【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 n1＝ 640r 齒數(shù)比 3 640 ?? 轉(zhuǎn)矩 : T1＝ 66112 . 8 81 0 9 . 5 5 1 0 4 2 9 6 0640P N m mn ? ? ? ? ? 圓周速度 : v≤ 4m/s 設(shè)計(jì)任務(wù) 確定一種能滿足功能要求和設(shè)計(jì)約束的較好的設(shè)計(jì)方案包括 : 一組基本參數(shù) m﹑ z1﹑ z2﹑ x1﹑ x2 主要幾何尺寸 d1﹑ d2﹑ a等 (二 )選擇齒輪材料﹑熱處理方式 選擇齒輪材料﹑熱處理方式 按使用條件 ,屬于中速、中載、重要性和可靠性一般的齒輪傳動(dòng) ,可選用軟齒面齒輪 ,具體選用： 小齒輪： 45 號(hào)鋼 ,調(diào)質(zhì)處理 ,硬度為 230255HBS； 大齒輪： 45 號(hào)鋼 ,正火處理 ,硬度為 190217HBS； 確定許用應(yīng)力 (1)確定極限應(yīng)力 limH? 1 和 limF? 齒面硬度：小齒輪按 230HBS,大齒輪按 190HBS, 參【 1】圖 316,得 limH? 1 ＝ 580Mpa lim2F? ＝ 550 Mpa 參【 1】圖 317,得 limH? 1 ＝ 220Mpa limF? 2 ＝ 210 Mpa (2)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 1N =60 1nat =60 1 640 10 300 8= 108 21N = 11UN = 8? = ? 22N = 8 8129 .2 1 6 1 0 5 .3 3 1 01 .7 3NU ?? ? ? 23N 8 8139 .2 1 6 1 0 8 .0 8 1 01 .1 4NU ?? ? ? ? 參【 1】圖 318,ZN1= ZN2=1 參【 1】圖 319,YN1= YN2=1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 20 (3)計(jì)算許用應(yīng)力 參【 1】表 34，取 S minH =1,S minF = 參【 1】式 311,得 l i m 1 11m i n5 8 0 1 5801HNHPHZS?? ?? ? ?M p l i m 2 22l i m5 5 0 1 5501HNHPHzS?? ?? ? ?MP 參【 1】由式 312，得 l i m 1 11m i n2 2 0 2 1 3 1 4 . 2 81 . 4F S T NFPFYY MPS?? ??? ? ? l i m 2 22m i n2 1 0 2 1 3001 . 4F S T NFPFYY MPS?? ??? ? ? YST 試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)取 YST = S lim2F 為彎曲強(qiáng)度計(jì)算的最小安全系數(shù)。取 。 (三 )初步確定齒輪的基本參數(shù)和主要尺寸 選擇齒輪類(lèi)型 根據(jù)齒輪傳動(dòng)的工作條件（中速，中載）可選用直齒圓柱齒輪傳 動(dòng)。 選擇齒輪精度等級(jí) 按估計(jì)的圓周速度，由【 1】表 35 初步選用 8 級(jí)。 初選參數(shù) 初選： Z1 =48, Z2 = Z1 U =48 = 取整為 55。 初選計(jì)算齒輪的主要尺寸 可用式由【 1】（ 316）或式（ 318）初步計(jì)算出齒輪的分度圓直徑或 模 數(shù)。由于選用軟齒面齒輪的方案，其齒面強(qiáng)度相對(duì)較弱些，故按式（ 316）式較合理。用式（ 316）計(jì)算 d1 時(shí)，還需首先確定系數(shù) .ZE .Z? 因電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作載荷平穩(wěn)查表 31 得 KA= 取 Kv=，軸的剛性較小，取 KB=、 Ka=、 則 K=KAⅹ KBⅹ Ka=1ⅹ ⅹ ⅹ =。 由圖 311 查得 ZH = 查表 32 得 ZE=, Mpa 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 21 取 Z? =，取 d? = d? =? ?1 di ?? 參【 2】 p417 由此可初步計(jì)算出齒輪的分度圓直徑 d m等主要參數(shù)和幾何尺寸： d1= 2 13 2 1HEH P dZ Z Z KT UU????? ????? = 23 189 .8 2 2 429 60 ( 1 )550 ? ? ? ? ??????? = 取整 80 m= 1180 ?? 按表 37 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m= 則 a=m? ?12ZZ? = (48+55)= ㎜ 取整為 130 修改直徑 d1=mz= 48=120mm 11 6 4 0 3 .1 4 1 2 0 4 .0 1 9 2 /6 0 0 0 0 6 0 0 0 0nd m m s? ? ??? ? ? 22 2. 5 55 13 7. 5d m z m m? ? ? ? 取整為 138 22 1 3 8 0 . 2 7 3 7 . 2 6db d m m?? ? ? ? 取整為 38mm 12bb??(5～ 10) ? ?38 6 44mm? ? ? 計(jì)算變位系數(shù) (1)計(jì)算嚙合角 39。? cos `? = ? ?1239。39。39。 260c os c os 20 265m z z? ??? ?? ? ? `? = 0 (2)根據(jù) 38 66 104z? ? ? ? 和 `? = 0 參【 1】圖 532 得 12 1. 61x x x? ? ? ? (3)因?yàn)?21 66 38 1. 73 7u z z? ? ?故按左部斜線 ②分配變位系數(shù)得 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 22 120 .7 11 .6 1 0 .7 1 0 .9xx ?? ? ? 驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度條件 參【 1】圖 314，得 Y 1Fa =2。 063 2 2FaY ? 參【 1】圖 315, 得 1 ? , 2 ? 計(jì)算彎曲應(yīng)力 11112 2 1 . 4 9 2 4 2 9 6 0 2 . 0 6 3 1 . 9 2 0 . 7 2 6 . 94 4 1 2 0 2 . 5F F a s a F pkT Y Y Y m pb d m ?????? ? ? ? ? ??? 222 1 2112 . 0 6 3 1 . 9 22 6 . 9 2 7 . 0 42 1 . 9 7F a s aF F F PF a s aYYYY? ? ??? ? ? ?? 故安全。 第二節(jié) 軸的設(shè)計(jì)及校核 一、軸 Ⅰ的設(shè)計(jì) （ 一 ） 選擇軸的材料 初選 45 號(hào)鋼，經(jīng)正火處理，其機(jī)械性能由資料【 1】 131 頁(yè)表 61 查得，查 141頁(yè)表 64 得， [ 1?? ]=60Mpa （ 二 ） 初計(jì)算軸徑 選 C=110， 33m i n 2 . 8 81 1 0 1 8 . 2640Pd C m mn? ? ? ? 考慮到軸上鍵槽影響，將其直徑擴(kuò)大 4%~5%，選為 25mm 又考慮到使用時(shí)間長(zhǎng)的因素將直徑定為 25mm，初選 7004C 型角接觸球軸承，其尺寸2 0 4 2 1 2d D B? ? ? ? ?。根據(jù)軸上零件的定位、加工要求以及不同的零件裝配方案，參考軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求，可確定軸的各段尺寸，得出如圖 51 所示結(jié)構(gòu)形式。套筒、左端軸承從左端裝入，而右端軸承從右端裝入，甩油環(huán)和錐齒在安裝套杯之后從軸的右端裝入。 （ 三 ） 按彎矩合成校合 畫(huà)受力簡(jiǎn)圖 51 中（ b） 將軸 上作用力分解為垂直面受力圖（ c）和水平受力圖（ d）。分別求出垂直面畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 23 上的支反力和水平面的支反力。對(duì)于零件上的分布載荷或轉(zhuǎn)矩當(dāng)作集中力作用于軸上零件的寬度中點(diǎn)。對(duì)于支反力的位置，隨軸承類(lèi)型和布置方式不同而異。 軸上受力分析 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩： 61 2 .7 89 .5 5 1 0 4 2 9 6 0640T n m m? ? ? ? 齒輪的圓周力：由資料【 1】 57 頁(yè)公式（ 31） 12 2 42 96 0 TF N Nd ?? ? ? 齒輪的徑向力：由資料【 1】 57 頁(yè)公式（ 31） t a n 1 1 4 5 . 6 t a n 2 0 4 1 6 . 9rtF F N N?? ? ? ? ? 計(jì)算作用軸上的支反力 垂直平面內(nèi)支反力 ? ， ? ； 水平面內(nèi)支反力 ? ， ? ； 計(jì)算軸的彎矩，并畫(huà)彎、轉(zhuǎn)矩圖（如圖 51所示 ） 分別作水平出面和垂直面上的彎矩圖（ e）（ f），并按 22HVM M M?? 進(jìn)行合成。畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖（ g）。 計(jì)算并畫(huà)出當(dāng)量彎矩圖 轉(zhuǎn)矩 按脈動(dòng)循環(huán)變化計(jì)算，取 ?? ，則 0 . 6 1 0 6 1 9 6 6 3 7 1 7 . 6T N m m N m m? ? ? ? ? ? 按 ? ?22caM M T???計(jì)算，并畫(huà)出當(dāng)量彎矩圖（ h）。 校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸和當(dāng)量彎矩圖可知， A(即支點(diǎn) A 處 )截面彎矩最大，且截面也非最大，屬于危險(xiǎn)截面，其余截面相對(duì)而言是安全面。 A 截面處當(dāng)量彎矩為 ? ? 22 54030caM M T N mm?? ? ? ? 強(qiáng)度校核：考慮鍵槽的影響。參【 1】附表 68 計(jì)算 ? ? ? ?23 32 . 2 8 9 8 43 2 2a b t d tdW c m b td??? ? ? ? ? 330 .1 1 .5 6 2 5bW d cm?? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 24 54 .03 0 21 . 89aa caca aM M PaW? ? ? ? ? ?1aca b???? 故安全。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 25 TM VMM HF t帶F t齒R HAR HBF QR VA F r R HB （ 圖 2） 二、軸 Ⅱ的設(shè)計(jì) (一 )選擇軸的材料 初選 45 號(hào)鋼，經(jīng)正火處理，其機(jī)械性能由資料【 1】 131 頁(yè)表 61 查得，查畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 26 141 頁(yè)表 64 得， [ 1?? ]=55MPa (二 )初計(jì)算軸徑 選 C=110， 33m i n 2 . 8 81 1 0 2 4 . 8250Pd C m mn? ? ? ? 考慮到軸上鍵槽影響，將其直徑擴(kuò)大 4%~5%，選為 25mm 又考慮到使用時(shí)間長(zhǎng)的因素將直徑定為 30mm，初選 6006C 型滾動(dòng)軸承，其尺寸3 0 5 5 1 3d D B? ? ? ? ?。根據(jù)軸上零件的定位、加工要求以及不同的零件裝配方案，參考軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求，可確定軸的各段尺寸，得出如圖 51 所示結(jié)構(gòu)形式。套筒、左端軸承從左端裝入，而右端軸承從右端裝入，甩油環(huán)和錐齒在安裝套杯之后從軸的右端裝入。 (三 )按彎矩合成校合 第一 對(duì)齒輪嚙合時(shí)的受力（由于軸上三個(gè)齒輪不是同時(shí)嚙合，故以下分別進(jìn)行計(jì)算） （ 1） 畫(huà)受力簡(jiǎn)圖 51中（ b） 將軸上作用力分解為垂直面受力圖（ c）和水平受力圖（ d）。分別求出垂直面上的支反力和水平面的支反力。對(duì)于零件上的分布載荷或轉(zhuǎn)矩當(dāng)作集中力作用于軸上零件的寬度中點(diǎn)。對(duì)于支反力的位置，隨軸承類(lèi)型和布置方式不同而異。 （ 2） 軸上受力分析 嚙合 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩： 61 2 . 7 89 . 5 5 1 0 7 1 7 5 0370T n m m? ? ? ?該齒輪在軸的中間，且彎扭和矩最大。 齒輪的圓周力：由資料【 1】 57 頁(yè)公式（ 31） 12 2 10 61 96 TF N Nd ?? ? ? 齒輪的徑向力：由資料【 1】 57 頁(yè)公式（ 31） t a n 8 6 9 . 7 t a n 2 0 2 8 2 . 6rtF F N N?? ? ? ? ? （ 3） 計(jì)算作用軸上的支反力 垂直平面內(nèi)支反力 ? ， ? ； 水平面內(nèi)支反力 ? ， ? ； （ 4） 計(jì)算軸的彎矩，并畫(huà)彎、轉(zhuǎn)矩圖（如圖 3所示） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 27 分 別作水平出面和垂直面上的彎矩圖（ e）（ f），并按 22HVM M M?? 進(jìn)行合成。畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖（ g）。 （ 5） 計(jì)算并畫(huà)出當(dāng)量彎矩圖 轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化計(jì)算，取 ?? ，則 0 . 6 7 1 7 5 0 4 3 0 5 0T N m m N m m? ? ? ? ? ? 按 ? ?22caM M T???計(jì)算，并畫(huà)出當(dāng)量彎矩圖（ h）。 （ 6） 校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸和當(dāng)量彎矩圖可知， A(即支點(diǎn) A 處 )截面彎矩最大，且截面也非最大，屬于危險(xiǎn)截面，其余截 面相對(duì)而言是安全面。 A 截面處當(dāng)量彎矩為 ? ? 22 caM M T N mm?? ? ? ? 強(qiáng)度校核：考慮鍵槽的影響。參【 1】附表 68 計(jì)算 ? ? ? ?23 33 . 6 9 2 8 53 2 2a b t d tdW c m b td??? ? ? ? ? 330 .1 4 .2 8 7 5bW d cm?? 62 .35 7 16 . 92aa caca aM M PaW? ? ? ? ? ?1