074N?mmMHC39。39。=FAH61=83661=50996N?mm其受力圖和彎矩圖如圖5 5所示：MVC=121856N?mm正轉(zhuǎn)MHC39。=30074N?mmMHC39。39。=50996N?mm 當軸逆轉(zhuǎn)時圖5 5垂直面（YZ平面）支反力及彎矩與正轉(zhuǎn)相同水平面（XZ平面）支反力及彎矩計算如下：FAH=Fr1176Fa1=1007176644=670NFBH=Fr161+Fa1=100761+644=347NMHC39。=FBH176=347176=61160N?mmMHC39。39。=FAH61=67061=40870N?mm其受力圖和彎矩圖如圖5 6所示：逆轉(zhuǎn)MHC39。=61160N?mmMHC39。39。=40870N?mm6. 計算并合成彎矩圖 當軸正轉(zhuǎn)時 當軸逆轉(zhuǎn)時圖5 6MC39。=MVC2+MHC39。2=1218562+300742=125512N?mmMC39。39。=MVC2+MHC39。39。2=1218562+509962=132096N?mm合成彎矩圖如圖5 7(a)所示。MC39。=MVC2+MHC39。2=1218562+611602=136343N?mmMC39。39。=MVC2+MHC39。39。2=1218562+408702=128527N?mm合成彎矩圖如圖5 8(a)所示。正轉(zhuǎn)MC39。=125512N?mmMC39。39。=132096N?mm逆轉(zhuǎn)MC39。=136343N?mmMC39。39。=128527N?mm項目內(nèi)容設(shè)計計算依據(jù)和過程計算結(jié)果7. 計算并繪制轉(zhuǎn)矩圖8. 計算并繪制當量彎矩圖T1=106Pn=106=87427N?mm轉(zhuǎn)矩圖如圖5 7（b）所示轉(zhuǎn)矩按照脈動循環(huán)考慮，取α=σ1bσ0b。由表12查得σb=750MPa，由表14查得σ1b=75MPa，σ0b=130MPa，則α=75130=。由公式Me=M2+αT2求出危險截面C處的當量彎矩軸正轉(zhuǎn)時MeC39。=MC39。2+αT2=1255122+874272=135270N?mmMeC39。39。=MC39。39。2+αT2=1320962+874272=141400N?mm軸逆轉(zhuǎn)時MeC39。=MC39。2+αT2=1363432+874272=145375N?mmT1=87427N?mm正轉(zhuǎn)MeC39。=135270N?mmMeC39。39。=141400N?mm逆轉(zhuǎn)MeC39。=145375N?mmMeC39。39。=MC39。39。2+αT2=1285272+874272=138072N?mm繪制當量彎矩圖如圖5 7圖5 8（c）所示。圖5 7圖5 8MeC39。39。=138072N?mm9. 按照彎扭組合應力校核軸的強度由表14查得許用彎曲應力為σ1b=75MPa。由式（13）σb=MeW=≤σ1b得危險截面C處的彎曲應力σbC=MeCWC=653=σbCσ1b=75MPa，安全。σbC=項目內(nèi)容設(shè)計計算依據(jù)和過程計算結(jié)果六、 中速軸的設(shè)計與校核1. 選擇材料和熱處理2. 按扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑3. 初步設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)根據(jù)軸的使用條件，選擇45鋼，正火，硬度HB=170~217查表13，取C=112，根據(jù)式（12）得d≥C?3Pn=112=考慮到軸承的選取，取軸徑d=45mm。初選中深溝球軸承6309，軸承尺寸為外徑D=100mm，寬度B=25mm。初步設(shè)計的結(jié)構(gòu)如圖6 1所示。d=45mmD=100mmB=25mm圖6 1項目內(nèi)容設(shè)計計算依據(jù)和過程計算結(jié)果4. 軸的空間受力分析 當軸逆時針轉(zhuǎn)動（定義為正轉(zhuǎn)）軸所受到的外載荷為兩齒輪上的作用力，空間受力如圖6 2所示：圖6 2參考齒輪傳動的受力分析如下：輸入軸的轉(zhuǎn)矩為T2=106Pn=106=387912N?mm齒輪圓周力為Ft2=2T2d2=2387912299=2595NFt3=2T2d3=2387912100=7758N小齒輪徑向力為Fr2=Ft2tanαncosβ2=2595tan20176。176。=971N 當軸逆轉(zhuǎn)時5. 計算軸承支點的支反力，繪出水平面和垂直面彎矩圖MH和MV 當軸正轉(zhuǎn)時Fr3=Ft3tanαncosβ3=7758tan20176。176。=2947N小齒輪軸向力為Fa2=Ft2?tanβ2=2595176。=621NFa3=Ft3?tanβ3=7758176。=2317N空間受力如圖6 3所示：圖6 3受力分析與正轉(zhuǎn)時相同。垂直面（YZ平面）支反力及彎矩計算如下FAV=Ft1176237=2690176237=1998N垂直面（YZ平面）支反力及彎矩計算如下：FAV=Ft2+Ft385244=2595+775885244=4612NFBV=Ft2+Ft3FAV=2595+77584612=5741NMVC=FAV=4612=297474N?mmMVD=FBV85=574185=488018N?mm其受力圖和彎矩圖如圖6 4：圖6 4水平面（XZ平面）支反力及彎矩計算如下：FAH=Fa350+Fr385+Fa2150Fr2=231750+294785+621150971=1169NMVC=297474N?mmMVD=488018N?mm 當軸逆轉(zhuǎn)時MHC39。=FAH+Fa2150=1169+621150=168551N?mmMHC39。39。=FAH=1169=75401N?mmMHD39。=FBH85+Fa350=80785+231750=184445N?mmMHD39。39。=FBH85=80785=68595N?mm其受力圖和彎矩圖如圖6 5所示：圖6 5垂直面（YZ平面）支反力及彎矩與正轉(zhuǎn)相同水平面（XZ平面）支反力及彎矩計算如下：FAH=Fa350+Fa2150+Fr285244正轉(zhuǎn)MHC39。=168551N?mmMHC39。39。=75401N?mmMHD39。=184445N?mmMHD39。39。=68595N?mm=231750+621150+97185244=544NFBH=Fr3159+Fa350+Fa2150Fr2=2947159+231750+621150971=2520NMHC39。=FAH150=544+621150=58062N?mmMHC39。39。=FAH=(544)=35088N?mmMHD39。=FBH85Fa350=252085231750=98350N?mmMHD39。39。=FBH85=252085=214200N?mm其受力圖和彎矩圖如圖6 6所示：圖6 6逆轉(zhuǎn)MHC39。=58062N?mmMHC39。39。=35088N?mmMHD39。=98350N?mmMHD39。39。=214200N?mm項目內(nèi)容設(shè)計計算依據(jù)和過程計算結(jié)果6. 計算并合成彎矩圖 當軸正轉(zhuǎn)時 當軸逆轉(zhuǎn)時MC39。=MVC2+MHC39。2=2974742+1685512=341907N?mmMC39。39。=MVC2+MHC39。39。2=2974742+754012=306881N?mmMD39。=MVD2+MHD39。2=4880182+1844452=521710N?mmMD39。39。=MVD2+MHD39。39。2=4880182