【文章內(nèi)容簡介】 模數(shù)查表選擇，故許用彎曲應(yīng)力：2）按齒面接觸疲勞強度進行齒輪設(shè)計：確定齒輪傳動精度為6級，II公差組，圓周速度根據(jù)下式：結(jié)合推薦值表選取為12m/s根據(jù)下面的設(shè)計公式初步設(shè)計小軸分度圓直徑：式中：小齒輪大端分度圓直徑，mm； 節(jié)點區(qū)域系數(shù)，； 材料彈性系數(shù)，； 使用系數(shù)，取工況為輕微沖擊，查表取1； 小齒輪轉(zhuǎn)矩,； 動載荷系數(shù)， ； u—傳動比，；故： mm取=136初選小齒輪齒數(shù)=17大端分度圓模數(shù)圓整后取8大齒輪齒數(shù)傳動比誤差小輪平均分度圓直徑式中：小齒輪齒寬系數(shù)，故 mm圓周速度 m/s齒寬 mm3） 強度校核：）按齒面接觸疲勞強度校核：校核公式：式中：材料彈性系數(shù)，； 節(jié)點區(qū)域系數(shù)，螺旋角=15， 重合度系數(shù)， K—載荷系數(shù)，公式有： 式中：使用系數(shù)，查表取1； 動載系數(shù)，； 齒間載荷分布系數(shù)，； 故：小齒輪扭矩， N/mm2 故接觸疲勞強度校核為安全）按接觸疲勞強度校核：式中:齒形系數(shù)，按齒數(shù)查表可得：=；= 應(yīng)力修正系數(shù)，按齒數(shù)查表得：=；=故兩齒輪的彎曲應(yīng)力計算得： N/mm2 N/mm2經(jīng)驗證得： N/m故齒根彎曲強度符合要求。校核安全。4） 齒輪其他主要尺寸計算：1) 大輪大端分度圓直徑： mm2) 錐距： mm3) 齒寬b和齒寬系數(shù)初取 取 mm和中的較小者故取 則： 4) 小輪大端頂圓直徑： mm5) 大輪大端頂圓直徑： mm6) 節(jié)錐角：；1） 選擇齒輪材料,確定許用應(yīng)力小齒輪:40Cr，調(diào)質(zhì) 大齒輪:45鋼，正火 材料硬度：HBS1 =260 HBS。HBS2 =210 HBS 接觸疲勞極限： 650 N/mm2550 N/mm2計算許用接觸應(yīng)力其中接觸疲勞強度計算的最小安全系數(shù)，通常取1~，這里按1選取。接觸強度計算的壽命系數(shù)。由應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N查表確定。N—應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，由下式可求得：式中,n—齒輪轉(zhuǎn)速，r/min； j—齒輪每轉(zhuǎn)一周同一齒面的嚙合次數(shù)； 齒輪的設(shè)計使用壽命，根據(jù)已知條件取5000h查表可得壽命系數(shù).05故，將各系數(shù)帶入式x得：計算許用彎曲應(yīng)力：式中：試驗齒輪的彎曲疲勞極限，N/mm2 查表得；彎曲強度計算的最小安全系數(shù)，通常取=，彎曲強度計算的壽命系數(shù)，根據(jù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查表選取。彎曲強度的尺寸系數(shù)，根據(jù)材料和模數(shù)查表選擇，故許用彎曲應(yīng)力：2）按齒面接觸疲勞強度進行齒輪設(shè)計：確定齒輪傳動精度為8級，II公差組，圓周速度根據(jù)下式：結(jié)合推薦值表選取為4m/s根據(jù)下面的設(shè)計公式初步設(shè)計小軸分度圓直徑：式中：小齒輪度圓直徑，mm； 齒寬系數(shù)，； 載荷系數(shù)，； 小齒輪轉(zhuǎn)矩,； 需用接觸應(yīng)力，前面計算的550 u—傳動比，取6；故： mm初選小齒輪齒數(shù)=20大端分度圓模數(shù)圓整后取8大齒輪齒數(shù)傳動比誤差小齒輪分度圓直徑圓周速度齒寬b：根據(jù)尺寸最小設(shè)計原則，暫取齒寬為128mm3） 強度校核：）按齒面接觸疲勞強度校核：校核公式：式中：材料彈性系數(shù)，； 節(jié)點區(qū)域系數(shù)，螺旋角=0， 重合度系數(shù)， K—載荷系數(shù)，公式有： 式中：使用系數(shù)，查表取1； 動載系數(shù)，； 齒間載荷分配系數(shù)，； 齒間載荷分布系數(shù)，； 故：小齒輪扭矩， N/mm2 故接觸疲勞強度校核為安全）按接觸疲勞強度校核：式中:齒形系數(shù)，按齒數(shù)查表可得：=；= 應(yīng)力修正系數(shù)，按齒數(shù)查表得：=；=故兩齒輪的彎曲應(yīng)力計算得： N/mm2 N/mm2經(jīng)驗證得： N/mm2故齒根彎曲強度符合要求。校核安全。4） 齒輪其他主要尺寸計算：大輪大端分度圓直徑： mm小齒輪齒頂圓直徑： mm小齒輪齒根圓直徑 mm大齒輪齒頂圓直徑： mm大齒輪齒根圓直徑 mm齒寬 mm小齒輪齒寬 mm1） 選擇齒輪材料,確定許用應(yīng)力小齒輪:40Cr，淬火+回火 大齒輪:45鋼，調(diào)質(zhì) 接觸疲勞極限： 650 N/mm2550 N/mm2計算許用接觸應(yīng)力其中接觸疲勞強度計算的最小安全系數(shù)，通常取1~，這里按1選取。接觸強度計算的壽命系數(shù)。由應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N查表確定。N—應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，由下式可求得：式中,n—齒輪轉(zhuǎn)速，r/min； j—齒輪每轉(zhuǎn)一周同一齒面的嚙合次數(shù)； 齒輪的設(shè)計使用壽命，根據(jù)已知條件取5000h查表可得壽命系數(shù).1.05故，將各系數(shù)帶入式x得：計算許用彎曲應(yīng)力：式中：試驗齒輪的彎曲疲勞極限，N/mm2 查表得；彎曲強度計算的最小安全系數(shù)，通常取=，彎曲強度計算的壽命系數(shù)，根據(jù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查表選取。彎曲強度的尺寸系數(shù)，根據(jù)材料和模數(shù)查表選擇，故許用彎曲應(yīng)力：2）按齒面接觸疲勞強度進行齒輪設(shè)計：確定齒輪傳動精度為8級，II公差組，圓周速度根據(jù)下式：結(jié)合推薦值表選取為2 m/s根據(jù)下面的設(shè)計公式初步設(shè)計小軸分度圓直徑：式中：小齒輪度圓直徑，mm； 齒寬系數(shù)，； 載荷系數(shù)，； 小齒輪轉(zhuǎn)矩,； 需用接觸應(yīng)力，前面計算的577 u—傳動比，；故： mm初選小齒輪齒數(shù)=22大端分度圓模數(shù)圓整后取11大齒輪齒數(shù)傳動比誤差小齒輪分度圓直徑圓周速度齒寬b：根據(jù)尺寸最小設(shè)計原則，3） 強度校核：）按齒面接觸疲勞強度校核：校核公式：式中：材料彈性系數(shù)，； 節(jié)點區(qū)域系數(shù)，螺旋角=0， 重合度系數(shù)， K—載荷系數(shù)，公式有： 式中：使用系數(shù)，查表取1； 動載系數(shù)，； 齒間載荷分配系數(shù)，； 齒間載荷分布系數(shù)，； 故：小齒輪扭矩， N/mm2 故接觸疲勞強度校核為安全）按接觸疲勞強度校核：式中:齒形系數(shù)，按齒數(shù)查表可得：=；= 應(yīng)力修正系數(shù)，按齒數(shù)查表得：=；=故兩齒輪的彎曲應(yīng)力計算得： N/mm2 N/mm2經(jīng)驗證得： N/mm2故齒根彎曲強度符合要求。校核安全。4） 齒輪其他主要尺寸計算：大輪大端分度圓直徑： mm小齒輪齒頂圓直徑： mm小齒輪齒根圓直徑 mm大齒輪齒頂圓直徑： mm大齒輪齒根圓直徑 mm齒寬 mm小齒輪齒寬 mm各級齒輪傳動參數(shù)一覽表傳動級數(shù)第一級第二級第三級小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪齒數(shù)1756208022105模數(shù)8811分度圓直徑1364481606402421155齒頂圓直徑1524521766562641177齒根圓直徑13343214062021611287 各軸設(shè)計與校核： 錐齒輪軸(I軸)的設(shè)計與校核 錐齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1) 確定各軸段直徑和長度初步估算軸的直徑對于I軸選取45鋼作為軸的材料,根據(jù)下式: 計算軸的最小直徑，并加大3％考慮鍵槽的影響 取 A=110 則： 圓整(按GB501485)取70mmI軸1段由選擇聯(lián)軸器型號MLZI（GB/T52122002帶制動輪梅花行彈性聯(lián)軸器）,比轂孔長度142短1～4作為I段長度。取 ，I軸2段：為使半聯(lián)軸器定位，軸肩高度，孔倒角C取3（GB/）, 且符合標(biāo)準(zhǔn)密封內(nèi)徑（JB/ZQ460686）.取端蓋寬度24，端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面30，軸徑大小符合密封圈標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑（JB/ZQ460686），I軸3段：為圓錐滾子軸承軸向定位圓螺母安裝段，圓整為圓螺母標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑長度比圓螺母寬度稍大即可，取I軸4段:本段為軸承安裝段，軸徑應(yīng)符合軸承標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑（GB/T2971995），圓錐滾子軸承取型號：32217，此段軸長度： I軸5段：取 ，I軸6段選取圓錐滾子軸承32217, 由根據(jù)配合關(guān)系和考慮到便于軸承固定，取，I軸7段，為錐齒輪軸段:取 ，I軸各段尺寸如下圖所示： 錐齒輪軸的強度校核1）確定軸承及齒輪作用點位置：如下圖所示：小錐齒輪受力如下：軸向力產(chǎn)生的彎矩軸承的支反力：垂直面V面：根據(jù)得：；，故求得：水平面H面：根據(jù)得：；，故求得：垂直面彎矩計算：垂直面彎矩圖如下圖所示：水平面彎矩計算：水平面彎矩圖如下圖所示：合成彎矩：彎矩圖如下所示：扭矩T:確定危險截面經(jīng)過比較，根據(jù)載荷較大及截面面積較小的原則，選取截面B為危險截面計算內(nèi)容單位符號截面B的計算值及數(shù)據(jù)說 明扭矩彎矩抗彎截面系數(shù)61413抗扭截面系數(shù)122825彎曲疲勞極限350剪切疲勞極限200材料特性系數(shù)一般表1 I軸（即錐齒輪軸）危險截面參數(shù)表2）按彎扭合成強度校核軸的強度：當(dāng)量彎矩,取折合系數(shù)（假設(shè)條件：脈動循環(huán)變應(yīng)力），則圓錐滾子軸承作用點處當(dāng)量彎矩：扭矩圖如下所示：當(dāng)量彎矩圖如下圖所示：軸的材料是45鋼，由下式得軸的計算應(yīng)力：按彎扭合成強度校核為安全。（1）軸的細部結(jié)構(gòu)設(shè)計圓角半徑：如下圖所示鍵槽：半聯(lián)軸器與軸的周向固定采用A型平鍵聯(lián)接，按GB109679，鍵尺寸為：bhl=201290mm II軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1) 確定各軸段直徑和長度初步估算軸的直徑對于II軸選取40Cr鋼作為軸的材料,根據(jù)下式: 計算軸的最小直徑，并加大3％考慮鍵槽的影響 取 A=110 則： 圓整(按GB501485)取100mmI軸1段本段為軸承安裝段,內(nèi)徑根據(jù)圓錐滾子軸承標(biāo)準(zhǔn)取100mm。選擇圓錐滾子軸承型號為：30320，外徑D=215mm，寬度T=。又根據(jù)整個減速器對稱布置的結(jié)構(gòu)要求，最終確定該軸段：，II軸2段：本段為大錐齒輪定位軸段，取軸徑：d2=d1+10=110為使套筒更好的在軸上定位，該軸段長度比齒輪寬度小1~4mm，由鍵的尺寸確定該段得長度。根據(jù)GB/T10952003標(biāo)準(zhǔn)取得該鍵的尺寸為：bhl=2816110mm故該軸段尺寸為：，II軸3段:本段為定位軸肩段，軸肩應(yīng)符合推薦值一般情況下定位軸肩高度： h=(2 3)C1其中C1取3mm，故根據(jù)上式：h=8mm，軸段長度l3由結(jié)構(gòu)確定為73mm。此段軸尺寸為： I軸4段：本段為二級小圓柱齒輪的安裝段，取 ；為了小圓柱齒輪的軸向定位，此段長度。I軸5段本段為軸承安裝段,內(nèi)徑根據(jù)圓錐滾子軸承標(biāo)準(zhǔn)取100mm。選擇圓錐滾子軸承型號為：30320，外徑D=215mm，寬度T=。又根據(jù)整個減速器對稱布置的結(jié)構(gòu)要求，最終確定該軸段：，I軸各段尺寸如下圖所示：1）確定軸承及齒輪作用點位置：如下圖所示：大錐齒輪受力如下：軸向力產(chǎn)生的彎矩小圓柱齒輪受力如下：軸承的支反力：垂直面V面：根據(jù)得：；，故求得：垂直面各點彎矩：彎矩圖如下所示：水平面H面：根據(jù)得：；，故求得：水平面彎矩計算：水平面彎矩圖如下圖所示：水平面彎矩計算：水平面彎矩圖如下圖所示：合成彎矩：彎矩圖如下所示：扭矩T:確定危險截面經(jīng)過比較，根據(jù)載荷較大及截面面積較小的原則，選取截面C為危險截面計算內(nèi)容單位符號截面C的計算值及數(shù)據(jù)說 明扭矩5698600彎矩7519238抗彎截面系數(shù)133100抗扭截面系數(shù)266200彎曲疲勞極限350剪切疲勞極限200材料特性系數(shù)一般表2 II齒輪軸危險截面參數(shù)表2）按彎扭合成強度校核軸的強度：當(dāng)量彎矩,取折合系數(shù)（假設(shè)條件：脈動循環(huán)變應(yīng)力），則圓錐滾子軸承