【文章內(nèi)容簡介】 m?? 由于所選聯(lián)軸器 GICL1 的飛輪矩為 22 ( ) 0 .0 0 9lGD kg m??，因此以上聯(lián)軸器與制動輪飛輪矩之和為： 2 2 2 ( ) ( ) 0 .2 0 9zlG D G D kg m? ? ?，與原估計 2 m? 基本相符，故以上計算不需要修改。 4 減速器的設(shè)計及計算 機(jī)構(gòu)傳動效率的選擇 根據(jù)表 [3]17? ，查得機(jī)構(gòu)傳動效率： 很好跑合的 6 級精度和 7 級精度齒輪傳動（油潤滑） 1 ? ? 齒式聯(lián)軸器 2 ?? 滾動球軸承 3 ?? 在本設(shè)計中取 1 ?? 傳動比分配 車輪轉(zhuǎn)速： 45 4 5 . 5 m i n0 . 3 1 5cccv rn D??? ? ?? 機(jī)構(gòu)總傳動比： 10 910 cni n? ? ? 由于減速器采用二級展開式，則有 12( )ii? 在本設(shè)計中取 ? ，則有 20 1 .5 2 0 1 .5 3 .6 5ii? ? ? ?? 12 運動及動力參數(shù) （ 1）各軸轉(zhuǎn)速 ? 軸轉(zhuǎn)速： 1 910 n r min? ?? 軸轉(zhuǎn)速： 121910= 1 6 6 .0 6 5 .4 8nn r m ini?? ??? 軸轉(zhuǎn)速： 2321 6 6 .0 6= = 4 5 .5 0 3 .6 5nn r m ini? V? 軸轉(zhuǎn)速 4 n r min? 速度偏差幾乎為零，所以可行。 （ 2）各軸輸入功率 ? 軸輸入功率： 11 =3. 5 0. 99 =3. 47 eP N k W?? ? ? ?? 軸輸入功率： 2 1 2 3= 3 .4 7 0 .9 9 0 .9 9 = 3 .4 0 P P k W??? ? ? ? ??? 軸輸入功率： 3 2 2 3= 3 . 4 0 0 . 9 9 0 . 9 9 = 3 . 3 3 P P k W??? ? ? ? V? 軸輸入功率： 4 3 2 = 3. 33 0. 99 = 3. 30 P P k W?? ? ? （ 3）各軸的轉(zhuǎn)矩 ? 軸轉(zhuǎn)矩： 1113 . 4 79 5 5 0 9 5 5 0 3 6 . 4 2 910PT N mn? ? ? ? ? ?? 軸轉(zhuǎn)矩： 22 2 3 . 4 09 5 5 0 9 5 5 0 1 9 5 . 5 3 1 6 6 . 0 6PT N mn? ? ? ? ? ??? 軸轉(zhuǎn)矩： 33 3 3 . 3 39 5 5 0 9 5 5 0 6 9 8 . 9 3 4 5 . 5 0PT N mn? ? ? ? ? 13 V? 軸轉(zhuǎn)矩： 44 4 3 . 3 09 5 5 0 9 5 5 0 6 9 2 . 6 4 4 5 . 5 0PT N mn? ? ? ? ? 齒輪傳動設(shè)計 已知輸入功率 1 P kW? ，小齒輪轉(zhuǎn)速 2 16 6. 06 m innr? ，齒數(shù)比 2 ??? ，由電動機(jī)驅(qū)動，工作壽命 15 年（設(shè)每年工作 300 天），兩班制。 （ 1）選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 1） 選用直 齒圓柱齒輪傳動 2） 起重機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7 級精度（ GB 1009588） 3） 材料選擇：由表 [4]10 1? 選擇小齒輪材料為 40Cr （調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS 4） 選小齒輪齒數(shù) 3 29z ? ，大齒輪齒數(shù) 43 29 ?? ? ? ?，取 4 106z ? （ 2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 由設(shè)計計算公式 [4](10 9 )a? 進(jìn)行計算，即 2231 12 .3 2 ( )[]EtdHK T Zud u????? （ 7） 1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ①試選載荷系數(shù) ? ②小齒輪的轉(zhuǎn)矩 32 1 9 5 . 5 3 1 9 5 . 5 3 1 0 T N m N m m? ? ? ? ? ③由表 [14]10 7? 選取齒寬系數(shù) 1d?? ④由表 [4]10 6? 查得材料的彈性影響系數(shù) MPaEZ ? ⑤由圖 [4]10 21d? 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim 1 600 MPaH? ? ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim 2 55 0 M P aH? ? ⑥由式 [4]10 13? 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 8316 0 6 0 1 6 6 . 0 6 1 ( 1 5 3 0 0 2 8 ) 7 . 1 7 3 1 0hN n jL? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 8 834 73 10 65 5NN u ?? ? ? ? ⑦由圖 [4]10 19? 取接觸疲勞壽命系數(shù) 3 ? ； 4 ? 14 ⑧計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，由式 [4]10 12? 得 3 l i m 33 0 . 9 6 0 0[ ] 5 4 0 M P a1H N HH K S?? ?? ? ? 4 l i m 44 1 . 0 3 5 5 0[ ] 5 6 6 . 5 M P a1H N HH K S?? ?? ? ? 2）計算 ①試算小齒輪分度圓直徑 3td ，代入 []H? 中較小的值 223332312 .3 2 ( )[]1 .3 1 9 5 .5 3 1 0 3 .6 5 1 1 8 9 .8 2 .3 2 ( ) 7 3 .5 5 6 m m 1 .1 3 .6 5 5 4 0EtdHKT Zudu?????? ? ?? ? ? ②計算圓周速度 v 32 7 3 . 5 5 6 1 6 6 . 0 6 0 . 6 3 9 6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0tdnv m s? ? ??? ? ??? ③計算齒寬 3 1 73 .5 56 73 .5 56 m mdtbd?? ? ? ? ? ④計算齒寬與齒高之比 模數(shù) 337 3 . 5 5 6 2 .5 3 6 m m29tt dm z? ? ? 齒高 2 .2 5 2 .2 5 2 .5 3 6 5 .7 0 7 m mthm? ? ? ? 7 3 . 5 5 6 1 0 .8 8 95 . 7 0 7bh ?? ⑤計算載荷系數(shù) 根據(jù) v m s? ， 7 級精度，由圖 [4]10 8? 查得動載系數(shù) ? ； 直齒輪， 1HFKK????； 由表 [4]10 2? 查得使用系數(shù) ? ； 由表 [4]10 4? 用插值法查得 7 級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時 ? ? ； 由 ? ， ? ? 查圖 [4]10 13? 得 ? ? ；故載荷系數(shù) 1 . 2 5 1 . 0 5 1 1 . 4 2 5 1 . 8 7 0A V H HK K K K K??? ? ? ? ? ? 15 ⑥按實際 的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式 [4]10 10a? 得 3333 1 . 8 7 07 3 . 5 5 6 8 3 . 0 3 3 m m 1 . 3ttKdd K? ? ? ⑦計算模數(shù) m 338 3 .0 3 3 2 .8 6 3 m m 29dm z? ? ? （ 3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 由式 [4]10 5? 得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為 13 212 ()[]Fa SadFYYKTm z??? （ 8） 1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ①由圖 [4]10 20c? 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 3 50 0 M PaFE? ? ；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 4 38 0 M PaFE? ? ； ②由圖 [4]10 18? 取彎曲疲勞壽命系數(shù) 3 ? ； 4 ? ； ③計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=，由式 [4]10 12? 得 333 0 . 8 5 5 0 0[ ] 3 0 3 . 5 7 M Pa1 . 4F N F EF K S?? ?? ? ? 444 0 . 9 3 8 0[ ] 2 4 4 . 2 8 9 M P a1 . 4F N F EF K S?? ?? ? ? ④計算載荷系數(shù) K 1 . 2 5 1 . 0 5 1 1 . 3 7 5 1 . 8 0 5A V F FK K K K K??? ? ? ? ? ? ⑤查取齒形系數(shù) 由表 [4]10 5? 查得 3 ? ； 4 ? （線性插值法） ⑥查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 [4]10 5? 查得 3 ? ； 4 ? （線性插值法） ⑦大、小齒輪的[]Fa SaFYY?并加以比較 3332 . 5 3 1 . 6 2 0 . 0 1 3 5 0[ ] 3 0 3 . 5 7F a S aFYY? ??? 16 4442 . 1 7 5 1 . 7 9 5 0 . 0 1 5 9 8[ ] 2 4 4 . 2 8 9F a S aFYY? ??? 經(jīng)過比較，大齒輪的數(shù)值大 2）設(shè)計計算 3322 1 . 8 0 5 1 9 5 . 5 3 1 0 0 . 0 1 5 9 8 2 . 3 7 6 m m1 2 9m ? ? ?? ? ?? 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù) m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m的 大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 mmm? ，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 3 mmd ? ，算出小齒輪齒數(shù) 33 8 3 .0 3 3 342 .5dz m? ? ? 則有大齒輪齒數(shù)： 43 3 .6 5 3 4 1 2 4 .1z u z? ? ? ?，取 4 124z ? （ 4）幾何尺寸計算 ①計算 分度圓直徑 33 3 4 2 .5 8 5 m md z m? ? ? ? 44 12 4 2. 5 31 0 m md z m? ? ? ? ②計算中心距 34 8 5 3 1 0= = 1 9 7 . 5 m m22dda ? ?? ③計算齒輪齒寬 1 1 8 5 8 5 m mdbd?? ? ? ? 取 4 85 mmB ? ， 3 90 mmB ? （ 5）結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于小齒輪的直徑較小且齒頂圓直徑小于 160 mm，可以做成實心結(jié)構(gòu)的齒輪；大齒輪的直徑比較大 但其齒頂圓直徑小于 500 mm，可做成腹板式結(jié)構(gòu)，具體尺寸可參考圖 [4]10 39a? 。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算 高速軸設(shè)計及校核 （ 1）材料及熱處理 考慮到是高速軸以及材料后，選此軸材料為 45，調(diào)質(zhì)處理。 17 （ 2）初步確定軸的最小直徑 按式 [4]15 2? 初步估算軸的最小直徑。根據(jù)軸的材料和表 [4]15 3? ，取 0 149A? ，所以根據(jù)公式有： 31min 0 1 1d A P n? （ 9） 即 31 m i n 1 2 6 3 . 4 7 9 1 0 1 9 . 6 8 4 m md ? ? ? 由于此軸上開有一個鍵槽，所以應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強(qiáng)度的削弱；再者直徑小于 100 mm，因此 1 m i n 1 m i n (1 7 % ) 2 1 . 0 6 2 m mdd? ? ? ? ?。 輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑 1d （圖 4）。為了使所選的軸徑與聯(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 1ca AT KT? ，查表 [4]14 1? ，考慮到轉(zhuǎn)矩變化和沖擊載荷大（如織布機(jī)、挖掘機(jī)、起重機(jī)、碎石機(jī)），故取 ? ，則： 2. 3 36 .4 2 83 .7 66 N mcaT ? ? ? ? 按照計算轉(zhuǎn)矩 caT 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件并且考慮到補償兩軸綜合位移，查表 [3]83? ，選用 GICL1 鼓形齒式聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 800 Nm? 。半聯(lián)軸器的孔徑為30 mm，故取 1 30 mmd ? ，半聯(lián)軸器與軸配合的長度為 82 mm。 （ 3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于此軸是裝有聯(lián)軸器的齒輪軸，所以結(jié)構(gòu)采用外伸梁布局，外伸部分裝聯(lián)軸器，兩軸承布置在齒輪的兩端，軸系采用兩端單向固定布置，為避免因溫度升高而卡死，軸承端蓋與軸承外圈端面留出 mm 的熱補償間隙，