【文章內(nèi)容簡介】 滿足要求，并且小齒輪抵抗彎曲疲勞破壞的能力大于大齒輪。 4)齒輪的圓周速度v=πd1n601000=π480601000= 選用7級精度是合適的 （1）計(jì)算齒頂高、齒根高和全齒高 ha=mhan*=3mm hf=mhan*+*= h=ha+hf=m2han*+*= （2）計(jì)算小、大齒輪的齒頂圓直徑 da1=d1+2ha= da2=d2+2ha= （3）計(jì)算小、大齒輪的齒根圓直徑 df1=d12hf= df2=d22hf= 注：han*=，*=參數(shù)或幾何尺寸符號小齒輪大齒輪法面模數(shù)mn33法面壓力角αn2020法面齒頂高系數(shù)ha*法面頂隙系數(shù)c*螺旋角β左13176。339。32右13176。339。32齒數(shù)z2786齒頂高h(yuǎn)a33齒根高h(yuǎn)f分度圓直徑d齒頂圓直徑da齒根圓直徑df齒寬B9085中心距a174174圖71 高速級大齒輪結(jié)構(gòu)圖八 軸的設(shè)計(jì) (1)已經(jīng)確定的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)參數(shù) 轉(zhuǎn)速n=480r/min；功率P=；軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩T=?mm (2)軸的材料選擇并確定許用彎曲應(yīng)力 由表選用45（調(diào)質(zhì)），齒面硬度217～255HBS，許用彎曲應(yīng)力為[σ]=60MPa (3)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度概略計(jì)算軸的最小直徑 由于高速軸受到的彎矩較大而受到的扭矩較小，故取A0=112。d≥A03Pn=112= 由于最小軸段截面上要開1個鍵槽，故將軸徑增大5%dmin=1+= 查表可知標(biāo)準(zhǔn)軸孔直徑為28mm故取dmin=28 (4)確定各段軸的直徑和長度圖81 高速軸示意圖 1)高速軸和大帶輪配合，查表選取標(biāo)準(zhǔn)軸徑d12=28mm，l12長度略小于大帶輪輪轂長度L，取l12=54mm。選用普通平鍵，A型鍵，bh = 87mm(GB/T 10962003)，鍵長L=40mm。 2)初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸軸承。參照工作要求并根據(jù)d23 = 33 mm，由軸承產(chǎn)品目錄中選擇角接觸軸承7207AC，其尺寸為dDB = 357217mm，故d34 = d67 = 35 mm。 3)采用分體式齒輪，該段安裝齒輪，l45略短于齒輪寬度，則l45=88mm。軸肩h34=，則d45=40mm。軸肩h45=4，則d56=48mm。 4)軸承端蓋厚度e=12，墊片厚度Δt=2，根據(jù)軸承端蓋便于裝拆，保證軸承端蓋的外端面與帶輪端面有一定距離K=24，螺釘C1=22mm，C2=20mm，箱座壁厚δ=8mm，則l23= δ+C1+C2+Δt+e+5+KBΔ= 8+22 + 20 + 2+12 + 5 + 24 17 10 = 66 mm 5)取小齒輪距箱體內(nèi)壁之距離Δ1 =10 mm?？紤]箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離Δ，取Δ = 10 mm，擋油環(huán)寬度s1=20mm，則l34=B+Δ+Δ1+2=17+10+10+2= 39 mml56=5 mml67=B+Δ+Δ1l56=17+10+105= 32 mm 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。軸段123456直徑283335404835長度54663988532 (5)軸的受力分析 高速級小齒輪所受的圓周力（d1為高速級小齒輪的分度圓直徑）Ft1=2Td1=2= 高速級小齒輪所受的徑向力Fr1=Ft1tanαcosβ=tan20176。176。= 高速級小齒輪所受的軸向力Fa1=Ft1tanβ=176。=569N 根據(jù)7207AC角接觸球軸承查手冊得壓力中心a=21mm第一段軸中點(diǎn)到軸承壓力中心距離 l1=L12+L2+a=542+66+21=114mm軸承壓力中心到齒輪中點(diǎn)距離 l2=L3+L42a=39+88221=62mm齒輪中點(diǎn)到軸承壓力中心距離 l3=L42+L5+L6a=882+5+3221=60mm 軸所受的載荷是從軸上零件傳來的，計(jì)算時通常將軸上的分布載荷簡化為集中力，其作用點(diǎn)取為載荷分布段的中點(diǎn)。作用在軸上的扭矩，一般從傳動件輪轂寬度的中點(diǎn)算起。通常把軸當(dāng)做置于鉸鏈支座上的梁，支反力的作用點(diǎn)與軸承的類型和布置方式有關(guān) 帶傳動壓軸力（屬于徑向力）Q= ①在水平面內(nèi) 高速軸上外傳動件壓軸力（屬于徑向力）Q= 軸承A處水平支承力：RAH=Fr1l2Ql1Fa1d12l2+l3=114569+60= 1079N 軸承B處水平支承力：RBH=Q+Fr1RAH=+=3857N ②在垂直面內(nèi) 軸承A處垂直支承力：RAV=Ft1l2l2+l3=6262+60= 1248N 軸承B處垂直支承力：RBV=Ft1l3l2+l3=6062+60= 1207N 軸承A的總支承反力為：RA=RAH2+RAV2=10792+12482= 軸承B的總支承反力為：RB=RBH2+RBV2=38572+12072= ③繪制水平面彎矩圖 截面A在水平面上彎矩：MAH=0N?mm 截面B在水平面上彎矩：MBH=Ql1=114=212136N?mm 截面C左側(cè)在水平面上彎矩：MCH左=RBHl2Fa1d12=385762569=262790N?mm 截面C右側(cè)在水平面上彎矩：MCH右=RAHl3=107960=64740N?mm 截面D在水平面上的彎矩：MDH=0N?mm ④繪制垂直面彎矩圖 截面A在垂直面上彎矩：MAV=0N?mm 截面B在垂直面上彎矩：MBV=0N?mm 截面C在垂直面上彎矩：MCV=RAVl3=124860=74880N?mm 截面D在垂直面上彎矩：MDV=0N?mm ⑤繪制合成彎矩圖 截面A處合成彎矩：MA=0N?mm 截面B處合成彎矩：MB=212136N?mm 截面C左側(cè)合成彎矩：MC左=MCH左2+MCV2=2627902+748802=273250N?mm 截面C右側(cè)合成彎矩：MC右=MCH右2+MCV2=647402+748802=98986N?mm 截面D處合成彎矩：MD=0N?mm T1=?mm 截面A處當(dāng)量彎矩：MVA=0N?mm 截面B處當(dāng)量彎矩：MVB=MB2+αT2=2121362+=220798N?mm 截面C左側(cè)當(dāng)量彎矩：MVC左=MC左2+αT2=2732502+=280028N?mm 截面C右側(cè)當(dāng)量彎矩：MVC右=MC右=98986N?mm 截面D處當(dāng)量彎矩：MVD=MD2+αT2=02+=61239N?mm圖82 高速軸受力及彎矩圖 (6)校核軸的強(qiáng)度 因C彎矩大，且作用有轉(zhuǎn)矩，故C為危險(xiǎn)剖面 其抗彎截面系數(shù)為W=πd332=π40332=6280mm3 抗扭截面系數(shù)為WT=πd316=12560mm3 最大彎曲應(yīng)力為σ=MW= 剪切應(yīng)力為τ=TWT= 按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，對于單向傳動的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)處理，故取折合系數(shù)α=，則當(dāng)量應(yīng)力為σca=σ2+4ατ2= 查表得45(調(diào)質(zhì))處理，抗拉強(qiáng)度極限σB=650MPa，則軸的許用彎曲應(yīng)力[σ1b]=60MPa，σca[σ1b]，所以強(qiáng)度滿足要求。 (1)已經(jīng)確定的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)參數(shù) 轉(zhuǎn)速n=；功率P=；軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩T=?mm (2)軸的材料選擇并確定許用彎曲應(yīng)力 由表選用45（調(diào)質(zhì)），齒面硬度217～255HBS，許用彎曲應(yīng)力為[σ]=60MPa (3)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度概略計(jì)算軸的最小直徑 由于中間軸受到的彎矩較大而受到的扭矩較小，故取A0=115。d≥A03Pn=115= 由于最小直徑軸段處均為滾動軸承，故選標(biāo)準(zhǔn)直徑dmin=40mm (4)確定各段軸的直徑和長度圖83 中間軸示意圖 1)初步選擇滾動軸承。中間軸最小直徑是安裝滾動軸承的直徑d12和d56，因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸軸承。參照工作要求并根據(jù)dmin = mm，由軸承產(chǎn)品目錄中選取角接觸軸承7208AC，其尺寸為dDB = 408018mm，故d12 = d56 = 40 mm。 2)取安裝大齒輪處的軸段的直徑d45 = 45 mm；齒輪的右端與右軸承之間采用擋油環(huán)定位。已知高速大齒輪齒輪輪轂的寬度b2 = 85 mm，為了可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取l45 = 83 mm。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度h = (2~3)R，由軸徑d45 = 45 mm查表，取h = 5 mm，則軸環(huán)處的直徑d34 = 55 mm。取l34 = mm。 3)左端滾動軸承采用擋油環(huán)進(jìn)行軸向定位。 4)考慮材料和加工的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)將低速小齒輪和軸分開設(shè)計(jì)與制造。已知低速小齒輪的輪轂寬度為b3= 90 mm，為了使擋油環(huán)端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取l23 = 88 mm，d23=45mm。已知高速級大齒輪輪轂寬度為b2 =85mm，為了使擋油環(huán)端面可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短與輪轂寬度，故取l45=83mm，d45=45mm。 5)取低速級小齒輪距箱體內(nèi)壁之距離Δ1 =10 mm，高速級大齒輪距箱體內(nèi)壁之距離Δ2 = mm，高速級大齒輪和低速級小齒輪距離Δ3=15mm?？紤]箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離Δ，取Δ = 10 mm，則l12=BΔ+Δ1+2=18+10+10+2= 40 mml56=BΔ+Δ2+2=18+10++2= mm 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。軸段12345直徑4045554540長度408883 (5)軸的受力分析 高速級大齒輪所受的圓周力（d2為高速級大齒輪的分度圓直徑）Ft2=2Td2=2= 高速級大齒輪所受的徑向力Fr2=Ft2tanαcosβ=tan20176。176。= 高速級大齒輪所受的軸向力Fa2=Ft2tanβ=176。=550N 低速級小齒輪所受的圓周力（d3為低速級小齒輪的分度圓直徑）Ft3=2Td3=2= 低速級小齒輪所受的徑向力Fr3=Ft3tanαcosβ=tan20176。176。= 低速級小齒輪所受的軸向力Fa3=Ft3tanβ=176。=1752N 根據(jù)7208AC角接觸球軸承查手冊得壓力中心a=23mm軸承壓力中心到低速級小齒輪中點(diǎn)距離 l1=L1+L22a=40+88223=61mm低速級小齒輪中點(diǎn)到高速級大齒輪中點(diǎn)距離 l2=b2+b32+L