【導(dǎo)讀】確定傳動(dòng)公比φ·························································7. 主電動(dòng)機(jī)的選擇·························································7

　　

【正文】 ，也是最薄弱的齒輪，故也只需確定最小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。 ① 變速組 c中， 22/86只需計(jì)算 z = 22 的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 280r/min； ② 變速組 b計(jì)算 z = 18的齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 400r/min； ③ 變速組 a應(yīng)計(jì)算 z = 28的 齒輪，計(jì)算轉(zhuǎn)速為 800r/min。 ?、核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 ∵ m i n/ 1 5 736/7245/4549/352 2 4/1 2 61 4 4 0 rn ?????? ??實(shí) min/1120 rn ?標(biāo) ∴ %5%%1001120 )11202057(%100)( ???????標(biāo) 標(biāo)實(shí) n nn 所以合適。 ：確定各軸最小直徑 根據(jù)【 5】公式（ 71）， ? ? mmn Pd j491 ??，并查【 5】表 713得到 ??? 取 1. 21 ①Ⅰ軸的直徑：取 m in/800, 11 rn j ??? ? ? mmnd j 44 ????? ?? ②Ⅱ軸的直徑：取 m i n/4 0 0,9 2 212 rn j ?????? ?? ? ? mmnd j 0 0 9 2 44 ????? ?? ③Ⅲ軸的直徑：取 m in/1 0 0, 323 rn j ????? ?? ? ? mmnd j 44 ????? ?? 其中： P電動(dòng)機(jī)額定功率（ kW）； ? 從電機(jī)到該傳動(dòng)軸之間傳動(dòng)件的傳動(dòng)效率的乘積； jn 該傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速（ minr ）； ??? 傳動(dòng)軸允許的扭轉(zhuǎn)角（ mo ）。 當(dāng)軸上有鍵槽時(shí)， d值應(yīng)相應(yīng)增大 4～ 5%。當(dāng)軸為花鍵軸時(shí)，可將估算的 d值減小 7%為花鍵軸的小徑 ?？招妮S時(shí)， d需乘以計(jì)算系數(shù) b， b 值見【 5】表 712。Ⅰ和Ⅳ為由鍵槽并且軸Ⅳ為空心軸，Ⅱ和Ⅲ為花鍵軸。根據(jù)以上原則各軸的直徑取值： mmd 30?? ， ?d 和 ???d在后文給定， ? 軸采用光軸， ?? 軸和 ? 軸因?yàn)橐惭b滑移齒輪所以都采用花鍵軸。因?yàn)榫匦位ㄦI定心精度高，定心穩(wěn)定性好，能用磨削的方法消除熱處理變形，定心直徑尺寸公差和位置公差都能獲得較高的精度，故我采用矩形花鍵連接。按 19871144 ?TGB 規(guī)定，矩形花鍵的定心方式為小徑定心。查【 15】表 5330的矩 形花鍵的基本尺寸系列， ?? 軸花鍵軸的規(guī)格 742368 ?????? 為BDdN ； ? 軸 花 鍵 軸 的 規(guī) 格848428 ?????? 為BDdN 。 ④各軸間的中心距的確定： )(1 6 82 4)5628(2 )( 21 mmmzzd ?????????? ； )(2 2 52 5)7218( mmd ?????????? ； )( o s2 5)8622( mmd oV ????????? ； 鍵的選擇 查【 4】表 61 選擇軸 ? 上的鍵 ，根據(jù)軸的直徑 30~22?d ，鍵的尺寸選擇 22 78 ?? 取鍵高鍵寬 hb ，鍵的長(zhǎng)度 L 取 22。主軸處鍵的選擇同上，鍵的尺寸為1628 ?? 取鍵高鍵寬 hb ，鍵的長(zhǎng)度 L取 100。 傳動(dòng)軸的校核 需要驗(yàn)算傳動(dòng)軸薄弱環(huán)節(jié)處的傾角荷撓度。驗(yàn)算傾角時(shí)，若支撐類型相同則只需驗(yàn)算支反力最大支撐處傾角；當(dāng)此傾角小于安裝齒輪處規(guī)定的許用值時(shí)，則齒輪處傾角不必驗(yàn)算。驗(yàn)算撓度時(shí)，要求驗(yàn)算受力最大的齒輪處，但通常可驗(yàn)算傳動(dòng)軸中點(diǎn)處撓度（誤差 %3） . 當(dāng)軸的各 段直徑相差不大，計(jì)算精度要求不高時(shí)，可看做等直徑，采用平均直徑 1d 進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算花鍵軸傳動(dòng)軸一般只驗(yàn)算彎曲剛度，花鍵軸還應(yīng)進(jìn)行鍵側(cè)擠壓驗(yàn)算。彎曲剛度驗(yàn)算；的剛度時(shí)可采用平均直徑 1d 或當(dāng)量直徑 2d 。一般將軸化為集中載荷下的簡(jiǎn)支梁，其撓度和傾角計(jì)算公式見【 5】表 ，然后疊加，注意方向符號(hào)，在同一平面上進(jìn)行代數(shù)疊加，不在同一平面上進(jìn)行向量疊加。 傳動(dòng)軸的校核 ①Ⅰ軸的校核：通過(guò)受力分析，在一軸的三對(duì)嚙合齒輪副中，中間的兩對(duì)齒輪對(duì)Ⅰ軸中點(diǎn)處的撓度影響最大，所以，選擇中間齒輪嚙合來(lái)進(jìn)行校核 NdTF mNnPT r 5 3 5)101 1 2/(862/2 868 0 0/66?????? ????????? ? 最大撓度： ? ?? ? ? ?? ?mmEIblbF34349432222m a x 1 0106430102 1 048104 2 644 6 434 2 5 3 54843???????????????????????? 。 。4449mmdIIM P aEE?????????軸的；材料彈性模量；式中； 查【 1】表 312許用撓度 ? ? mmy ??? ； ? ? 所以合格,yYB ? 。 ②Ⅱ軸、Ⅲ軸的校核同上。 鍵的校核 鍵和軸的材料都是鋼，由 【 4】表 62查的許用擠壓應(yīng)力 M Pap 1 2 0~1 0 0][ ?? ,取其中間值， MPap 110][ ?? 。鍵的工作長(zhǎng)度 mmmmmmbLl 16822 ????? ，鍵與輪榖鍵 23 槽的接觸高度 mmmmhk ???? 。由【 4】式（ 61）可得 M P aM P aM P ak l dT pp 1 1 0][ 0 10862102 33 ????? ????? ?? 式中： ；】表鍵【，弱材料的許用擠壓應(yīng)力鍵、軸、輪轂三者中最；鍵的直徑，；為鍵的寬度，為鍵的公稱長(zhǎng)度，圓頭平鍵鍵的工作長(zhǎng)度，為鍵的高度此處度鍵與輪轂鍵槽的接觸高傳遞的轉(zhuǎn)矩264,][,,。,p ??????????M P ammdmmbmmLbLlmmlmmhhkkmNT?可見連接的擠壓強(qiáng)度足夠了，鍵的標(biāo)記為： 2 0 0 31 0 9 6810 ?? TGB鍵 各變速組齒輪模數(shù)的確定和校核 齒輪模數(shù)的確定： 齒輪模數(shù)的估算。通常同一變速組內(nèi)的齒輪取相同的模數(shù)，如齒輪材料相同時(shí)，選擇負(fù)荷最重的小齒輪，根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度條件按【 5】表 717進(jìn)行估算模數(shù) Hm 和 Fm ，并按其中較大者選取相近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，為簡(jiǎn)化工藝變速傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)各變速組的齒輪模數(shù)最好一樣，通常不超過(guò) 2～ 3種模數(shù)。 先計(jì)算最小齒數(shù)齒輪的模數(shù)，齒輪選用直齒圓柱齒輪及斜齒輪傳動(dòng)，查 【 4】表 108齒輪精度選用 7級(jí)精度，再由【 4】表 101選擇小齒輪材料為 40Cr (調(diào)質(zhì) )，硬度為 280HBS： 根據(jù)【 5】表 717；有公式： ①齒面接觸疲勞強(qiáng)度：3 22 )1(16020 ??? ? HPjmH znKPm ?? ②齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度：34 3 0FPjmF znKPm ??? ?、 a變速組：分別計(jì)算各齒輪模數(shù)，先計(jì)算最小齒數(shù) 28的齒輪。 ①齒面接觸疲勞強(qiáng)度：3 22 )1(16020 ??? ? HPjmH znKPm ?? 其中 : ? 公比 ； ? = 2； P齒輪傳遞的名義功率； P = ?=； m? 齒寬系數(shù) m? = 105??mb ； HP? 齒輪許允接觸應(yīng)力 HHP ?? ? ， limH? 由【 5】圖 76按 MQ線查取 。 jn 計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速 。 24 K載荷系數(shù)取 。 limH? =650MPa， M P aM P aHP 5 8 5 0 ???? ∴ mmmH 3 221 ????? ??? 根據(jù)【 6】表 104將齒輪模數(shù)圓整為 4mm 。 ② 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度：34 3 0FPjmF znKPm ??? 其中 : P齒輪傳遞的名義功率； P = ?=； m? 齒寬系數(shù) m? = 105??mb ； FP? 齒輪許允齒根應(yīng)力 FFP ?? ? ， limF? 由【 5】圖 711按 MQ線查取； jn 計(jì)算齒 輪計(jì)算轉(zhuǎn)速 。 K載荷系數(shù)取 。 MPaF 300lim ?? ， ∴ M P aM P aFP ???? ∴ mmmF 31 ???? ?? 根據(jù)【 6】表 104將齒輪模數(shù)圓整為 。 ∵ 11 FH mm ? 所以 mmm 41 ? 于是變速組 a的齒輪模數(shù)取 m = 4mm， b = 32mm。 軸Ⅰ上主動(dòng)輪齒輪的直徑： ；； mmdmmd aa 1 4 03541 1 2284 21 ?????? 。 軸Ⅱ上三聯(lián)從動(dòng)輪齒輪的直徑分 別為： ；； mmdmmd aa 196494224564 39。 239。 1 ?????? ?、 b變速組：確定軸Ⅱ上另兩聯(lián)齒輪的模數(shù)，先計(jì)算最小齒數(shù) 18的齒輪。 ① 齒面接觸疲勞強(qiáng)度：3 22 )1(16020 ??? ? HPjmH znKPm ?? 其中 : ? 公比 ； ? =4； P齒輪傳遞的名義功率； P = ?=； m? 齒寬系數(shù) m? = 105??mb ； 25 HP? 齒輪許允接觸應(yīng)力 HHP ?? ? ， limH? 由【 5】圖 76按 MQ線查取 。 jn 計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速 。 K載荷系數(shù)取 。 limH? =650MPa， ∴ M P aM P aHP 5 8 5 0 ???? ∴ mmmH 6 02 0 3 222 ????? ??? 根據(jù)【 6】表 104將齒輪模數(shù)圓整為 5mm 。 ② 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度：34 3 0FPjmF znKPm ??? 其中 : P齒輪傳遞的名義功率； P =?=； m? 齒寬系數(shù) m? = 105??mb ； FP? 齒輪許允齒根應(yīng)力 FFP ?? ? ， limF? 由【 5】圖 711 按 MQ線查??； jn 計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速 。 K載荷系數(shù)取 。 MPaF 300lim ?? ， ∴ M P aM P aFP ???? ∴ mmmF 32 ???? ?? 根據(jù)【 6】表 104將齒 輪模數(shù)圓整為 3mm 。 ∵ 22 FH mm ? 所以 mmm 52 ? 于是變速組 b的齒輪模數(shù)取 m = 5mm， b = 40mm。 軸Ⅱ上主動(dòng)輪齒輪的直徑： mmdmmdmmd bbb 2 2 5455。1 5 030590185 321 ????????? ； 軸Ⅲ上三聯(lián)從動(dòng)輪齒輪的直徑分別為： mmdmmdmmd bbb 225455300605360725 39。 339。 239。 1 ????????? ；； ?、 c變速組： 為了使傳動(dòng)平穩(wěn)，所以使用斜齒輪，取 mmmn 5? ，螺旋角 o14?? 。 26 計(jì)算中心距 a， )( 7 814c o s2 5)8622(c o s2 )( 21 mmmzza on ?? ????? ? ∴圓整為 280mm。 修正螺旋角 ? ， ozz 8 02 5)8622(a r c c o s2 8 02 5)(a r c c o s 21 ?? ???? ???? 因 ? 值改變不多，所以參數(shù) ?? ， ?K ， HZ 等值不必修正。 所以軸Ⅲ上兩聯(lián)動(dòng)主動(dòng)輪齒輪的直徑分別為： mmdmmdococ o s o s 522 21 ?????? ； 軸Ⅳ上兩從動(dòng)輪齒輪的直徑分別為： 。； mmdmmmmdococ o s o s 586 39。 239。 1 ?????? ?、標(biāo)準(zhǔn)齒輪參數(shù)： **2 0 h 1 c 0 .2 5?? ? ? ?度， ， 從【 7】表 51查得以下公式 齒頂圓直徑 mhzd aa )2+(= *1 ； 齒根圓直徑 mchzd af )22( 1 ?? ??? ； 分度圓直徑 mzd= ； 齒頂高 mhh aa *= ； 齒根高 mchh af )+(= ** ； 齒輪的具 體值見表 表 （單位： mm） 齒輪 齒數(shù) z 模數(shù) nmm 分度圓直徑 d 齒頂圓直徑 ad 齒根圓直徑 fd 齒頂高 ah 齒根高 fh ⒈ 28 4 112 120 102 4 5 ⒉ 35 4 140 148 130 4 5 ⒊ 56 4 224 232 214 4 5 ⒋ 49 4 196 204 186 4 5 ⒌ 18 5 90 100 5 ⒍ 30 5 150 160 5 ⒎ 45 5 225 235 5 27 ⒏ 72 5 360 370 5 ⒐ 60 5 200 210 5 ⒑ 45 5 225 235 5 ⒒ 22 5 ⒓ 72 5 ⒔ 36 5 ⒕ 86 5 齒寬的確定 由公式 )10~5( ?? mm mb ?? 得： ①Ⅰ軸主動(dòng)輪齒輪 mmb 3248 ???? ； ②Ⅱ軸主動(dòng)輪齒輪 mmb 4058 ???? ； ③Ⅲ軸主動(dòng)輪齒輪 mmb 40???? ； 一般一對(duì)嚙合齒輪，為了防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸 向錯(cuò)位時(shí)導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒的載荷，設(shè)計(jì)上，應(yīng)主動(dòng)輪比從動(dòng)輪齒寬大（ 5～ 10mm）。 所以： mmbb 3221 ?? ， mmbb 2443 ?? ， mmbbb 40765 ??? ， mmbbb 321098 ??? ， mmbb 401211 ?? ， mmb 321413 ?? 。 齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 通過(guò)齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度的計(jì)算，只能確定出齒輪的主要尺寸，如齒數(shù)、模數(shù)、齒寬、螺旋角、分度圓直徑等 ，而齒圈、輪輻、輪轂等的結(jié)構(gòu)形式及尺寸大小，通常都由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定。當(dāng)齒頂圓直徑 mmda 160? 時(shí)，可以做成實(shí)心式結(jié)構(gòu)的齒輪。當(dāng) 1 6 0 5 0 0am m d m m??時(shí)，可做成腹板式結(jié)構(gòu)，再考慮到加工問題，現(xiàn)決定把齒輪 12和 14 做成腹板式結(jié)構(gòu)。其余做成實(shí)心結(jié)構(gòu)。根據(jù)【 4】圖 1039（ a） 齒輪 12和 13結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算如下： ①齒輪 8結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算， mmmdD na 3 1 05123 7 0)14~10(0 ?????? ； 28 mmD 424 ? ； mmDmmDD 68, 343 取???? ；mmDmmDDD 74,)683 1 0())(~( 2302 取?????? ； 。1 9 0,1 8 92 683 1 02 1301 mmDmmDDD ?????? ； mmBC )~( ???? ， C取 12cm。 ②齒輪 12結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 。 。3 2 4。 2 8 3)14~10( 00 mmDmmmdD na ??????? ； mmD 424 ? ； mmDmmDD 68, 343 取???? ；mmDmmDDD 80,)683 2 4())(~( 2302 取?????? ； ,1962 683242 301 mmDDD ????? ； mmBC )~( ???? ， C取 12cm。 ③齒輪 14結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 mmDmmmdD na 4 0 9 5 6)14~10( 00 取，?????? ， mmD 1104 ? ； , 43 mmDD ????mmDmmDDD )1 7 64 0 0())(~( 2302 取，?????? ； mmDmmDDD 288,2882 1764002 1301 取????? ； mmBC )~( ???? ， C取 14cm。 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ?、帶輪的材料 常用的 V帶輪材料為 HT150或 HT200，轉(zhuǎn)速較高時(shí)可以采用鑄鋼或鋼板沖壓焊接而成，小功略時(shí)采用鑄鋁或塑料。 ?、帶輪結(jié)構(gòu)形式 29 V帶輪由輪緣、輪輻和輪轂組成，根據(jù)輪輻結(jié)構(gòu)的不同可以分為實(shí)心式（【 4】圖 814a）、腹板式（【 4】圖 814b）、孔板式（【 4】圖 814c）、橢圓輪輻式（【 4】圖 814d）。 V 帶輪的結(jié)構(gòu)形式與基準(zhǔn)直徑有關(guān)，當(dāng)帶輪基準(zhǔn)直徑 ddd ? （ d為安裝帶輪的軸的直徑， mm）時(shí)。可以采用實(shí)心式，當(dāng) mmdd 300? 可以采用腹板式， mmdDmmd d 1 0 0,3 0 0 11 ??? 同時(shí)時(shí)可以采用孔板式，當(dāng) mmdd 300? 時(shí)，可以采用輪輻式。 帶輪寬度： mmfezB 789215)15(2)1( ????????? 。 分度圓直徑： mmdd 224? 。 D=90mm是深溝球軸承 6210軸承外徑，其他尺寸見帶輪零件圖。 ?、 V帶輪的論槽 V帶輪的輪槽與所選的 V帶型號(hào)向?qū)?yīng)，見【 4】表 810. mm 槽型 db minah minfh e minf d 與 d 相對(duì)應(yīng)得 ? o32?? o34?? o36?? o38?? A 11.0 ? 9 — 118? — 118? V 帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使 V 帶工作面夾角發(fā)生變化。為了使 V帶的工作面與大論的輪槽工作面緊密貼合，將 V帶輪輪槽的工作面得夾角做成小于 o40 。 V 帶安裝到輪槽中以后，一般不應(yīng)該超出帶輪外圓，也不應(yīng)該與輪槽底部接觸。為此規(guī)定了輪槽基準(zhǔn)直徑到帶輪外圓和底部的最小高度 minmin fa hh 和 。 輪槽工作表面的粗糙