【導讀】齒輪傳動是現(xiàn)代機械中應用最廣的一種傳動形式。它的主要優(yōu)點是：。適用的功率和速度范圍廣；傳動效率高，η=；工作可靠、使用壽命長；外輪廓尺寸小、結構緊湊。由齒輪、軸、軸承及箱體組成的齒輪減速器,械中應用極為廣泛。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有。許多弱點，特別是大型的減速器問題更突出，使用壽命不長。和重量問題，也未解決好。減速器與電動機的連體結構，也是大力開拓的形式，并已生。近十幾年來,由于近代計算機技術與。更加精致，美觀化。在21世紀成套機械裝備中,齒輪仍然是機械傳動的基本部件。在傳動系統(tǒng)設計中的電子。在傳動設計中的學科交叉,將成為新型傳動產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢。

　　

【正文】 。 取失效概率為 1％，安全系數(shù) S＝ 1，查《機械設計》 式 1012 得 19 ][ 3?H = sKHN? 3lim3 = 5 7 0M Pa6 0 ?? MPa （ 362） ?][ 4?H sKHN ? 4lim4 = ? MPa=539 MPa （ 363） b) 計算 試計算小齒輪分度圓直徑 dt1 ，代入 ][?H 中較小的值。 dt2 = ? ?3 21??????????? HEdt ZuuTK σφ （ 364） =3 255 3 9 8 1 ????????? mm = mm 計算 圓周速度 V。 V= 100060 1? ??ndtπ = 100060 ? ??π m/s = m/s （ 365） 計算齒寬 b。 b = dφ dt2 =1 ? mm= （ 366） 計算尺寬與尺高之比 hb 。 模數(shù) Zdm tt32? = mm= （ 367） 齒高 h = = ? = （ 368） 故 hb = = （ 369） 計算載荷系數(shù)。 根據(jù) V=,7 級精度，查《機械設計》圖 108 得動載系數(shù)KV =； 20 直齒輪 KH? =KF? =1； 查《機械設計》表 102 得使用系數(shù) KA =1； 查《機械設計》表 104 用插值法查得 7 級精度、小齒輪相對于支承對 稱布置時， KH? = ??? =。 由 hb =， KH? =，查《機械設計》圖 1013 得 KF? =； 故載荷系數(shù) K =KA KV KH? KH? = ??? = 按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，查《機械設計》式 （ 1010a）得： d2 =32 KKdtt =3 ?=129 mm （ 370） 計算模數(shù) m。 Zdm32? =26129 mm= （ 371） 按齒根彎曲強度設計 查《機械設計》式 105 得彎曲強度的設計公式為： m ≥ ? ? )2323 F SaFadYYZTK σφ ?? （ 372） a)確定公式內(nèi)的各計 算數(shù)值 查《機械設計》圖 1020c 的小齒輪的彎曲強度極限 ?3FE =500MPa；大齒輪的彎曲強度極限 ?4FE =380MPa； 查《機械設計》圖 1018取彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN3 =， KFN4 =； 計算彎曲疲勞許用應力。 取彎曲疲勞系數(shù) S=，查《機械設計》式 1012 得： 21 ][ 3?F = ??S FEFNK ? MPa= （ 373） ][ 4?F = SK FEFN? 44 ?? MPa = MPa （ 374） 計算載荷 K。 K =KA KV KF? KF? = ??? = 查取齒形系數(shù) 查《機械設 計》表 105得 YFa3 =； YFa4 = ???? 查取齒形系數(shù) 查《機械設計》表 105得 YSa3 =； YSa4 ????? 計算大、小齒輪的 ? ?FSaFaYY?并加以比較 ? ?333F SaFaYY? = ? = （ 375）? ?444F SaFaYY? = ? = （ 376） 故大齒輪的大。 b）設計計算 m≥325 261 10 ?? ??? mm= （ 377） 對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決彎曲 疲勞強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關，可取由彎曲強度的模數(shù) 并就近圓整為標準值 m=4mm，按接觸強度算得的分度圓直徑 d2 =129mm，算出小齒輪齒數(shù) mdZ 23? ?? ，取 Z3 =32。 22 故大齒輪齒數(shù) ????? iZZ 。 （ 378） 幾何尺寸計算 a）計算分度圓直徑 mZd 33? mm128432 ??? （ 379） mZd 44? mm332483 ??? （ 380） b）計算中心距 2 43 dda ?? mmmm 2302 332128 ??? （ 381） c）計算齒輪寬度 b= dφ? d1 = mm1291291 ?? （ 382） 故取 mmB 1304 ? ， mmB 1353 ? 各齒輪參數(shù)如下表： 表 34 名稱 代號 計算公式 小齒輪 大齒輪 模數(shù) m 4 壓力角 a 20176。 分度圓直徑 d mmm zd 12833 ?? mmm zd 33244 ?? 齒頂高 ha mmmhh aa 43 ?? ? mmmhh aa 44 ?? ? 齒根高 hf mmmchh af 5)(3 ??? ?? mmmchh af 5)(4 ??? ?? 齒全高 h mmhhh fa 9333 ??? mmhhh fa 9444 ??? 齒頂圓直徑 da mmmhzd aa 1 3 6)2( 33 ??? ? mmmhzd aZa 3 4 0)2( 44 ??? ? 齒根圓直徑 df mmmchzd af 1 1 8)22( 33 ???? ?? mmmchzd af 3 2 2)22( 44 ???? ?? 基圓直徑 db mmdd b 2 0c o s33 ?? ? mmdd b 1 1c o s44 ?? ? 23 齒距 p mmmpp ??? ? 基圓齒距 pb mmppp bb o s43 ???? ? 齒厚 s mmmss 243 ??? ? 齒槽寬 e mmmee 243 ??? ? 頂隙 c mmmccc 143 ??? ? 標準中心距 a mmma zz 2302 )( 43 ??? 注：表中， ha? 為齒頂高系數(shù)（ =1）； c? 為頂隙系數(shù)（ =） 結構設計 以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大于 160mm，而又小于 500mm，故以選用腹板式為宜。 軸的設計計算 高速軸 根據(jù)工作條件，減速器的高速軸選用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 初步確定軸的最小直徑 d? ≥30 nPA ??? = 3 ? mm= 取 d? =25mm （ 383） 軸的結構設計 a)擬定軸上零件的裝配方案 圖 32 24 III 段軸用于安裝軸承 6306，其軸的直徑為軸承的內(nèi)徑，故取直徑為30mm。 IIIII段軸為軸肩 ,其軸的直徑為 34mm。 IIIIV段軸為軸肩 ,其軸的直徑為 36mm IVV段軸用于安裝齒輪，其軸的直徑為 34mm。 VⅦ段軸用于安裝套筒和軸承 2306,其軸的直徑為軸承的內(nèi)徑 ,故取 直徑為 30mm。 Ⅶ Ⅸ軸安裝套筒，直徑為 27mm。 Ⅸ Ⅹ段安裝輪，直徑為 25mm。 b）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長度 III 段軸承寬度為 19mm，所以軸的長度為 19mm。 IIIV段軸的長度為 5mm。 IVV 段軸的軸長比安裝在該處齒輪的寬度小 2 mm,而齒輪寬為 80mm, 故該段軸的軸長為 78mm。 VVII 段軸考慮到安裝套筒寬 5mm、上一段軸的軸向長度要比安裝在上一段軸上的齒輪寬度小 2mm 和該段軸上安裝的軸承長度 19mm 比該段軸要伸出 2mm,故該段軸的長度為 24mm。 VIIIX段軸的長度為 78mm。 IXX段軸的長度為 110mm。 求作用在軸上齒輪上的受力 Ft1 =dTa12? = ?? N= 103? N （ 384） Fr1 = ?11 tan?Ft = 3 ??? N= 103? N （ 385） 中間軸 根據(jù)工作條件，減速器的高速軸選用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 初步確定軸的最小直徑 d?? ≥ 30 nPA ?????? ＝ 3 mm= 取 d?? =50mm （ 386） 軸的結構設計 25 a）擬定軸上零件的裝配方案 圖 33 III段軸用于安裝軸承 6210，其軸的直徑為軸承的內(nèi)徑，故取直徑為 50mm。 IIIII 段軸用于安裝套筒，其軸的直徑為 50mm。 IIIIV段軸用于安裝齒輪，其軸的直徑為 54mm。 IVV段軸分隔兩齒輪，直徑為 58mm。 VVI 段軸用于安裝齒輪，直徑為 54mm。 VIVIII 段安裝套筒和軸承，直徑為 50mm。 b）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長度 III 段軸承寬度為 20mm，所以軸的長度為 20mm。 IIIII段軸考慮到安裝套筒寬 5mm和下一段軸的軸向長度要比安裝在該軸上的齒輪寬度小 2mm，故此段軸的長度為 7mm.。 IIIIV 段軸按裝齒輪，其軸向長度小于齒輪寬度 2mm，而該齒輪的寬度為135mm,因此該段軸 的長度為 133mm。 IVV段用于隔開兩個齒輪，其軸向長度為 55mm。 VVI 段用于安裝齒輪，其軸向長度比齒輪的寬度小 2mm,而該齒輪的寬度為75mm，因此該段軸的長度為 73mm。 VIVII段軸考慮到安裝套筒寬 5mm和上一段軸的軸向長度要比安裝在該軸上的齒輪寬度小 2mm，故此段軸的長度為 7mm。 VIIVIII 段軸承寬度為 20mm，所以軸的長度為 20mm。 求作用在軸上齒輪上的受力 Ft2 = dTa22?? = 3?? N= 103? N （ 387） 26 Fr2 = ?22 tan?Ft = 3 ??? N= 103? N （ 388） Ft3 = dTa32 ??? = N10136 3?? = 103? N （ 389） ?33 tan?Ft = 103? 20tan ?? N= 103? N （ 390） 精確校核軸的疲勞強度 (彎扭合成應力校核軸的強度 ) a）總體受力情況如圖 34 所示 圖 34 b）水平方向受力情況如圖 35 所示 圖 35（單位： KN） 根據(jù)受力情況得方程： X1 +X2 =Fr3 +Fr2 （ 391） FF rr 23 )( ???? = X 2)( ??? （ 392） 27 將 Fr2 =, Fr3 = KN 代入式（ 378）式（ 378）式，解得： X1 ? X2 ? 列彎矩方程為： AB 段 XM ? ?? X BC 段 XM 7 3 3 ?? 1600 ?? X CD 段 XM 7 1 0 ?? ?? X 作彎矩圖如圖 36