【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 徑為102mm所以結(jié)構(gòu)選擇為實(shí)心，輪轂部分由傳動(dòng)軸來(lái)確定；換向齒輪直徑為78mm所以結(jié)構(gòu)選擇為實(shí)心，輪轂部分由換向軸來(lái)確定。 大齒輪齒圈—換向齒輪的設(shè)計(jì)已知輸入的功率，換向齒輪轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比，受到嚴(yán)重沖擊載荷，每天工作10～16小時(shí)，使用壽命10年（300天每年），轉(zhuǎn)向不變。 選擇精度等級(jí)、材料以及齒數(shù)1）按傳送比方案，選用直齒齒輪傳動(dòng)。2）破殼機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用8級(jí)精度（GB 1009588）3）材料選擇換向齒輪材料為45Cr(調(diào)質(zhì))，換向齒輪齒面的硬度為280HBS。 材料選擇大齒輪齒圈材料為45(調(diào)質(zhì))，大齒輪齒圈齒面的硬度為240HBS 二者的硬度差為40HBS4）初選擇換向齒輪齒數(shù)，大齒輪齒圈齒數(shù) 取 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由下式進(jìn)行計(jì)算（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值：1）試選載荷系數(shù)。2）計(jì)算換向齒輪的傳遞扭矩：3）查《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 表107由于換向齒輪是做懸臂布置選取齒寬系數(shù)。4) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 表106查得材料的彈性影響系數(shù)5）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 圖1021d 按齒面硬度查換向齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限：；大齒輪齒圈的接觸疲勞強(qiáng)度極限6）由下式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：7）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 圖1019取接觸疲勞壽命系數(shù) 。8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力：取失效概率為1％，安全系數(shù)S=1；由下式得：（2）計(jì)算1）試算換向齒輪分度圓直徑，代入中較小的值：2）計(jì)算圓周速度：3) 計(jì)算齒寬b ：4) 計(jì)算齒寬與齒高之比。模數(shù) 齒高 5）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)，8級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 圖108查得動(dòng)載荷系數(shù)；直齒輪。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 表102查得使用系數(shù)；由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 表104用插值法查得8級(jí)精度、換向齒輪懸臂布置時(shí)。由，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 圖1013得。故載荷系數(shù)6）根據(jù)實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由下式得：7）計(jì)算模數(shù)： 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值：1）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 圖1020c查得換向齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 大齒輪齒圈的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 2）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 圖 1018 取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)： 3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù) 4）計(jì)算載荷系數(shù)：5）查取齒形系數(shù)：由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 表105查得 ； 6）查取應(yīng)力校正系數(shù)：由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 表105查得 ； 7）計(jì)算大齒輪齒圈、換向齒輪的并加以比較。大齒輪齒圈的數(shù)值較大。（2）設(shè)計(jì)計(jì)算：對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，并圓整得，接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，由于換向齒輪前面已經(jīng)設(shè)計(jì)所有 幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算分度圓直徑：（2）計(jì)算中心距:（3）計(jì)算齒輪寬度：??； 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于大齒輪齒圈直徑為510mm由于結(jié)構(gòu)需要大齒輪設(shè)計(jì)成齒圈，齒圈內(nèi)直徑由大滾筒決定；換向齒輪直徑為78mm所以結(jié)構(gòu)選擇為實(shí)心，輪轂部分由換向軸來(lái)確定。 小滾筒軸的設(shè)計(jì)及校核設(shè)計(jì)小滾筒的軸，已知輸入功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩帶輪直徑為，受到嚴(yán)重沖擊載荷，每天工作10～16小時(shí)，使用壽命10年（300天每年），轉(zhuǎn)向不變。 初步確定小滾筒軸的最小直徑先按下式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 表153，取，于是得 小滾筒軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖41 小輥筒軸根據(jù)實(shí)際情況要求，選擇圖41所示方案。（1） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1）為了滿(mǎn)足帶輪的軸向定位要求，ⅠⅡ軸段右端需制出軸肩，左端采用帶輪端面定位；同理為了滿(mǎn)足另一帶輪的軸向定位要求，ⅦⅧ軸段左端需制出一軸肩，右端采用帶輪端面定位；為了滿(mǎn)足軸承的軸向定位要求，ⅡⅢ軸段右端需制出一軸肩，左端采用軸承端蓋定位；為了滿(mǎn)足另一軸承的軸向定位要求，ⅥⅦ軸段左端需制出一軸肩，右端采用軸承端蓋定位；為了滿(mǎn)足小滾筒兩端蓋的軸向定位要求，ⅢⅣ軸段右端需制出軸肩，左端采用承套端面定位；ⅤⅥ軸段左端需制出一軸肩，右端采用承套端面定位。2）初步選擇軸承，考慮到主要承受徑向載荷，同時(shí)也承受不小的軸向載荷，故選用深溝球軸承，參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取深溝球軸承6306，其尺寸為；。3)取安裝小帶輪的軸段的直徑，帶輪的最左端采用端蓋定位，最右端采用軸肩定位，；取安裝另一小帶輪的軸段的直徑，帶輪的最右端采用端蓋定位，最左端采用軸肩定位。4)取安裝小滾筒端蓋的軸段直徑，小滾筒端蓋的最左端采用軸承定位，最右端采用軸肩定位，；取安裝小滾筒端蓋的軸段直徑，小滾筒端蓋的最右端采用軸承定位，最左端采用軸肩定位， 。5)由于結(jié)構(gòu)需要。(2) 軸上零件的周向定位帶輪與軸的周向定位采用平鍵連接，按，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為28mm，同時(shí)為了保證帶輪與軸的配合有良好的對(duì)中性，故選擇帶輪與軸的配合為；另一帶輪的周向定位同樣。小滾筒端蓋與軸的周向定位采用平鍵連接，按，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查的平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為20mm，同時(shí)為了保證小滾筒端蓋與軸的配合有良好的對(duì)中性，故選擇小滾筒端蓋與軸的配合為；另一小滾筒端蓋的周向定位同樣。深溝球軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)完成的，故選擇深溝球軸承與軸的配合為。(3) 確定軸上圓角和倒角的尺寸參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 表152，取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑為R1。 求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 圖1523。對(duì)于6306型深溝球軸承，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距684mm。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。初始參數(shù)為：；；圖42 小滾筒軸受力、彎矩、扭矩圖表41載荷水平面H垂直面V支反力彎矩M總彎矩扭矩T （1）軸承壽命校核初選軸承6306參數(shù)如下：1）求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷P1和P2求比值由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 表135分別進(jìn)行查表得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為對(duì)軸承一： 對(duì)軸承二： 因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有較大沖擊載荷，按《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 表136 ，取2）驗(yàn)算軸承壽命：因?yàn)? 所以按軸承一的受力大小驗(yàn)算；故所選軸承滿(mǎn)足壽命要求。 按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面Ⅲ）的強(qiáng)度。根據(jù)下式及以上的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力前面已經(jīng)選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 表151查得。因此，故安全。 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度(1) 判斷危險(xiǎn)截面由彎矩圖、扭矩圖可以判斷出危險(xiǎn)截面為截面Ⅱ左側(cè)。因此校核只截面Ⅱ左側(cè)就可以。(2) 截面Ⅱ左側(cè)抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面Ⅱ左側(cè)的彎矩M為截面Ⅱ左側(cè)的扭矩T為 截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 表151查得。截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 附表32查取。因，可查得 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 附圖31可得軸的材料的敏感系數(shù)為 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按下式為由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 附圖32的尺寸系數(shù)；由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 附圖33的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。軸按精車(chē)加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 附圖34得表面質(zhì)量系數(shù)為軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則按下式得綜合系數(shù)為又由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版167。31和167。32的碳鋼的特征系數(shù)于是，計(jì)算安全系數(shù)值，按下式得故可知其安全。 軸上鍵槽的選擇與校核（1）帶輪處鍵設(shè)計(jì)及校核1）選擇鍵連接的類(lèi)型和尺寸一般的8級(jí)以上精度的帶輪有定心精度要求，應(yīng)選擇用平鍵連接。由于帶輪在軸端，故選擇圓頭普通平鍵（A型）。根據(jù)，從《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 表61查得鍵的截面