【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 =頂隙cmmC=2mm齒頂角=176。=176。齒根角 =176。=176。頂錐角=176。=176。齒頂圓直徑mmmm==大端分度圓齒厚smmmm==大端分度圓弦齒厚mmmm==大端分度圓弦齒高mmmm==端面當(dāng)量齒數(shù)==端面重合度=㈢、校核計(jì)算⑴、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核；計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算說(shuō)明及過(guò)程計(jì)算結(jié)果切向力N=材料彈性系數(shù)由《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二—30查得動(dòng)載荷系數(shù)根據(jù)精度等級(jí)m/s由《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》取計(jì)算接觸應(yīng)力 =接觸疲勞壽命系數(shù)按無(wú)限壽命設(shè)計(jì)查《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》工作硬化系數(shù)因大小齒面都是軟齒面所以查《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》齒輪的接觸疲勞極限應(yīng)力=680齒輪的接觸疲勞安全系數(shù)安全⑵、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算說(shuō)明及過(guò)程計(jì)算結(jié)果小齒輪當(dāng)量齒數(shù)大齒輪當(dāng)量齒數(shù)小齒輪齒形系數(shù)根據(jù)當(dāng)量齒數(shù)查新版《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》=，；大齒輪齒形系數(shù)根據(jù)當(dāng)量齒數(shù)查新版《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》=，；相對(duì)應(yīng)力集中系數(shù)查《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版 相對(duì)應(yīng)力集中系數(shù)查《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版 彎曲疲勞壽命系數(shù)按無(wú)限壽命設(shè)計(jì)，查《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 彎曲疲勞尺寸系數(shù)查《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版 齒向載荷分布系數(shù)、對(duì)于經(jīng)過(guò)齒向修正的齒輪=～查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖158==～=齒間載荷分配系數(shù)、對(duì)于修正齒輪==1==1抗彎強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù)當(dāng)量齒輪端面重合度 ==抗彎強(qiáng)度計(jì)算的螺旋角系數(shù)查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖1514==彎曲應(yīng)力齒輪的彎曲疲勞極限應(yīng)力齒輪的彎曲疲勞安全系數(shù)安全二、斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算㈠、選擇材料，確定齒輪的疲勞極限應(yīng)力 參考《新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選擇齒輪的材料為 小齒輪：38SiMnMo，調(diào)質(zhì)，硬度320340HBS 大齒輪：35SiMn，調(diào)質(zhì)，硬度280300HBS 由《新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，及《新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ㈡、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)；計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算說(shuō)明及過(guò)程計(jì)算結(jié)果初步確定中心距小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù)K考慮齒輪對(duì)稱軸承布置，沖擊負(fù)荷較大，故取K=K=齒寬系數(shù) 由吳宗澤主編《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6—10查 取得齒數(shù)比uu=許用接觸應(yīng)力按《新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三卷取最小安全系數(shù)，按大齒輪計(jì)算確定中心距a圓整為標(biāo)準(zhǔn)中心距 =600mma=600mm模數(shù)按經(jīng)驗(yàn)公式=～8取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)初取螺旋角初取小齒輪齒數(shù) 取大齒輪齒數(shù)123精求螺旋角所以=176。斷面模數(shù)=小齒輪分度圓直徑mm=大齒輪分度圓直徑mm=齒寬bmmb=240mm㈢、校核計(jì)算⑴、校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算說(shuō)明及過(guò)程計(jì)算結(jié)果接觸應(yīng)力圓周力使用系數(shù)由《新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三卷，==動(dòng)載系數(shù)由《新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三卷見(jiàn)－12求得==齒向載荷分布系數(shù)由《新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》=齒向載荷分配系數(shù)：按，由《新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，==節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)按，x=0，由《新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，== 材料彈性系數(shù)由《新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》當(dāng)量齒數(shù)=26當(dāng)量齒數(shù)=齒輪端面重合度按=176。 = 從《新版械設(shè)計(jì)手冊(cè)》當(dāng)量齒輪端面重合度齒輪端面重合度按 查《新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》重合度與螺旋角系數(shù)，，齒面接觸應(yīng)力 接觸疲勞壽命系數(shù)按無(wú)限壽命設(shè)計(jì)查《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》工作硬化系數(shù)因大小齒面都是軟齒面所以查《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》齒輪的接觸疲勞極限應(yīng)力齒輪的接觸疲勞安全系數(shù)安全⑵、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算說(shuō)明及過(guò)程計(jì)算結(jié)果彎曲應(yīng)力載荷分布系數(shù)=載荷分配系數(shù)===復(fù)合齒形系數(shù)按查《新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 復(fù)合齒形系數(shù)按查《新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 重合度與螺旋角系數(shù)，查《新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力壽命系數(shù)按無(wú)限壽命設(shè)計(jì)，查《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)由《新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三卷圖， 查，得相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)查《新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三卷表，齒面粗糙度尺寸系數(shù)查《新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三卷圖彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)查《新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三卷==安全系數(shù)安全安全系數(shù)安全三、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算㈠、選擇材料由于用于傳遞的載荷較大，耐磨，要求強(qiáng)度級(jí)韌性均較高所以選40CrNi鋼，熱處理，調(diào)質(zhì)， 硬度：241HBS～270HBS ,抗拉強(qiáng)度：屈服強(qiáng)度：彎曲疲勞極限：㈡、估算軸最小直徑由新版《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三卷式有： （）式中 ——計(jì)算剖面處軸的計(jì)算直徑，mm P——軸傳遞的額定功率，kw n——軸的轉(zhuǎn)速，n/min A——按定的系數(shù)由新版《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》=本式求出的直徑，作為承受轉(zhuǎn)距作用的軸段的最小直徑，計(jì)算的截面上有一個(gè)鍵槽，A值應(yīng)增大4%～5%將軸勁圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑查吳宗澤主編《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》表121得 =110mm㈢、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖42 軸的結(jié)構(gòu)軸結(jié)構(gòu)由軸上各零件及在箱體中的位置，設(shè)計(jì)時(shí)既要滿足強(qiáng)度要求，也要保證軸上零件的定位和固定，便于裝配，并有良好的加工工藝性，所以軸一般都做成階梯行。此軸上有兩個(gè)支撐軸承，按有一個(gè)大齒輪和箱體安裝空余段，齒輪和軸承之間的軸肩和與相液力偶合器連接的預(yù)留空段，所以此軸共分七段如圖42①根據(jù)結(jié)構(gòu)查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》表121取 mm根據(jù) = 取查新版《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表829選用32024軸承，B=38mm②因在段選用凸緣式軸承蓋，故定=50mm③根據(jù)，=，取mm 根據(jù)安裝結(jié)構(gòu)確定④因在段用鍵安裝齒輪，有鍵槽則直徑應(yīng)增加4%～5%， ，，取mm mm⑤為定位齒輪的軸肩，根據(jù)，取=170mm㈣、按彎曲許用應(yīng)力計(jì)算；1．畫(huà)出軸的空間受力簡(jiǎn)圖，將齒輪受力簡(jiǎn)化為集中力通過(guò)輪轂中點(diǎn)作用于軸上，軸的支點(diǎn)反力也簡(jiǎn)化為集中力通過(guò)軸承載荷中心O作用于軸上，軸的受力簡(jiǎn)圖如圖4－3 a所示。2．齒輪直徑：mm （）轉(zhuǎn)矩：圓周力: （）徑向力： （）軸向力：3. 畫(huà)水平面受力圖，計(jì)算支點(diǎn)反力，畫(huà)水平面彎矩圖，見(jiàn)圖43 c,d所示。考慮到C和D截面處為可能危險(xiǎn)截面，計(jì)算出C和D處的彎矩。支承反力： （）C點(diǎn)彎矩： （） D點(diǎn)彎矩： （），計(jì)算支點(diǎn)反力和C、D兩處的彎矩，畫(huà)出垂直面彎矩圖如圖4－3 d，e所示。支承反力： （） （） C點(diǎn)彎矩： D點(diǎn)彎矩： 5．求合成彎矩，畫(huà)出合成彎矩圖，如圖4－3f所示。 C點(diǎn)合成彎矩： （） D點(diǎn)合成彎矩： （）6．畫(huà)出轉(zhuǎn)矩圖；如圖 3－2 g所示。 7．計(jì)算C、D處當(dāng)量彎矩，畫(huà)出當(dāng)量彎矩圖，如圖 4－3h所示。 （）式中 是根據(jù)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生應(yīng)力的應(yīng)力循環(huán)特性差異而定的應(yīng)力校正系數(shù)，取 ∴ 8．校核軸的強(qiáng)度；根據(jù)彎矩大小及軸直徑選定C、D兩截面進(jìn)行強(qiáng)度校核。 由吳宗澤主編《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》表25得，當(dāng)40CrNi鋼按表27用插入法得，C截面當(dāng)量彎矩應(yīng)力（因C截面有鍵槽，考慮到對(duì)軸強(qiáng)度削弱影響，）D截面當(dāng)量彎矩應(yīng)力C和D兩截面均安全。圖43 軸的受力簡(jiǎn)圖㈤、安全系數(shù)校核計(jì)算：1．初步分析，C、D兩截面有較大的應(yīng)力和應(yīng)力集中，確定其為危險(xiǎn)截面進(jìn)行安全系數(shù)校核，由吳宗澤主編《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》表25查得40CrNi鋼的 。2．求C截面的應(yīng)力。 由前述求得C截面得合成彎矩轉(zhuǎn)矩，因C截面處有鍵槽故由吳宗澤主編《機(jī)械零件設(shè)計(jì)》附錄表7可得抗彎截面系數(shù)W和抗扭截面系數(shù)計(jì)算公式及結(jié)果為：（按軸直徑 查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》表54， ）； （） （）彎曲應(yīng)力幅： （）彎曲平均應(yīng)力：扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： （）切應(yīng)力幅和平均切應(yīng)力： （）3．求綜合影響系數(shù)因和，C截面上有鍵槽和過(guò)盈配合兩種產(chǎn)生應(yīng)力集中的因素，故應(yīng)比較兩種的有效應(yīng)力集中系數(shù)從中取最大值計(jì)算設(shè)按無(wú)限壽命（即=1）計(jì)算，由于是對(duì)稱循環(huán)彎曲應(yīng)力，故平均應(yīng)力根據(jù)式 （）式中 ——彎曲對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力時(shí)的疲勞極限，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得=370Mpa ——正應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù)由新《版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》=，按配合(H7/r6)查得=，故取= ——表面質(zhì)量系數(shù)，軸經(jīng)車(chē)削加工按《新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》= ——尺寸系數(shù)，由新《版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》=根據(jù)式 （） 式中 ——扭轉(zhuǎn)疲勞極限，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得=210Mpa ——切應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù)由《新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》=，按配合（H7/r6）查得=，取=——同正應(yīng)力情況——平均應(yīng)力折算系數(shù)由《新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》=軸C的安全系數(shù)； （）由《新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，因此S，所以該軸C截面是安全的。由前述求得D截面得合成彎矩，轉(zhuǎn)矩，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》附錄表7可得抗彎截面系數(shù)W和抗扭截面系數(shù)計(jì)算公式及結(jié)果為：彎曲應(yīng)力幅： 彎曲平均應(yīng)力：扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： 切應(yīng)力和平均切應(yīng)力： ㈥、求綜合影響系數(shù)按無(wú)限壽命（即=1）計(jì)算， （） （）軸D截面的安全系數(shù) （）由《新版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，因此S，所以該軸D截面是安全的。第四節(jié) 軸承及鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算一、軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算因?yàn)槭清F齒輪，軸既受有軸向載荷，又受徑向載荷，所選圓錐滾子軸承，根據(jù)條件選用32022軸承。由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》表829查得32022軸承 徑向當(dāng)量載荷P計(jì)算公式當(dāng) 時(shí) （）當(dāng) 時(shí) （） （）