【文章內(nèi)容簡介】 （ 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1 500FE Mpa? ? 大齒輪 的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 2 380FE Mpa? ? 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) ： 1 ? 2 ? 3） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 取 彎曲疲勞安全系數(shù) ? 111 0 . 8 6 5 0 0[ ] 3 0 7 . 1 4 31 . 4F N F EF K M p aS ?? ? ?? ? ? 212 0 . 8 7 3 8 0[ ] 2 3 6 . 1 4 31 . 4F N F EF K M p aS ?? ? ?? ? ? 4）計(jì)算載荷系數(shù) K ： 1. 75 1. 05 1 1. 37 2. 51 7A v F FK K K K K??? ? ? ? ? ? 5）查取齒形系數(shù)： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 表 105 查得 1 ? ； 2 ? 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 1 ? ； 2 ? 7） 計(jì)算大、 換向 齒輪的 ? ?FSFYY??? 并加以比較。 ? ?111 2 . 6 0 1 . 5 9 5 0 . 0 1 3 53 0 7 . 1 4 3FSFYY??? ??? ? ?222 2 .4 6 4 1 .6 4 5 0 .0 1 7 22 3 6 .1 4 3FSFYY??? ??? 大齒輪的數(shù)值較大。 （ 2）設(shè)計(jì)計(jì)算： ? ?1 33 2212 2 17 39 09 2 17 2 26FSn dF YYkTm mmz ???? ?? ??? ? ? ??? ??? 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)，可取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) ，并圓整得 3m mm? ， 接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 1 mm? ，由結(jié)構(gòu)需要 1 78d mm? 11278 2 6 1 .3 0 7 7 2 6 3 43dZZm? ? ? ? ? ? 幾何尺寸計(jì)算 （ 1） 計(jì)算分度圓直徑 ： 11222 6 3 7 83 4 3 1 0 2d z m m md z m m m? ? ? ?? ? ? ? （ 2）計(jì)算中心距 : 12() 7 8 1 0 2 9022dda m m? ?? ? ? （ 3） 計(jì)算齒輪寬度： 1 0 .6 7 8 4 6 .8db d m m?? ? ? ? 取 2 40B mm? ； 1 45B mm? 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于大齒輪直徑 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確定。 大齒輪齒圈 — 換向齒輪的設(shè)計(jì) 已知輸入的功率 2 2 2 21 1 .5 0 .9 6 0 .9 9 0 .9 8 1 .3 2 7 8P P k w? ? ?? ? ? ? ? ?電 帶 軸 承 齒 輪， 換向 齒輪轉(zhuǎn)速 1 338 .242 / m innr? ，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 40HBS 4）初選擇 換向 齒輪齒數(shù) 1 26z? ，大齒輪 齒圈 齒數(shù) 21 5 26 170z iz? ? ? ? 取 2 170z ? 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由 下式 進(jìn)行計(jì)算 ? ?2131 2 ( 1 ) t EtdHK T i Zdi?????? ???? （ 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： 5 511 19 5 . 5 1 0 9 5 . 5 1 0 1 . 3 2 7 8 3 7 5 5 5 . 1 3 13 3 7 . 6 5PT N mn? ??? ? ? ? 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) MPa? 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： lim 1 600H MPa? ? ；大齒輪 齒圈 的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim 2 550H MPa? ? 6）由下 式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 81160 60 33 7. 65 1 ( 2 8 30 0 10 ) 9. 72 4 10hN n jL? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 8 812 1 9 .7 2 4 1 0 1 .4 8 7 2 1 06 .5 3 8 5NN i ?? ? ? ? 7）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 圖 1019 取接觸疲勞壽命系數(shù) 1 ? 2 ? 。 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： ? ? 1 l i m11 0 .9 2 6 0 0 5521HNH K M p aS?? ?? ? ? ? ? 2 l i m 22 0 . 9 3 5 5 0 5 1 1 . 51HNH K M p aS?? ?? ? ? （ 2）計(jì)算 1）試算 換向 齒輪分度圓直徑 1td ，代入 ? ?H? 中較小的值： ? ?2 21 331 ( 1 ) ( 5 1 ) 375 1 189 . 51 5 511 .5t EtdHK T i Zd m mi????? ? ? ? ??? ? ? ? ??? ??? ???? 2）計(jì)算圓周速度 V ： 11 4 8 . 1 5 5 3 3 7 . 6 5 0 . 8 5 16 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0tdnv m s? ?? ??? ? ??? 3) 計(jì)算齒寬 b ： 1 0 .6 4 8 .1 5 5 2 8 .8 9 3dtb d m m?? ? ? ? 4) 計(jì)算齒寬與齒高之比 bh 。 模數(shù) 114 8 .1 5 5 1 .8 5 226tt dm m mz? ? ? 齒高 2 .2 5 2 .2 5 1 .8 5 2 4 .1 6 7th m m m? ? ? ? 93 67bh ?? 5）計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) m s? ， 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， 1HFKK????。 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) 1 .7 5 1 .0 5 1 1 .3 9 5 3 5 2 .5 6 4A v H HK K K K K??? ? ? ? ? ? 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： 3311 2 . 5 6 45 6 . 2 4 7 6 7 . 2 51 . 5ttKd d m mK? ? ? 7）計(jì)算模數(shù) m ： 116 7 .2 5 2 .5 926n dm m mz? ? ? 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 ? ?13 212 FSn dFYYkTm z ??????? ???? （ 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1 500FE Mpa? ? 大齒輪 齒圈 的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 2 380FE Mpa? ? 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)： 1 ? 2 ? 3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 取彎曲疲勞安全系數(shù) ? 111 0 . 8 6 5 0 0[ ] 3 0 7 . 1 4 31 . 4F N F EF K M p aS ?? ? ?? ? ? 212 0 . 8 7 3 8 0[ ] 2 3 6 . 1 4 31 . 4F N F EF K M p aS ?? ? ?? ? ? 4）計(jì)算載荷系數(shù) K ： 1. 75 1. 05 1 1. 37 2. 51 7A v F FK K K K K??? ? ? ? ? ? 5）查取齒形系數(shù)： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 表 105 查得 1 ? ； 2 ? 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 1 ? ； 2 ? 7）計(jì)算大 齒輪齒圈、換向 齒輪的 ? ?FSFYY??? 并加以比較。 ? ?111 2 . 6 0 1 . 5 9 5 0 . 0 1 3 53 0 7 . 1 4 3FSFYY??? ??? ? ?222 2 .4 6 4 1 .6 4 5 0 .0 1 7 22 3 6 .1 4 3FSFYY??? ??? 大齒輪 齒圈 的數(shù)值較大。 （ 2）設(shè) 計(jì)計(jì)算： ? ?1 33 2212 2 26FSn dF YYkTm mmz ???? ?? ??? ? ? ??? ??? 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)，可取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) ，并圓整得 3m mm? ，接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 1 mm? ，由于 換向 齒輪前面已經(jīng)設(shè)計(jì)所有 1 78d mm? 11278 2 6 6 . 5 3 8 5 2 6 1 7 03dZZm? ? ? ? ? ? 幾何尺寸計(jì)算 （ 1）計(jì)算分度圓直徑： 11222 6 3 7 81 7 0 3 5 1 0d z m m md z m m m? ? ? ?? ? ? ? （ 2）計(jì)算中心距 : 12() 7 8 5 1 0 29422dda m m? ?? ? ? （ 3）計(jì)算齒輪寬度： 1 0 .6 7 8 4 6 .8db d m m?? ? ? ? 取 2 40B mm? ； 1 45B mm? 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 1. 5 0. 96 1. 44P P k w?? ? ? ?電 帶 ，轉(zhuǎn)速1 258 .2 minnr? ， 轉(zhuǎn)矩11 . 4 49 5 5 0 0 0 0 9 5 5 0 0 0 0 5 3 2 6 1 . 0 42 5 8 . 2PT N m mn? ? ? ? ?帶輪直徑為 1 140d mm? ， 2 150d mm? ，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 0 126A? ，于是得 33011 . 4 41 2 6 2 2 . 3 42 5 8 . 2Pd A m mn? ? ? ? ? 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度 1） 為了滿足帶輪的軸向定位要求，Ⅰ Ⅱ軸段右端需制出 軸肩，左端采用帶輪端面定位；同理為了滿足另一帶輪的軸向定位要求， Ⅶ Ⅷ 軸段左端需制出一軸肩，右端采用帶輪端面定位；為了滿足軸承的軸向定位要求， Ⅱ Ⅲ 軸段右端需制出一軸肩，左端采用軸承端蓋定位；為了滿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；為了滿足小滾筒兩端蓋的軸向定位要求， Ⅲ Ⅳ 軸段右端需制出軸肩，左端采用 承套 端面定位； Ⅴ Ⅵ 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) 30d mm?Ⅱ Ⅲ ， 30d mm?Ⅵ Ⅶ ，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取深溝球軸承 6306，其尺寸為 30 19d B mm? ? ? ；80l mm?Ⅱ Ⅲ ， 80l mm?Ⅵ Ⅶ 。 3)取安裝小帶輪的軸段的直徑 25d mm?Ⅰ