【文章內(nèi)容簡介】 =550MPa計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，選取最大的轉(zhuǎn)速n=849r/minN1=60n1jLh=608491（1830015）=109N2=10932=109取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1= ；KHN2=取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1[σH]1=KHN1σlim1S=600MPa=540MPa[σH]1=KHN2σlim2S=550MPa=[σH]=[σH]1+[σH]2S=540+= 試計算小齒輪的分度圓直徑d1t由計算公式得：d1t≥321031()2=計算圓周速度：V=πd1tn1601000=849601000=計算齒寬b及模數(shù)mb=Фdd1t=mnt=d1tcosβZ1=cos1436=h===bh==計算縱向重合度εβ==計算載荷系數(shù)K:使用系數(shù)[12]KA=1；動載系數(shù)KV=。KHβ=。KFβ=。KHα=KFα=；故動載系數(shù)K為：K=KAKV KHαKHβ=1=按實際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑d1=3kkt==計算模數(shù)：mn=d1cos14186。36=按齒根強度計算m≥32KT1Yβ cos2βφdZ2εαYFaYSa[σF] （8）計算載荷系數(shù)：K=KAKV KFαKFβ=1=縱向重合度εα=；螺旋角影響系數(shù)Yβ=計算當(dāng)量齒數(shù)。Zv1=Z1cos3β=36cos314186。=Zv2=Z2cos3β=54cos314186。=取齒形系數(shù)：YFa1=。 YFa2=應(yīng)力校正系數(shù): YSa1= YSa2=小齒輪的彎曲疲勞強度極限σFE1=500MPa；大齒輪的彎曲強度極限σFE2=380MPa；取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=；KFN2=；取安全系數(shù)S=。計算疲勞許應(yīng)力：[σF]1=KFN1σFE1S==[σF]2=KFN2σFE2S==計算大小齒輪的YFaYSa[σF]并加以比較YFa1YSa1[σF]1==YFa2YSa2[σF]2==設(shè)計計算：m≥32103cos214186。1362=對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)m大于齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，取mn=，但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d1=：Z1=d1cosβmn==取Z1=36 Z2=54（3）幾何尺寸的計算：計算中心距：a=(z1+z2)mn2cosβ=36+=將中心距圓整取a=116mm按圓整后的中心距修正螺旋角：β=arccos(z1+z2)mn2a=arccos(36+54)116=176。因β值改變不大，故參數(shù)εα，kβ , ZH等不必修正計算大小齒輪的分度圓直徑：d1=z1m1cosβ=36= d2=z2m2cosβ=54=取d1=84 d2=148計算齒輪寬度：b=φdd1==圓整后去齒寬：b1=42mm b2=39mm 錐齒輪的設(shè)計計算（1）材料及齒數(shù)的選擇：圓錐齒輪工作為閉式的，齒輪傳動軸夾角為90176。，小齒輪懸臂支撐，大齒輪兩端支撐，小齒輪選用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，平均硬度為270HBS，大齒輪選用45鋼,調(diào)質(zhì)處理，平均硬度為230HBS。初選齒數(shù)：小齒輪數(shù)為Z1=21 大齒輪數(shù)為Z2=59（2）確定齒輪的主要參數(shù)按齒面接觸疲勞強度計算：d1t≥（）2 i(ZEσH)2 （9）確定設(shè)計公式中各個參數(shù)初選載荷系數(shù)Kt=；小齒輪所轉(zhuǎn)遞的轉(zhuǎn)矩：T1=104；選取齒寬系數(shù)φR，為防止齒向載荷分布不均勻，應(yīng)限制齒寬，取φR=，彈性系數(shù)ZE=；大小齒輪的接觸疲勞強度為：σHlim1=713MPa；σHlim2=。應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N1=60n1jLh=605661（1830015）=109N2=N1i=5921=109接觸壽命系數(shù)ZN1=；ZN2=；取失效概率為1%；最小安全系數(shù)[2]SHlim=1計算許用接觸力：[σH]1=ZN1σlim1SHlim=740MPa=673MPa[σH]2=ZN2σlim2SHlim=680MPa=652MPa計算端面重合度εα，當(dāng)量齒數(shù)Z1m=z1cosδ=22 Z2m=z2cosδ=150εα=[－(1z1m+1z2m)]cosβ=分度圓直徑：d1t≥（）2 5921()2=計算圓周速度：dm1t=(1－)d1t=（1－）=V=πdm1tn1601000=849601000=因V＜10m/s，選7級精度合格計算載荷系數(shù)：取使用系數(shù)kA=1，kv=，單齒對嚙合，取齒間載荷系數(shù)kα=1，載荷分布系數(shù)kβ=K= kA kvkαkβ=校正分度圓直徑：d1=d1t3kkt==按齒根彎曲強度計算[2]：大小齒輪的彎曲疲勞強度極限分別為：σFlim1=620MPa；σFlim2=580MPa彎曲壽命系數(shù)YN1=；YN2=尺寸系數(shù)YX=1計算許用彎曲應(yīng)力[δF1]，[δF2]。取失效率為1%，安全系數(shù)SFmin=[δ]=σFlimYNYXSHlim計算可知，[δF1]=451MPa；[δF2]=417MPa重合度系數(shù)Yε: Yε=+=+=取齒形系數(shù)：YFa1=。 YFa2=應(yīng)力校正系數(shù): YSa1= YSa2=校核計算：σF1=?R(?R)2Z12m3u2+1 YFa YSaYε=≤[σF1]σF2=σF1 YFa2YSa2YFa1YSa1 =≤[σF2]（3）主要幾何尺寸計算：大端模數(shù)：m=d1t/z1=4977/21=，查參考文獻[3]表101取m=大端分度圓直徑：d1=mz1=21= d2= mz2=59=錐距R及齒寬b:R=m2z12+z22=+592=25mmb=φbR=25=分錐角：δ1=arctan1i= arctan2159= 186。δ2=arctani= arctan5921=齒根角按等頂隙計算：θf1=θf2=arctanhfR=arctan(1+) 186。頂錐角: δa1=δ1+θf1= 186。+ 186。= 186。δa2=δ2+θf2=+ 186。= 186。齒高[3]：h=(2ha*+c*)m=大端頂圓直徑dada1=d1+2hacosδ1=+21 186。=da2=d2+2hacosδ2=+21 186。= 軸的設(shè)計計算 高速軸的設(shè)計計算（1）由參考文獻[1],初步估算軸的最小軸徑：dmin=A03pn （10）確定公式內(nèi)的各種計算數(shù)值選軸的材料為45（調(diào)質(zhì)），根據(jù)參考文獻[1]，取=103由前面的設(shè)計算得 P1= n1= n2=298r/min（2）設(shè)計計算： mm軸的最小軸徑為d=(1+)= 圓整后取15mm輸出軸的最小直徑用來安裝聯(lián)軸器[13]，為了使所選軸的直徑d12與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩Tca=KAT1，考慮轉(zhuǎn)矩變化取KA=Tca=KAT1=103Nmm=9434Nmm按照計算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩選擇HL1型聯(lián)軸器,聯(lián)軸器的孔徑為16mm，故取d12的直徑為16mm,半聯(lián)軸器的長度L=32mm，與軸配合的彀長度為：L1=27。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計擬定軸上各零件的裝配方案圖4 高速軸的裝配方案 Fig. 4 The assembl programe of high speed shaft根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度[14]為了滿足大V帶輪的軸向定位要求，12軸段的右端需制出一軸肩，故取d23的直徑為19mm，左端采用軸段擋圈定位，按軸段直徑取擋圈直徑為20mm,大V帶輪與軸配合的彀孔長度為27mm，為了保證軸段擋圈只壓在大V帶輪上而不壓在軸的端面上，故l12段的長度應(yīng)比L1略短，取l12=25mm；初步選擇滾動軸承。因軸承同時受到軸向力與徑向力的共同作用，故選深溝球軸承軸承[4]。參照工作要求并根據(jù)d23=19mm，選取6003型號。其尺寸為dDT＝1740，故取d34=20mm；l910=。右端滾動軸承采用軸肩定位，定位軸承軸肩高度為2mm。取安裝齒輪1的軸段直徑d45=23mm，齒輪的左端與軸承采用套筒定位，由上以求的齒輪1的齒寬為39mm，為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸段的長度應(yīng)略短于齒寬的長度，故取l45=37mm，齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度h＞，故取h=，則軸環(huán)的直徑d56=26mm，軸環(huán)寬度b≥，為了配合拔叉換擋取l56=40mm，齒輪2為軸齒輪，分度圓直徑d67=27mm，l67=27mm,d78=26mm，l78=42mm齒輪3左端采用套筒定位，為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸段的長度應(yīng)略短于齒寬的長度，故取l89=39mm，d89=26mm齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度為2mm，軸環(huán)的直徑為3 mm。=15mm,故取l23=25mm。取齒輪距箱體內(nèi)壁之間的距離為8mm，考慮到箱體鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體一定距離s，取s=4mm，所以l34=T+s+a+(3937)=+4+8+2=。軸上零件的周向定位齒輪，半聯(lián)軸器采用的周向定位均采用平鍵連接，按d45=23mm查得平鍵截面[1]bh=87，鍵槽的長為25mm，同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇輪轂與軸的配合為H7n6，同樣半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵5mm5mm12mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為H7k6，滾動軸承與軸的定位采用過渡配合來保證，此處選軸的尺寸公差為m6。確定軸上圓角和倒角尺寸[2]，取軸段倒角為145176。（3）求軸上的載荷：作出軸的計算簡圖,及求軸的支反力和彎矩：把軸當(dāng)做簡支梁，支點取在軸承中點處，即去軸承寬度的1/2為支撐，由于軸所受的力為空間力系，將作用在軸上的力分解為垂直面和水平面。畫出扭矩圖圖5（e）：轉(zhuǎn)矩:T=7260Nmm圓周力：Ft=2T/d=27260/27=徑向力：Fr=Fttan20186。=求水平支反力：平衡條件ΣMc=0：FHN1(118+90) －104=0ΣFz=0：FHN1＋FHN2－Fr=0FNv1＝FNv2= 圖5 軸的載荷分析圖 The analysis of the small gear wheel axle load水平