【正文】 td d k k m m? ? ? () 5） 技術(shù)模數(shù) 11/6m d z?? 3. 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 公式： ? ?312 2 214m(1 0 .5 ) 1 Fa S aFRRYYKTzu ??????? () （ 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算值 1）查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 1 500FE MPa? ? ，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度2 380FE MPa? ? 。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 2）查得彎曲疲勞 使用時(shí)間 系數(shù) 120 .8 5 , 0 .8 8F N F NKK?? 3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=，則， ? ? 111 500 FEF K M Pa M PaS?? ?? ? ? () ? ? 222 0 . 8 8 3 8 0 2 3 8 . 8 61 . 4F N F EF K M P a M P aS?? ?? ? ? 4）載荷系數(shù) K K K K??? ? ? ? ?。 5）節(jié)圓錐角 11 a rc ta n 3 4 .5 3 7 6u? ?? 2 9 0 3 5 .5 3 7 6 5 4 .4 6 2 4? ? ? ? 6）查取 齒形系數(shù) 122 .6 5 , 2 .1 1 5F a F aYY?? 7）查取應(yīng)力校正系數(shù) 121 .5 8, 1 .8 6Sa SaYY?? 8）計(jì)算大小齒輪的 ? ?Fa SaFYY? ,并加以比較。 ? ?1112 . 6 5 1 . 5 8 0 . 0 1 3 7 93 0 3 . 5 7F a S aFYY? ??? () ? ?222 2 . 6 5 1 . 5 8 0 . 0 1 7 5 22 3 8 . 8 6F a S aFYY? ??? 大齒輪的數(shù)值大。 （ 2）由公式（ ）設(shè)計(jì)計(jì)算 42 2 211334 10 752 ( 1 ) 23 3 1m? ? ?? ? ?? ? ? ? ? 綜合分析考慮，取 m=5mm 按接觸強(qiáng)度算的的分度圓直徑 1 155d mm? ， 11 155 315dz m mm? ? ? 所以大齒輪數(shù) 2 1 .4 3 1 2 1 5z mm? ? ? 。 4. 主要尺寸計(jì)算 混輾式混砂機(jī)機(jī)械結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì) 19 (1) 計(jì)算大端分度圓直徑 1 155d mm? 2 215d mm? (2) 計(jì)算節(jié)錐頂距 2 21 1 1 5 5 1 . 4 1 1 3 3 . 3 322uR d m m?? ? ? ? ? (3) 節(jié)圓錐角 1 35 .5 37 6 35 32 39。15 39。39。? ?? 2 54 .46 24 54 67 39。 85 39。39。? ?? (4) 大端齒頂圓直徑 1 1 12 c o s 1 5 5 2 5 c o s 3 4 3 2 39。 1 5 39。39。 1 6 3 .1 3 1 3ad d m m m?? ? ? ? ? ? ? 2 2 22 c o s 2 1 5 2 5 c o s 5 4 6 7 39。 8 5 39。39。 2 2 0 .8 1 2 3ad d m m m?? ? ? ? ? ? ? (5) 齒寬 13 133 .33 R m m m m?? ? ? ? ? 12 44b b mm??取 5 計(jì)算齒輪的幾何尺寸 齒頂高ah 5mm?? 齒根高f mm? ?? 全齒高 11afh h h m? ? 齒根角fQ 6arctan arctan hQ R?? ? ????? 齒根角a 5arctan arctan hR??? ? ????? 根錐角f? 11 ????? ? ? 22 ? ? ? 頂錐角a? 11 ????? ? 21 . 76 ? 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 分度圓弧齒厚S 5 mm? ?? ? ? 分度圓弦齒厚s 3 311 221cos 6 155ss s mmd?? ?? ? ? ?? 3 322 2cos 6 215ss s mmd?? ??? ? ? ?? 分度圓弦齒高 h 2 211 1 11 5 cos3 .5376 4 155a sh h mmd ?? ? ?? ?? 2 222 2 22 5 cos 4 215a sh h mmd ?? ? ?? ?? 軸的設(shè)計(jì) 軸的功用及分類 1. 軸的功用 軸是組成機(jī)器的重要零件之一。軸的主要功用是支承旋轉(zhuǎn)零件（例如齒輪、蝸輪等）、傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 2. 軸的分類 按軸承受的載荷不同 ,可將軸分為轉(zhuǎn)軸，心軸和傳動(dòng)軸三種。 根據(jù)軸線的形狀的不同，軸又 區(qū)分成 直軸、曲軸和撓性鋼絲軸。曲軸和撓性鋼絲軸屬于專用零件。直軸按 外形不同又 區(qū)分成 光軸和階梯軸。光軸形狀簡(jiǎn)單，應(yīng)力集中少，易加工，但軸上零件不易裝配和定位，常用于心軸和傳動(dòng)軸。 臺(tái)階軸部的軸部的直徑是不一樣的，這樣的設(shè)計(jì)使軸部接近的強(qiáng)度，而容易的裝配和拆卸部件和固定軸，在本機(jī)中的最常見(jiàn)的臺(tái)階軸。通常是由實(shí)心軸與直軸，但為了減少結(jié)構(gòu)的重量，或在某些機(jī)器上，以滿足要求，也可以使用空心軸 。 3. 軸的組成 軸的 外形 受 下面幾個(gè)因素 決定 ： (1) 其 毛坯不同 ： (2) 軸上作用力的 不同和 分布情況；(3) 軸上零件的位置、配合性質(zhì)及其聯(lián)接固定的方法； (4) 軸承的類型、尺寸和位置； (5) 軸的加工方法、裝配方法以及其他特殊要求?？梢?jiàn)影響軸的結(jié)構(gòu)與尺寸的因素很多，設(shè)計(jì)軸時(shí)要全面綜合的考慮各種因素 [11]。 對(duì)軸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)主要是確定軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。 軸的強(qiáng)度與工作應(yīng)力的大小和性質(zhì)有關(guān)。在選擇軸的結(jié)構(gòu)和形狀時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面： (1) 使軸的形狀接近于等強(qiáng)度條件 。 (2) 盡量避免各軸段剖面突然改變以降低局部應(yīng)力集中 。 (3) 改變軸上零件的布置，有時(shí)可以減小軸上的載荷 。 (4) 改進(jìn)軸上零件的結(jié)構(gòu)也可以減小軸上的載荷。 混輾式混砂機(jī)機(jī)械結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì) 21 4. 軸上零件的軸向定位及固定 軸上零件的軸向定位及固定 通過(guò) 軸向固 定 部件或者軸肩之間的配合完成定位與固定 。 5. 軸上零件的周向定位及固定 軸上零件的周向定位及固定首先要 滿足機(jī)器傳遞 的 狀態(tài) 和 旋轉(zhuǎn)的力的影響 ， 還要兼顧軸向和周向的定位和固定。 常用的周向定位及固定方法有鍵、花鍵、銷、過(guò)盈配合及緊定螺釘?shù)?。在齒輪與軸之間的周向固定采用了平鍵聯(lián)接。 6. 軸的結(jié)構(gòu)工藝性 軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工與裝配。形狀力求簡(jiǎn)單，階梯軸的級(jí)數(shù)盡可能少，而且各段直徑不易相差太大。 軸上需磨削的軸段應(yīng)設(shè)計(jì)出砂輪越程槽，需車制螺紋的軸段應(yīng)有退刀槽。 退刀槽等一些尺寸經(jīng)可能統(tǒng)一。 為便于裝配，軸端應(yīng)有倒 角。軸肩高度不能妨礙零件的拆卸。 開(kāi)鍵的話需要將他們放在軸的同一端。 對(duì)于階梯軸一般設(shè)計(jì)成兩端小中間大的形狀，以便于零件從兩端裝拆。 一級(jí)減速箱軸的設(shè)計(jì) 1. 輸入軸的設(shè)計(jì) (1) 選擇軸的材料 初選軸的材料為 45 號(hào)鋼，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理，其性能通過(guò)查表可得 ： ? ?1 60MPa??? ? 116 4 0 , 2 7 5 , 1 5 5b M P a M P a M P a? ? ???? ? ?。 (2) 軸的尺寸計(jì)算 1) 輸入軸上的功率 KW? ， 轉(zhuǎn)速 1 1470 / minnr? 。 2) 初步確定軸的最小直徑 取 112oA? 330 2 1 .3 41 1 2 2 6 .8 51470PdA n? ? ? ? () 3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 所示 為輸入軸的裝配方案： 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 圖 輸入軸裝配方案 b. 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度，如 圖 所示 ： 圖 輸入軸的結(jié)構(gòu) 4) 選擇聯(lián)軸器：根據(jù)條件選取 ?AK 確定聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩 551 1 .3 1 .3 1 0 6 8 1 0 1 .7 1 1 9 1 0c a AT K T m m? ? ? ? ? ?， 結(jié)合電動(dòng)機(jī)型號(hào)，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，電動(dòng)機(jī)的輸出軸徑為 48mm。 即該端選用的半軸連接器的孔徑 48d mm? ，故取軸徑 1 4 8 2 6 .8 5d m m m m?? ，半聯(lián)軸器轂空的長(zhǎng)度 112L mm? 。 故取 1 112l mm? 。 5) 初步選擇滾動(dòng)軸承 軸承同時(shí)承載徑向 力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求，并根據(jù)尺寸，選取 0 基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列深溝球軸承 30312 其尺寸為60 130 D T mm? ? ? ? ?。從而可以知道： 3560d d mm?? ， 3532l l mm?? 。 6) 由經(jīng)驗(yàn)公式算肩高度： 0. 07 1 ~ 2 4. 36 ~ 5. 36h d mm? ? ? 故取 6h mm? ，從而確定 4 72d mm? 。 試 取 4 80l mm? 。 混輾式混砂機(jī)機(jī)械結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì) 23 7) 根據(jù)軸承安裝方便的要求，取， 2d 均比 3d 小 3mm ,則 ： 2 54d mm? 。 根據(jù)安裝軸承旁螺栓的要求取 2 50l mm? 。 8) 根據(jù)齒輪孔的軸徑和長(zhǎng)度且與內(nèi)壁距離，確定 6 54d? ， 6 90l mm? 。 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度如 31 表。 表 31 輸入軸的數(shù)據(jù) 段落標(biāo)號(hào) 1 2 3 4 5 6 d/mm 48 54 60 72 60 54 l/mm 112 50 32 80 32 90 9) 軸上零件的周向定位 齒輪、聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按手冊(cè)查得，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接處的平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為 80mm （標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見(jiàn)）。 為了保證聯(lián)軸器與軸配合有良好 的對(duì)中性，故選擇聯(lián)軸器輪轂與軸配合為 H7/k6。齒輪與軸的聯(lián)接處的平鍵截面，長(zhǎng)度為 40mm,鍵槽用鍵槽銑刀加工。 10) 確定軸上的圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 2 45??，圓角大小見(jiàn)零件圖。 (3) 求軸上的載荷及其校核 軸承 1 和軸承 2 之間的距離為 105mm ，軸承 2 和錐齒輪間的距離為 。 1) 計(jì)算作用在齒輪上的力 圓錐小齒輪 因已知高速級(jí)小錐齒輪的平均分度圓直 徑為 1 mm? ，而 112 2 1 3 9 .9 4 2 0 2 5 .3 80 .1 3 5tmTFNd ?? ? ? 11ta n c o s 2 0 2 5 .3 5 ta n 2 0 c o s 3 5 .5 3 5 9 9 .8 6rtF F N??? ? ? ? ? 12ta n c o s 2 0 2 5 .3 5 ta n 2 0 c o s 5 4 .4 6 4 2 8 .4 7atF F N??? ? ? ? ? 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖，做出軸的受力分析圖，彎矩圖和扭矩圖，如圖 所示 ： 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 24 圖 輸入軸的受力圖，彎矩和扭矩圖 （注：齒輪取齒寬中點(diǎn)處的分度圓直徑作為力的作用點(diǎn)，軸承在寬度中點(diǎn)為作用點(diǎn)） 2) 求作用在輸入軸上的載荷 詳見(jiàn)表 32 所示。 3) 校核軸的 強(qiáng)度 由彎矩圖可知危險(xiǎn)截面出現(xiàn)在軸承 2 處。選取 ?? 。 校核軸上最大彎矩截面的強(qiáng)度： 2 2 2 2( ) 1 4 9 . 4 1 ( 0 . 6 1 3 9 . 9 4 )7 . 8 2 6 00 . 1 0 . 0 6 0 . 0 6 0 . 0 6ca MT M P a M P aW ?? ? ? ?? ? ? ???? () 故軸安全。 混輾式混砂機(jī)機(jī)械結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì) 25 表 32 輸入軸的載荷 載荷