【文章內(nèi)容簡介】 . . ..學習參考各軸轉(zhuǎn)矩為：電動機軸： mNNPT????2 軸： ? ?電軸4 軸： i　?機2 軸： mNT????? 機軸機機6 錐齒輪軸： i　 ? ?7 錐齒輪： ? 各參數(shù)值列表如下：表 52 各軸參數(shù)軸號 功率 KW 轉(zhuǎn)矩 mN?轉(zhuǎn)速 r/min 傳動比 效率電動機 4 1410 / /2 軸 1410 / 4 軸 機 2 軸 機6 齒輪材料的選擇由齒輪的失效形式可知，設計齒輪傳動時，應使齒面具有較高的抗齒輪折斷、抗齒面磨損、抗齒面點蝕、抗齒面膠合及抗塑性變形的能力，而齒根要有較高的抗折斷能力。因此，對齒輪材料的基本要求為：齒面要硬，齒芯要韌。在改進設計中，改進后新增的齒輪中，機6 錐齒輪材料選用 40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為 48～55HRC；錐齒輪 7 的材料選用 40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為 48～55HRC；直齒輪機4 的材料選用 20CrMnTi，滲碳淬火，齒面硬度為 56～62HRC；機3 雙聯(lián)齒輪選用 20CrMnTi，滲碳淬火，齒面硬度為.. . . ..學習參考56～62HRC。機2 過渡軸材料選用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理及表面淬火，齒面硬度為48～55HRC。 直齒圓錐齒輪的尺寸設計計算及校核錐齒輪用于傳遞兩個相交軸之間的運動和動力，其輪齒分布在圓錐面上，齒輪齒形從大端至小端逐漸較小。圓錐齒輪有三種類型：直齒、斜齒和曲齒齒輪。由于直齒圓錐齒輪易于制造，安裝簡單，且適用于低速輕載傳動場合，因此，在改進設計中，錐齒輪 7 選擇直齒圓錐齒輪。 直齒圓錐齒輪各參數(shù)的設計計算已知：齒數(shù) =36，模數(shù) =2，配對齒輪齒數(shù) =20，模數(shù) =27Z7m6機Z6機m分度圓直徑： 236????zd分度圓錐角： ?9077arctgarctg機?齒頂高： 1???h齒根高： ).()(7 ????mf全齒高： 427??f頂隙 c： .??齒頂圓直徑： ?????hda齒根圓直徑： 862in?ff錐矩： ??機R齒頂角： ????齒根角： 當量齒角： ??zZv根錐角： ?ff?頂錐角： 4307???.. . . ..學習參考當量齒輪分度圓半徑： ??drv當量齒輪齒頂圓半徑： .3???hv當量齒輪齒頂壓力角： ????v不發(fā)生根切的最少齒數(shù)： 15co)in/h2(Z2min??? 圓錐齒輪的受力分析直齒錐齒輪齒面上所受的法向載荷 ，通常都視為集中作用在平均分度圓上，nF為方便計算，假定載荷沿齒寬均勻分布，且載荷集中作用在齒寬中點節(jié)線處的法向平面內(nèi)，與圓齒輪一樣，將法向載荷 分解為切于分度圓錐面的周向分力（圓周力）n，及垂直于分度圓錐母線的分力 ，再將力 分解為徑向分力 及軸向分力tF`` 7rF，則小錐齒輪輪齒上所受各力的大小分別為：7a （51）77)(2dTFRt???= （52）7cos???tgr 6機aF= （53）7inta機r （54）?s/7tnF計算結(jié)果如下所示： NdRbTdTFRt )(.)(2)(2 3777 ???????? ??Ntgtgr ??????Fta .3150in1in???tn ? 直齒圓錐齒輪的結(jié)構(gòu)設計.. . . ..學習參考直齒圓錐齒輪結(jié)構(gòu)設計如下圖 51 所示，各參數(shù)設計見零件圖（YBZC04）圖 51 直齒圓錐齒輪 直齒圓錐齒輪強度校核如上所述 ， 和 均是作用在圓錐齒輪上的名義載荷。在實際工作中，還應nFtr該考慮原有動力機和工作機的振動和沖擊，輪齒嚙合過程中產(chǎn)生的動載荷。由于制造安裝誤差或者受載后輪齒產(chǎn)生的彈性變形以及軸套、軸承箱體的變形，使得載荷沿齒寬方向分布均勻，同時嚙合的各輪齒之間載荷分布不均勻等等。為此，應該將名義載荷乘以載荷系數(shù)，作為計算載荷，進行齒輪的強度計算時，按計算載荷進行計算，與圓周力對應的計算載荷為： （55）ttcFK??式中：Ｋ—載荷系數(shù)Ｋ＝ （56）????VA式中： —使用系數(shù)，是考慮齒輪嚙合時外部因素引起的附加載荷影響的系數(shù)。AK常用值可參考下表 54：.. . . ..學習參考表 54 使用系數(shù) AK工作機的工作特性電動機、均速轉(zhuǎn)動的汽輪機、燃氣輪機蒸汽機、燃氣輪機液壓裝置多缸內(nèi)燃機 單缸內(nèi)燃機均勻平穩(wěn) 輕微沖擊 中等沖擊 嚴重沖擊 注：表中所列 值僅適用于減速傳動；若為增速傳動， 值約為表值的 倍。當外部機械與齒輪裝置間有撓性連接時，通常 值可適當減小。A 我在設計時取 =1。A—動載系數(shù)，是考慮齒輪嚙合過程中因嚙合誤差所引起的內(nèi)部附加動載荷V對輪齒受載的影響。常用值可參考下表 55：表 55 使用系數(shù) VK類型 取值范圍直齒圓柱齒輪 ～斜齒圓柱齒輪 ～直齒錐齒輪 ～注：齒輪精度低速度高時， 取大值；反之取小值。VK我在設計時取 =。V—齒向載荷分布系數(shù)，是考慮由于軸的變形和齒輪制造誤差等引起的載荷沿?K齒寬方向分布不均勻的影響。常用值可參考下表 56：.. . . ..學習參考表 56 使用系數(shù) ?K類型 取值范圍直齒圓柱齒輪 兩輪之一為軟齒面 1～直齒圓柱齒輪 兩輪均為硬齒面 ～直齒圓錐齒輪 ～注：寬徑比 B/d1較小、齒輪在兩支承中間對稱布置、軸的剛性大時， 取小?K值；反之，取大值。我在設計時取 =。?K—齒間載荷分配系數(shù)，是考慮同時嚙合的各對齒輪輪齒間載荷分配不均勻的?K影響。常用值可參考下表 57表 57 使用系數(shù) ?K類型 取值范圍直齒圓柱齒輪 1～斜齒圓柱齒輪 齒輪精度高于 7 級（含 7 級） 1～斜齒圓柱齒輪 齒輪精度等級低于 7 級 ～直齒圓錐齒輪 ～注：齒輪制造精度等級低、齒面為硬齒面時， 取大值；精度等級低、齒面為?K軟齒面時， 取小值。?K我在設計時取 =1。 因此 = 1=?????VA?.. . . ..學習參考圓周力對應的計算載荷為： ==?? 圓錐齒輪齒面接觸疲勞強度校核查《機械設計》P210 頁圖 1021e 得 =1100MPa。由圖 1019 可取得圓錐齒limH?輪接觸疲勞壽命系數(shù)為 =，取失效概率為 1%，安全系數(shù)為 S=1。HNK所以： 1100=990 MPa?????SHlim?計算齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 =?確定載荷系數(shù) K=查《機械設計》P201 頁圖 10—6 可知 = ，對于 的直齒錐齒輪， = ?20??H齒輪齒寬 b≤R/3，所以齒寬取 10所以，齒面接觸應力： ?????ubdTKZEH27)1(?＜??)( ??H?因此，圓錐齒輪齒面接觸疲勞強度符合設計要求。 直齒圓錐齒輪齒根彎曲疲勞強度的校核查《機械設計》 P208 頁圖 1020C 可知，直齒圓錐齒輪的彎曲疲勞強度極限為=500MPlimF?.. . . ..學習參考查《機械設計》 P206 頁圖 1018 可知，?FNK取彎曲疲勞安全系數(shù) S=，所以： ?????SKFNFlim??MPa工作轉(zhuǎn)矩 =??確定載荷系數(shù) K=，齒形系數(shù) =，應力校正系數(shù) =又 ，dFt2zm＜??????? ? ??F?由上述計算可知，齒輪的齒根彎曲疲勞強度符合設計要求，故安全。 錐齒輪軸機6 的尺寸設計計算及校核 錐齒輪軸機6 輪齒部分主要參數(shù)設計計算已知：齒數(shù) =20，模數(shù) =2 ，配對齒輪齒數(shù) =36，模數(shù) =26機Z6機m7Z7m分度圓直徑： 402????機機機 zd分度圓錐角： ?613676arctgarctg機機?齒頂高： 216??????mh機齒根高： ).0()(?cf機全齒高： 46??機機 f頂隙 c： .2.?????齒頂圓直徑： ???機機機 hda齒根圓直徑： 073in?機機機 ff錐矩： ????R.. . . ..學習參考齒頂角： ????齒根角： 當量齒角： ?機機機 ?zZv根錐角： ?機機 ff?頂錐角： 4716???機機當量齒輪分度圓半徑： ?機機機 ?drv當量齒輪齒頂圓半徑： ???機機 hv當量齒輪齒頂壓力角： ????機機機 v 直齒圓錐齒輪軸機6 軸端部分設計直齒圓錐齒輪軸機6 軸端部分設計的目的是合理確定直齒圓錐齒輪軸軸端部分的外部輪廓及各部分尺寸。因為影響直齒圓錐齒輪軸軸端部分結(jié)構(gòu)設計的因素很多，因此其軸端部分沒有標準的結(jié)構(gòu)類型，所以在滿足其規(guī)定的功能要求和設計約束的前提下，其結(jié)構(gòu)設計方案具有很大的靈活性，設計時應多加考慮如下因素：（如軸承等）的裝拆和調(diào)整） ；；；，應力集中小，工作能力強，節(jié)約材料和減輕重量。基于上述要求，直齒圓錐齒輪軸的結(jié)構(gòu)設計如下圖 52 所示，各參數(shù)設計見零件圖（YBZC05） 。.. . . ..學習參考FF圖 52 錐齒輪軸 錐齒輪軸機6 的固定為了保證裝配質(zhì)量，機6 齒輪軸與手動升降系統(tǒng)的齒輪軸的軸心中心等高。由于錐齒輪軸機6 的徑向受載荷一般，所以由滾動軸承支承其軸向位置，軸向位置則由卡環(huán)固定，周向位置由平鍵固定。 錐齒輪軸機6 軸徑部分的設計計算查《機械設計》P370 頁表 153，取 =105，于是得0A105 ??360min機機PAd?（結(jié)構(gòu)如圖 52）1）裝圓柱齒輪部分的直徑取 d=22，長度 L=162）第二段軸徑的直徑部分取 d=40，長度 L=503）第四段軸徑部分的直徑取 d=60，長度 L=42.. . . ..學習參考 直齒圓錐齒輪軸機6 軸徑部分的校核設軸在扭轉(zhuǎn) T 的作用下產(chǎn)生切應力 ，對圓形截面的實心軸，其截面上的扭轉(zhuǎn)?切應力為：= ＜[ ]=35MPa （57a）TW?? ?????式中： —軸的扭轉(zhuǎn)切應力，MPa；T—軸所受的扭矩，Nmm；—軸的抗扭截面系數(shù)， , ；TW?3dmP—軸傳