【文章內(nèi)容簡介】 主動輪轉速 n1＝ 640r 齒數(shù)比 3 640 ?? 轉矩 : 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 設計任務 確定一種能滿足功能要求和設計約束的較好的設計方案包括 : 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 ,可選用軟齒面齒輪 ,具體選用： 小齒輪： 45 號鋼 ,調(diào)質處理 ,硬度為 230255HBS； 大齒輪： 45 號鋼 ,正火處理 ,硬度為 190217HBS； 確定許用應力 (1)確定極限應力 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)計算應力循環(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)設計（論文）說明書 20 (3)計算許用應力 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 試驗齒輪的應力修正系數(shù)，按國家標準取 YST = S lim2F 為彎曲強度計算的最小安全系數(shù)。取 。 (三 )初步確定齒輪的基本參數(shù)和主要尺寸 選擇齒輪類型 根據(jù)齒輪傳動的工作條件（中速，中載）可選用直齒圓柱齒輪傳 動。 選擇齒輪精度等級 按估計的圓周速度，由【 1】表 35 初步選用 8 級。 初選參數(shù) 初選： Z1 =48, Z2 = Z1 U =48 = 取整為 55。 初選計算齒輪的主要尺寸 可用式由【 1】（ 316）或式（ 318）初步計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，其齒面強度相對較弱些，故按式（ 316）式較合理。用式（ 316）計算 d1 時，還需首先確定系數(shù) .ZE .Z? 因電動機驅動，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)設計（論文）說明書 21 取 Z? =，取 d? = d? =? ?1 di ?? 參【 2】 p417 由此可初步計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 取標準模數(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? ? ? 計算變位系數(shù) (1)計算嚙合角 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)因為 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)設計（論文）說明書 22 120 .7 11 .6 1 0 .7 1 0 .9xx ?? ? ? 驗算輪齒彎曲強度條件 參【 1】圖 314，得 Y 1Fa =2。 063 2 2FaY ? 參【 1】圖 315, 得 1 ? , 2 ? 計算彎曲應力 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) 軸的設計及校核 一、軸 Ⅰ的設計 （ 一 ） 選擇軸的材料 初選 45 號鋼，經(jīng)正火處理，其機械性能由資料【 1】 131 頁表 61 查得，查 141頁表 64 得， [ 1?? ]=60Mpa （ 二 ） 初計算軸徑 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，將其直徑擴大 4%~5%，選為 25mm 又考慮到使用時間長的因素將直徑定為 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，參考軸的結構設計的基本要求，可確定軸的各段尺寸，得出如圖 51 所示結構形式。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 畫受力簡圖 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)設計（論文）說明書 23 上的支反力和水平面的支反力。對于零件上的分布載荷或轉矩當作集中力作用于軸上零件的寬度中點。對于支反力的位置，隨軸承類型和布置方式不同而異。 軸上受力分析 軸傳遞的轉矩： 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 頁公式（ 31） 12 2 42 96 0 TF N Nd ?? ? ? 齒輪的徑向力：由資料【 1】 57 頁公式（ 31） t a n 1 1 4 5 . 6 t a n 2 0 4 1 6 . 9rtF F N N?? ? ? ? ? 計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 ? ， ? ； 計算軸的彎矩，并畫彎、轉矩圖（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?? 進行合成。畫轉矩圖（ g）。 計算并畫出當量彎矩圖 轉矩 按脈動循環(huán)變化計算，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???計算，并畫出當量彎矩圖（ h）。 校核軸的強度 根據(jù)軸的結構尺寸和當量彎矩圖可知， A(即支點 A 處 )截面彎矩最大，且截面也非最大，屬于危險截面，其余截面相對而言是安全面。 A 截面處當量彎矩為 ? ? 22 54030caM M T N mm?? ? ? ? 強度校核：考慮鍵槽的影響。參【 1】附表 68 計算 ? ? ? ?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)設計（論文）說明書 24 54 .03 0 21 . 89aa caca aM M PaW? ? ? ? ? ?1aca b???? 故安全。 畢業(yè)設計（論文）說明書 25 TM VMM HF t帶F t齒R HAR HBF QR VA F r R HB （ 圖 2） 二、軸 Ⅱ的設計 (一 )選擇軸的材料 初選 45 號鋼，經(jīng)正火處理，其機械性能由資料【 1】 131 頁表 61 查得，查畢業(yè)設計（論文）說明書 26 141 頁表 64 得， [ 1?? ]=55MPa (二 )初計算軸徑 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，將其直徑擴大 4%~5%，選為 25mm 又考慮到使用時間長的因素將直徑定為 30mm，初選 6006C 型滾動軸承，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，參考軸的結構設計的基本要求，可確定軸的各段尺寸，得出如圖 51 所示結構形式。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 對齒輪嚙合時的受力（由于軸上三個齒輪不是同時嚙合，故以下分別進行計算） （ 1） 畫受力簡圖 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。對于零件上的分布載荷或轉矩當作集中力作用于軸上零件的寬度中點。對于支反力的位置，隨軸承類型和布置方式不同而異。 （ 2） 軸上受力分析 嚙合 軸傳遞的轉矩： 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 頁公式（ 31） 12 2 10 61 96 TF N Nd ?? ? ? 齒輪的徑向力：由資料【 1】 57 頁公式（ 31） t a n 8 6 9 . 7 t a n 2 0 2 8 2 . 6rtF F N N?? ? ? ? ? （ 3） 計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） 計算軸的彎矩，并畫彎、轉矩圖（如圖 3所示） 畢業(yè)設計（論文）說明書 27 分 別作水平出面和垂直面上的彎矩圖（ e）（ f），并按 22HVM M M?? 進行合成。畫轉矩圖（ g）。 （ 5） 計算并畫出當量彎矩圖 轉矩按脈動循環(huán)變化計算，取 ?? ，則 0 . 6 7 1 7 5 0 4 3 0 5 0T N m m N m m? ? ? ? ? ? 按 ? ?22caM M T???計算，并畫出當量彎矩圖（ h）。 （ 6） 校核軸的強度 根據(jù)軸的結構尺寸和當量彎矩圖可知， A(即支點 A 處 )截面彎矩最大，且截面也非最大，屬于危險截面，其余截 面相對而言是安全面。 A 截面處當量彎矩為 ? ? 22 caM M T N mm?? ? ? ? 強度校核：考慮鍵槽的影響。參【 1】附表 68 計算 ? ? ? ?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