【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 對(duì)其彈性模量影響較小。軸的剛度主要取決于軸的剖面尺寸，可用適當(dāng)增加軸的截面面積來(lái)提高軸的剛度。此外，合金鋼取決于應(yīng)力集中 敏感性較強(qiáng)，價(jià)格也較高。選材是應(yīng)考慮 到這些 [11][12] 。 綜合考慮軸的運(yùn)行環(huán)境以及軸材料的力學(xué)性能，軸的材料選擇 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 表 軸常用材料的 ??t? 及 C值 軸的材料 Q235A,20 Q275,35 45 40Cr,35SiMn,38SiMnMo ??t? /MPa 15～ 25 20～ 35 25～ 45 35～ 55 C 149～ 126 135～ 112 126～ 103 112～ 97 軸的最小直徑估算 根據(jù)設(shè)計(jì)要求包裝速度為 40粒 /min，由電機(jī)的選擇可得轉(zhuǎn)速為 1390r/min。 假設(shè) mind 取 28mm 1 4 10 48 / m innr? ? ? ? 0 0 .7 5 0 .9 9 0 .9 8 0 .7 2 7 6 5p p k w??? ? ? ? ? ? ?軸 承 1 齒 輪 27 65 9 8 p k w???? ?? ? ? ? ? ?軸 承 2 齒 輪 糖果枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)及豎封裝置設(shè)計(jì) 10 9 8 8p p k w????? ? ? ? ? ?軸 承 1110 . 6 89 5 5 0 9 5 5 0 1 3 5 . 348PT N m mn? ? ? ? ? 33 0 .6 81 0 5 2 4 .6 848Pd C m mn? ? ? 3 135 .3 162 .36c a AT K T N m m? ? ? ? ? 故 mind 取 28mm 0mind 合格 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) A．各軸段的直徑 階梯軸各軸段直徑的變化應(yīng)遵循下列原則： （包括配合表面與非配合表面），直徑應(yīng)有所不同； 、粗糙度不同的表面，一般直徑亦應(yīng)有所不同； 拆。 B．通常從初步估算的軸段最小直徑 dmin 開(kāi)始，考慮軸上配合零部件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和定位、固定、裝拆、受力情況等對(duì)軸結(jié)構(gòu)的要求，一次確定軸段的直徑。具體操作時(shí)還應(yīng)注意以下幾個(gè)方面問(wèn)題： ，其直徑必須符合滾動(dòng)軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)系列。 。 。軸肩分定位軸肩和非定位軸肩，定位軸肩通常用于軸向力較大的場(chǎng)合 ,其高度 minhh? , minh 查表 。軸承定位軸肩的高度必須低于軸承內(nèi)圈的高度，以便于拆卸軸承，具體尺寸可查軸承標(biāo)準(zhǔn)或手冊(cè)。非定位軸肩是為加工和裝配而設(shè)置的，其高度沒(méi)有嚴(yán)格的規(guī)定，一般取 1～ 2mm 。 ，應(yīng)盡可能圓整成標(biāo)準(zhǔn)直徑尺寸系列（表） 或以 0、 8結(jié)尾的尺寸。 ，可不取標(biāo)準(zhǔn)值，但一般應(yīng)取成整數(shù)。 C．各軸段的長(zhǎng)度 各軸段的長(zhǎng)度決定于軸上零件的寬度和零件固定的可靠性，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注 意以下幾點(diǎn)： 。 。 ，各零件間的間距查 參考文獻(xiàn) [11][12]。 (? ～ )d 或 ? ，并圓整為整數(shù)。 11 表 定位軸肩或軸環(huán)的最小高度 minh 、圓 角 r、零件孔端圓角半徑 R倒角 C 直徑 d 10～ 18 18～ 30 30～ 50 50～ 80 80～ 100 minh 2 r R或 C 軸上零件的定位與固定 A. 常用的軸向定位和固定方法兩類 ，如軸肩、軸環(huán)、圓錐面等； ，如套筒、鎖緊擋 圈、圓螺母和止動(dòng)墊圈、緊定螺釘?shù)取? B. 軸上零件的周向定位與固定 為了傳遞運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)矩 ，軸上零件必須有可靠的周向定位。該設(shè)計(jì)中的主動(dòng)軸上齒輪用平鍵做周向定位。軸承內(nèi)圈靠它與軸之間的過(guò)盈配合來(lái)實(shí)現(xiàn)周向定位。常用軸上零件周向固定的方法有鍵連接、花鍵連接、型面連接、銷連接、彈性環(huán)連接、過(guò)盈連接等。緊釘螺釘也可以做周向定位。，但只用在傳力不大之處。 繪制軸的零件工作圖 圖 31主傳動(dòng)軸 結(jié)構(gòu) 示意圖 齒輪的設(shè)計(jì) 與 強(qiáng)度校核 選擇齒輪材料、熱處理方法 、精度等級(jí)、 齒 數(shù) 1z 、 2z 及齒寬系數(shù) d? a. 大小齒輪材料均為 45 鋼調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度非別為 220HBS、 260HBS。初選 7級(jí)精度，小齒輪齒數(shù) 1 56z? ，大齒輪齒數(shù) 2 58z ? ，齒數(shù)比 ? ， d? 的選擇 )1(???? （ 32） 由齒輪的強(qiáng)度公式可知，輪齒越寬，承載能力也愈高，因而輪齒不宜過(guò)窄；但增大齒寬又會(huì)使齒面上的載荷分布更趨不均勻，故齒寬系數(shù)應(yīng)取得適合。圓柱齒輪齒寬系數(shù)的薦用值列于下表。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪減速器，齒寬系數(shù)取為 ： 糖果枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)及豎封裝置設(shè)計(jì) 12 ad udb ?? )1( ??? （ 33） 所以對(duì)于外捏合齒輪傳動(dòng) a? 的值規(guī)定為 ， ， ， ， ， ， ， 。運(yùn)用設(shè)計(jì)計(jì)算公式時(shí)，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)減速器，可先選定再用上式計(jì)算出相應(yīng)的 d? 值 。 表 按軟齒面齒輪非對(duì)稱安裝查表 ，取齒寬系數(shù) ? ? 裝置狀況 兩支撐相對(duì)小齒輪作 對(duì)稱布置 兩支撐相對(duì)小齒輪作 不對(duì)稱布置 小齒輪作懸臂布置 d? ～ （ ～ ） ～ （ ～） ～ 注： a. 大、小齒輪皆為硬齒面時(shí) d? 應(yīng)取表中偏下限的數(shù)值；若皆為軟齒面或僅大齒輪為 軟齒面時(shí) d? 可取表中偏上限的數(shù)值； b. 括號(hào)內(nèi)的數(shù)值用于人 字 齒輪，此時(shí) b為人字齒輪的總寬度； c. 金屬切削機(jī)床的齒輪傳動(dòng)，若傳遞的功 率不大時(shí)， d? 可小到 ； d. 非金屬齒輪可取 d? ≈ ～ 。 對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，由于點(diǎn)蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動(dòng)增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù) 工作的后果，故可取 S= nS =1。但是，如果一旦發(fā) 生斷齒，就會(huì)引起嚴(yán)重的事故，因此在進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算時(shí) S= nS =～[13][14] 。 按 齒 面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) A. 確定公式中的各參數(shù) ? ? 2131 Et dHK T Zudu?????? ? ????? （ 34） a. 載荷系數(shù) tK ：試選 ? b. 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 6 6 4110 . 6 89 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 1 3 . 5 2 9 1 1 048pT N m mn? ? ? ? ? ? ? ? （ 35） 表 材料系數(shù) EZ 小齒輪材料 大齒輪材料 鋼 鑄鋼 球墨鑄鐵 灰鑄鐵 E/MPa 206000 202021 173000 126000 鋼 206000 鑄鋼 202021 球墨鑄鐵 17300 13 灰鑄鐵 126000 c. 材料系數(shù) EZ ：查表 得， MPa? d. 大、小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim 1 600H MPa? ? ， lim 2 560H MPa? ? e. 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 71160 60 48 1 10 30 0 16 13 .8 24 10hN n jL? ? ? ? ? ? ? ? ? 772 / 13 .82 4 10 / 11 .52 10N N i? ? ? ? ? f. 接觸疲勞壽命系數(shù) 1HNK 、 2HNK ： 查參考文獻(xiàn) [11] 圖 得 1 ? , 2 ? ? ?1H? 、 ? ?2H? 取安全系數(shù) 1HS ? ? ?1 1 l im1 / 0. 90 60 0 54 0H H N H Hk S M P a??? ? ? ? ? ?2 2 l im 2 / 0. 95 56 0 53 2H H N H HK S M P a??? ? ? ? 設(shè)計(jì)計(jì)算 A. 試算小齒輪分度圓直徑 1td 取 ? ? ? ?2HH??? 由式 34得： ? ? 2 21 3311 1 189 . 41 532Et dHK T Zud m mu?????? ??? ? ? ? ? ? ??? ?????? B. 計(jì)算圓周速度 ? 11 3 . 1 4 8 3 . 9 4 4 8 0 . 2 1 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0tdn ms?? ??? ? ??? C. 計(jì)算載荷系數(shù) K 查 參考 文獻(xiàn) [11]表 得使用系數(shù) 1AK? ；根據(jù) /ms? ? 、 7 級(jí)精度查圖 得動(dòng)載系數(shù) ? ? ；查圖 得 ? ? ，則 1 1 .0 2 1 .0 1 1 .0 3 0 2AK K K K??? ? ? ? ? D. 校正分度圓直徑 1d 3311 / 8 3 .9 4 1 .0 3 0 2 / 1 .5 7 4 .0 6ttd d K K m m? ? ? 計(jì)算齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸 A. 計(jì)算模數(shù) 3m mm? B. 兩輪分度圓直徑 1d 、 2d 11 3 56 168d m z m m? ? ? ? 22 3 68 204d m z m m? ? ? ? 糖果枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)及豎封裝置設(shè)計(jì) 14 C. 中心距 a ? ? ? ?12 / 2 3 5 6 6 8 / 2 1 8 6a m z z m m? ? ? ? ? ? D. 齒寬 b 1 168 168db d mm?? ? ? ? ? ?12 5 10 17 3b b m m? ? ? E. 齒高 h 3 m mm? ? ? ? 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 A. 確定公式中各參數(shù)值 ? ?12312F F a S a Fd KT YYzm????? （ 35） a. 大、小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 lim1F? 、 lim2F? ：查圖 lim 1 240F MPa? ? ， lim 2 220F MPa? ? b. 彎曲疲勞壽命系數(shù) ? ?1F? 、 ? ?2F? 取定彎曲平老強(qiáng)度安全系數(shù) ? ，應(yīng)力修正系數(shù) ? ,得 ? ?1 1 l im / 2 4 0 0 .8 8 2 / 1 .4 3 0 1 .7 1F F N S T F FK Y S M P a??? ? ? ? ? ? ?2 2 l im / 22 0 0. 88 2 / 1. 4 28 2. 86F F N S T F FK Y S M P