【文章內容簡介】 2 .25 m 2 .25 1 10. 596 m m? ? ? ? 湖南理工 學 院 課 程 設計 第 12 頁 共 40 頁 33 bh? 計算縱向重合度 ?? = 10. 31 8 ta n 0. 31 8 1 23 ta n 14 1. 82d z?? ? ? ? ? ? 5)、計算載荷系 數(shù) 根據 3v =,7 級 精 度 ，查 得 動載 系 數(shù) 3Kv = 齒 間載 荷 分配 系數(shù) : 1HFKK???? 查得使用系數(shù) A3K =1 用插值法查得 7 級精度、小齒輪相對支承非對稱分布時， H3K? = 由 11bh=， H3K? = 查得： F3K? = 故載荷系數(shù)： 3 A 3 V 3 H 3 H 3K K K K K 1 1 .1 2 1 1 .4 2 3 1 .5 9 4??? ? ? ? ? ? 6)、按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑： 3 3tdd?3 33t1 . 5 9 41 1 1 . 5 5 4 1 1 9 . 3 9 9 m m1 . 3KK ? ? ? 7)、計算模數(shù) m 176。33 3c o s 1 1 9 . 3 9 9 c o s 1 4 4 . 4 626dm m mz ? ?? ? ? 按齒根彎曲強度校核 彎曲強度得設計公式為 3 212 12 c os ()[]FSn d a FK T Y YYmZ??? ? ???? 322 Fa SaF dKT Y Ymz? ?? 確定公式內各計算數(shù)值 查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限： FE3? = 500MPa 查得大齒輪的彎曲疲勞強度極限： FE4? =380MPa 湖南理工 學 院 課 程 設計 第 13 頁 共 40 頁 取彎曲疲勞壽命系數(shù) : FN3K = FN4K = 取彎曲疲勞安全系數(shù) S= 許用彎曲應力： ? ? 333 0 . 8 5 5 0 0 3 0 3 . 5 71 . 4F N F EF K M P aS?? ?? ? ? ? ? 444 0 . 8 8 3 8 0 2 3 8 . 8 61 . 4F N F EF K M P aS?? ?? ? ? 計算載荷系數(shù) 3 A 3 V 3 F 3 F 3K K K K K 1 1 .1 2 1 1 .3 5 1 .5 12??? ? ? ? ? ?。 根據縱向重合度 ?? ? ，從圖《螺旋角影響系數(shù) Y? 》，查得 ? ? 。 計算當量 齒數(shù) 33 3326 2 8 . 4 6c o s c o s 1 4V zz ?? ? ? 44 33115 1 2 5 . 8 9c o s c o s 1 4V zz ?? ? ? 查取齒形系數(shù)和應力校正系數(shù) Fa3Y = Sa3Y = Fa4Y = Sa4Y = 彎曲應力 533333 2 3 2332 2 1 . 5 1 2 1 . 3 3 1 0 2 . 6 5 1 . 5 8 1 9 . 9 3 [ ]1 5 2 6B F a S aFFdK T Y Ymz??? ? ? ? ? ?? ? ? ??? 544433 2 3 2332 2 1 . 5 1 2 1 . 3 3 1 0 2 . 2 2 6 1 . 7 6 4 1 8 . 6 9 [ ]1 5 2 6B F a S adK T Y Ymz? ? ? ? ? ?? ? ? ??? 所以齒輪 2 滿足彎曲疲勞強度要求。 計算大、小齒輪的 ? ?Fa SaFYY? 并加 以比較。 ? ?333 2 . 6 5 1 . 5 8 0 . 0 1 3 7 93 0 3 . 5 7F a S aFYY? ??? ? ?444 2 .2 2 6 1 .7 6 4 0 .0 1 6 4 42 3 8 .8 6F a S aFYY? ??? 湖南理工 學 院 課 程 設計 第 14 頁 共 40 頁 大齒輪的數(shù)值較大。 3 21 212 c os ()[]FSn d a FK T Y YYmZ??? ? ???? ? ? 5244 33 223 42 2 10 c os 14 26Fa SaBdF YYKTm mm mmz?? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ??? ??? 取模數(shù)標準值 3m =。 但為了同時滿足接觸疲勞強度，需要 按 接觸疲勞強度算得的分度圓直徑 3d ? 來計算應有的齒數(shù) . 333c o s 1 1 9 . 3 9 9 c o s 1 4 4 6 . 3 42 . 5dz m ? ??? ? ? 取 z3 =47 z4 = 23= 取 z4 =207。 幾何尺寸計算 計算中心距： a= 3 4 3()2cosz z m??= (47 207) cos14????= 將中心距圓整為 327mm 。 修正螺旋角 ? =arccos 3 2 4 3() ( 4 7 2 0 7 ) 2 . 5a r c c o s 1 3 . 8 32 2 3 2 7z z m? ?? ????? 因 ? 值改變不多 ,故參數(shù) ?? , ?k , hZ 等不必修正。 分度圓直徑 d3 = 33 4 7 2 .5 1 2 1 .1c o s c o s 1 4zm? ???mm d4 = 33 2 0 7 2 .5 5 3 3 .3 4c o s c o s 1 4zm ? ???mm 齒輪寬度： 33bdd?? =1 = 取 3B =128mm 4B =122mm 系零件的 設計 計算 湖南理工 學 院 課 程 設計 第 15 頁 共 40 頁 低速 軸的 設計 選取軸的材料 因為軸的受力大，對材料的強度和硬度比較高，可選取軸的材料為 45 鋼，調質處理。 求 輸出軸上的功率 3P 、 轉速 3n 、 轉矩 3T 3P ＝ CP 3? ＝ ＝ 3n = 3 3 3= 9 5 5 0 P / 9 5 5 0 4 .7 2 / 8 1 .8 2 5 5 0 .9 2 N mTn ? ? ? ? 求作用在齒輪上的力 已知低速級 大齒輪的分度圓直徑為 4d = 而 Ft = 342Td ? 32 5 5 0 .9 2 2 0 6 5 .6 95 3 3 .4 1 0 N?? ?? rF = Ft ta n ta n 2 02 0 6 5 . 6 9 7 7 4 . 3c o s c o s 1 3 . 8 3ono N?? ? ? ? F F ta n = 2 0 6 5 .6 9 ta n 1 3 .8 3 5 0 8 .5 3at N?? ? ? ? 圓周力 Ft ，徑向 力 Fr 及軸向力 F a的方向如圖 2 所 示。 初步確定軸的最小直徑 先估算軸的最小直徑 ,選取軸的材料為 45 鋼 , 調質處理 ,根 據 《 軸 常 用幾 種 材 料 的 [ T? ] 及 0A 》表，查的[T? ]=35MP, 0A =112。 333 m in 3 3/ 1 1 2 4 .7 2 / 8 1 .8 2 4 3 .2 8od A P n m m? ? ? 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑 ⅡⅠ ?d ,為了使所選的軸與聯(lián)軸器吻合 ,故需同 時選取聯(lián)軸器的型號 。 聯(lián)軸器的計算扭矩為 3ca aT KT? ，查《工作系數(shù)表》，取 AK = 3 550 .92 126 2c a aT K T N m? ? ? ? ? 因為計算轉矩小于聯(lián)軸器公稱轉矩 ,所以查《彈性柱銷聯(lián)軸器》表，根據 caT ，選擇 4L?型彈性柱銷聯(lián)軸器， 48d? ?Ⅰ Ⅱ mm，其 公稱轉矩為 2500 Nm? ,半聯(lián)軸器 的長 度為圖 2 湖南理工 學 院 課 程 設計 第 16 頁 共 40 頁 112mmL? ， 半聯(lián)軸器 與軸 的 配合長度 1 84L mm? 。 擬定軸上的裝訂方案如圖 3 所示 A B C D 圖 3 根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 為了滿足半聯(lián)軸器的要求的軸向定位要求 ,Ⅰ Ⅱ軸段右端需要制出一軸肩 ,故?、?Ⅲ的 直徑 55d mm? ?Ⅱ Ⅲ 。左端用軸端擋圈定位 ,按軸端直徑取擋圈直徑55D mm? 半聯(lián)軸器與 軸配合的輪轂孔長度 為 1 84L mm? ， 保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端上 , 故Ⅰ Ⅱ的長度應比 1L 略短一些 ,現(xiàn)取mml 82??ⅡⅠ 。 選用單列角接觸球軸承 .參照工作要求并根據 55d mm? ?Ⅱ Ⅲ ,由軸承產品目錄中初步選取 0基本游隙組標準精度級的接觸球軸承 7212C型 . 對于選取的角接觸球軸承其尺寸的為 60 11 0 22d D B mm mm mm? ? ? ? ?,故 60d d mm???Ⅲ Ⅳ Ⅶ Ⅷ 。而 22l mm? ?Ⅶ Ⅷ 。 右端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位 。 手冊上查得 7212C 型軸承定位軸肩 直徑min( ) 69d ? mm，故取 70l mm? ?Ⅵ Ⅶ 。 取安裝齒輪處的軸段 66d mm? ?Ⅳ Ⅴ ， 齒輪的 左 端與左軸承之間采用套筒定位 .已知齒輪 轂 的寬度為 122mm,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪 ,此軸段應略短于輪轂寬度 ,故取 118l mm? ?Ⅳ Ⅴ 。 齒輪的 右 端采用軸 肩 定位 , 取 軸肩高 h=4mm,取湖南理工 學 院 課 程 設計 第 17 頁 共 40 頁 74d mm? ?Ⅴ Ⅵ .軸環(huán)寬度 hb ? ,取 b=12mm。 軸承端蓋的總寬度為 20mm(由減速器及軸承端蓋的結構設計而定 ) .根據軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求 ,取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離 mml 30? ,故取 mml 50??ⅢⅡ . 取齒輪距箱體內壁之距離 a=16mm ,考慮到箱體的鑄造誤差 ,在確定滾動軸承位置時 ,應距箱體內壁一段距離 s,取 s=8mm ,已知滾 動軸承寬度 T=22mm,則 ? ?55 10 16 8 22 65 11 1l a s T m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ?Ⅲ Ⅳ 1 2 1 6 8 1 2 1 2l a s m m? ? ? ? ? ? ? ?Ⅵ Ⅶ 至此 ,已初步確定了軸的各端直徑和長度 。 根據結構圖作出軸的計算簡圖 , 確定頂軸承的支點位置 對于 7212C型的角接觸球軸承 ,a=,因此 ,作為簡支梁的軸的支承跨距 。 1 mm? 2 mm? 3 mm? 受力分析 21 23 1 4 6 . 63 8 3 2 . 4 9 2 2 2 0 . 7 2253N H tLF F NLL? ? ? ?? 32 23 1 0 6 . 43 8 3 2 . 4 9 1 6 1 1 . 7 7253N H tLF F NLL? ? ? ?? 22 23508 .53 533 .34139 146 .622 272 .27253arNVFDFLFNLL?? ? ?? ? ?? 12 502 .03N V r N VF F F N? ? ? 325 .56HM N m?? 1 1 2 N VM F L N m? ? ? 2 2 3 N VM F L N m? ? ? 221 1 1 3 3 3 .7 8HVM M M N m? ? ? ? 222 2 2 3 2 6 .8 5HVM M M N m? ? ? ? 2 2 2= 9 5 5 0 P / 9 5 5 0 4 .7 2 / 8 1 .8 2 5 5 0 .9 2 N mTn