【正文】 ：式中—兩輪材料和熱處理相同,故齒輪材料的接觸極限應(yīng)力相同,由文獻(xiàn)[1]: —接觸計(jì)算用的壽命系數(shù)小輪的工作循環(huán)數(shù)查文獻(xiàn)[1]，得—工作硬化系數(shù),因齒數(shù)比u8,切無(wú)硬度差,故=1—溫度系數(shù) 取小齒輪的接觸疲勞極限應(yīng)力大齒輪的應(yīng)力循環(huán)數(shù)查文獻(xiàn)[1]大齒輪的接觸疲勞極限應(yīng)力校核計(jì)算接觸極限應(yīng)力由文獻(xiàn)[1]由式：得：故接觸強(qiáng)度符合要求按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算彎曲應(yīng)力式中、b、與前面相同, 彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù),因?yàn)?取J—彎曲強(qiáng)度集合系數(shù),由文獻(xiàn)[1],根據(jù)齒數(shù)用插值法求的兩輪的J值， J=計(jì)算彎曲應(yīng)力計(jì)算彎曲疲勞極限應(yīng)力式中—實(shí)驗(yàn)齒輪齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力,由文獻(xiàn)[1]—彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)因,均大于,所以—溫度系數(shù)與前面的接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算相同,故兩齒輪的彎曲極限應(yīng)力也相同.彎曲疲勞極限應(yīng)力校核計(jì)算彎曲應(yīng)力由文獻(xiàn)[1]兩齒輪的彎曲強(qiáng)度符合要求（7）弧齒錐齒輪的當(dāng)量齒輪參數(shù)齒寬中心點(diǎn)錐距齒寬中心點(diǎn)分度圓直徑中心點(diǎn)端面模數(shù)中心法向模數(shù)（8）齒輪精度公差組的選擇：影響齒輪傳動(dòng)的三個(gè)公差組均選擇7級(jí)齒坯公差：精度等級(jí)7級(jí)軸徑尺寸公差孔徑尺寸公差外徑尺寸極限偏差圓錐齒坯輪冠距和頂錐角極限偏差中點(diǎn)法向模數(shù)/mm輪冠極限偏差/頂錐角極限偏差/(`)075+80圓錐齒輪副的法向間隙查文獻(xiàn)[1]，選擇最小法向間隙種類(lèi)為b，則最小法向間隙為，最大法向間隙由文獻(xiàn)[1]為制造誤差補(bǔ)償部分，所以錐齒輪的安裝精度偏差類(lèi)型極限偏差/查表安裝距的極限偏差63軸間距極限偏差30軸交角極限偏差100接插斑點(diǎn)精度等級(jí)7級(jí)沿齒長(zhǎng)方向/%沿齒高方向/%HRC=60HRC=60b=85mmR=p=mmV==I==1接觸強(qiáng)度符合要求J=兩齒輪的彎曲強(qiáng)度符合要求 軸的設(shè)計(jì) 高速軸（Ⅰ軸）設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程及說(shuō)明計(jì)算結(jié)果（1）計(jì)算作用在軸上的力小錐齒輪軸的轉(zhuǎn)矩：圓周力Ft、徑向力Fr、軸向力Fa的大小如下：（2）確定軸的最小直徑選取軸的材料為20CrMnTi，按文獻(xiàn)[2]中式82初估軸的最小直徑，查文獻(xiàn)[2]，取A=103，得 （3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 擬定軸上的裝配方案，如31圖。因小齒輪直徑小，因此做成齒輪軸。按軸向定位要求確定各軸的直徑和長(zhǎng)度 軸段1 用于安裝液力偶合器，其直徑應(yīng)與液力偶合器的孔徑相配合。查手冊(cè)液力偶合器的孔為漸開(kāi)線花鍵孔（m=3,z=24且長(zhǎng)度為120㎜），所以，長(zhǎng)度為。軸段2 軸段1右端制出定位軸肩取軸肩高度為h=5㎜,所以軸段2直徑。根據(jù)減速器與軸承端蓋結(jié)構(gòu)確定軸承端蓋總長(zhǎng)度為48㎜。根據(jù)端蓋拆裝要求取端蓋外部與液力偶合器右端距離為30㎜，則。軸段3 該軸段安裝滾動(dòng)軸承，為方便裝拆軸承內(nèi)圈,所以軸由于軸承即受徑向力也受軸向力，查，所以暫選軸承型號(hào)為32318，d=90mm，其寬度T=,外徑D=190mm。軸承潤(rùn)滑方式選擇: 所以選擇脂潤(rùn)滑。圓弧齒錐齒傳動(dòng)齒輪的支承形式采用懸臂式支承，為了保證齒輪的支承剛度，通常使軸頸的直徑盡可能地等于、最好是大于懸臂長(zhǎng)，并使兩軸承中心點(diǎn)的距離最小應(yīng)等于二倍的懸臂長(zhǎng)度。懸臂長(zhǎng)度是指前軸承中心到小齒輪齒面寬中點(diǎn)的距離。根據(jù)前面齒輪的計(jì)算，齒寬B=85mm，根據(jù)齒輪知，所以懸臂長(zhǎng)度,所以 軸段4 軸段4左端為軸承軸肩，取軸肩高度h=5mm，齒輪與箱體內(nèi)壁間隙k取16mm，考慮軸承脂潤(rùn)滑，取軸承距箱體內(nèi)壁距離f=8mm, （4）軸上零件的周向定位 滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是采用過(guò)盈配合保證的，因此軸段直徑尺寸公差取為n6。確定軸上圓角和倒角尺寸 各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖，軸端倒角取245176。 （5）繪制軸的彎矩圖和扭矩圖 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查取a值，對(duì)于32318型圓錐滾子軸承，,因此軸的支承跨距。 求軸承反力H水平面 ，V垂直面 彎矩水平面 彎矩垂直面 垂合成彎矩M 扭矩T 當(dāng)量彎矩,取折合系數(shù)根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖、扭矩圖和當(dāng)量彎矩圖32。從軸的結(jié)構(gòu)圖和當(dāng)矩圖中可以看出，C截面的當(dāng)量彎矩最大，是軸的危險(xiǎn)截面。軸的材料為20CrMnTi，調(diào)質(zhì)處理。由文獻(xiàn)[3]表48得量彎。則許用應(yīng)力。軸的計(jì)算應(yīng)力為： 根據(jù)計(jì)算結(jié)果要求可知，該軸滿足強(qiáng)度要求（6）確校核軸的疲勞強(qiáng)度對(duì)于重要的軸，必須按安全系數(shù)精確校核軸的疲勞強(qiáng)度。判斷危險(xiǎn)截面危險(xiǎn)截面應(yīng)該是應(yīng)力較大，同時(shí)應(yīng)力集中較嚴(yán)重的截面。從受載情況觀察，截面C上最大，而且存在應(yīng)力集中，所以選軸段三右側(cè)為危險(xiǎn)截面。計(jì)算危險(xiǎn)截面的應(yīng)力截面右側(cè)彎矩M為 截面上的扭矩T為 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力 彎曲應(yīng)力幅 == N/mm彎曲平均應(yīng)力 =0扭切應(yīng)力幅和平均應(yīng)力確定軸材料機(jī)械性能軸的材料為20CrMnTi，調(diào)質(zhì)處理。由文獻(xiàn)[2]表41查得彎曲疲勞強(qiáng)度σ1=430 N/mm，剪切疲勞強(qiáng)度τ1=260 N/mm。合金鋼材料特性系數(shù)、。取=，==確定綜合影響系數(shù)、 軸肩圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù)、。根據(jù)r/d=2/95=，D/d=100/95=,由文獻(xiàn)[2]中表89插值后可得=，=。 尺寸系數(shù)、。根據(jù)d由文獻(xiàn)[2]中表812得=，=。表面質(zhì)量系數(shù)、。根據(jù)σb=1186 N/mm和表面加工方法為精車(chē)，查文獻(xiàn)[2]中圖82，得==。由上面結(jié)果可得： 查表44中的許用安全系數(shù)[S]值[S]=，可知該軸安全。軸滿足強(qiáng)度要求=0σ1=430 N/mmτ1=260 N/mm===，=（軸肩圓角處）=，===圖31圖32 低速軸（II軸）設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程及說(shuō)明計(jì)算結(jié)果（1）計(jì)算作用在齒輪上的力各力方向如圖 45 所示。（2）初步估算軸的直徑選取40Cr號(hào)鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理由式82 計(jì)算軸的最小直徑并加大3%以考慮鍵槽的影響查文獻(xiàn)[2] 取A=103則 （3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定軸的結(jié)構(gòu)方案 左側(cè)軸承從軸的左端裝入，靠軸肩定位。齒輪和右軸承從右端裝入，齒輪左端側(cè)面靠軸肩定位，半聯(lián)軸器靠軸肩定位。左右軸承均采用軸承端蓋。軸的結(jié)構(gòu)如圖33所示。確定各軸段直徑和長(zhǎng)度 軸段1 根據(jù)圓整，并由和選擇聯(lián)軸器型號(hào)為L(zhǎng)X7型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，比聯(lián)軸器轂孔長(zhǎng)度167mm短作為軸段1長(zhǎng)度。選擇漸開(kāi)線花鍵連接，m=5，z=20，大徑105mm。軸段2 為使半聯(lián)軸器定位，軸肩高度h=c+(2～3)mm,孔倒c取2mm, ,且符合標(biāo)準(zhǔn)密封圈內(nèi)徑。取端蓋寬度50mm，端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面30mm軸段3 該軸段安裝滾動(dòng)軸承，為方便裝拆軸承內(nèi)圈, 由于軸承即受徑向力也受軸向力,根據(jù)軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，暫選圓錐滾子軸承32224(GB/T29794)，其寬度T=58mm。軸承潤(rùn)滑方式選擇：，選擇脂潤(rùn)滑?？紤]軸承脂潤(rùn)滑,取擋油環(huán)寬度f(wàn)=12mm則.軸段5 齒輪軸，為使套筒端面可靠的壓緊齒輪，比齒輪輪轂孔長(zhǎng)短14mm，選用花鍵連接齒輪與軸，選擇漸開(kāi)線花鍵Z=27，m=5， 花鍵大徑D=140mm；軸段4 軸段4 取齒輪右端定位軸肩高度h=5mm,則，根據(jù)安裝的的需要軸環(huán)長(zhǎng)度。軸段6 該軸段安裝軸承，因此。（4）確定軸承及齒輪作用力位置先確定軸承支點(diǎn)位置,查32224軸承,其支點(diǎn)尺寸,因此軸的支撐點(diǎn)到齒輪載荷作用點(diǎn)距離,（5）繪制軸的彎矩圖和扭矩圖求軸承反力H水平面V垂直面求齒寬中點(diǎn)處彎矩H水平面V垂直面合成彎矩M彎矩圖、扭矩圖見(jiàn)圖34。（6) 按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度當(dāng)量彎矩取折合系數(shù)=，則齒寬中點(diǎn)處當(dāng)量彎矩 當(dāng)量彎矩彎矩見(jiàn)圖45。軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。由文獻(xiàn)[3]表48查得σb=1186,則許用應(yīng)力。由文獻(xiàn)[3]式84得軸的計(jì)算應(yīng)力為該軸滿足強(qiáng)度要求（7）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鍵槽：齒輪、聯(lián)軸器與軸周向固定采用漸開(kāi)線花鍵連接，按GB/，齒輪處的鍵為：m=5mm,N=27,大徑D=140mm。半聯(lián)軸器處鍵為：m=5mm,N=20,大徑D=105mm。對(duì)于重要的軸，必須按安全系數(shù)精確校核軸的疲勞強(qiáng)度。① 判斷危險(xiǎn)截面危險(xiǎn)截面應(yīng)該是應(yīng)力較大，同時(shí)應(yīng)力集中較嚴(yán)重的截面。從受載情況觀察，截面齒輪中點(diǎn)處上最大，而且存在應(yīng)力集中，所以選此截面為危險(xiǎn)截面。② 計(jì)算危險(xiǎn)截面的應(yīng)力截面左側(cè)彎矩M為 截面上的扭矩T為 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力 彎曲應(yīng)力幅 == N/mm彎曲平均應(yīng)力 =0扭切應(yīng)力幅和平均應(yīng)力確定軸材料機(jī)械性能軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。由文獻(xiàn)[2]表48查，σ1=430 N/mm，τ1=260 N/mm確定綜合影響系數(shù) 軸肩圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù)、。根據(jù)r/d=2/122=，D/d=130/122=,由文獻(xiàn)[2]中表89插值后可得=，=。配合處綜合影響系數(shù)、根據(jù)d，配合由文獻(xiàn)[2]，鍵槽處有效應(yīng)力系數(shù)，根據(jù)由文獻(xiàn)[2]插值計(jì)算得 尺寸系數(shù)、。根據(jù)d由文獻(xiàn)[2]=，=。表面質(zhì)量系數(shù)、。根據(jù)σb=1186 N/mm和表面加工方法為精車(chē)，查文獻(xiàn)[2]中圖82，得==。材料彎曲、扭轉(zhuǎn)的特性系數(shù)、。取=，==軸肩處綜合應(yīng)力系數(shù)、鍵槽處綜合應(yīng)力系數(shù)、同一截面上如有兩個(gè)以上的應(yīng)力集中源，取其中較大的綜合影響系數(shù)來(lái)計(jì)算安全系數(shù)，故按軸肩處綜合影響系數(shù)、。由上面結(jié)果可得： 查表44中的許用安全系數(shù)[S]值[S]=，可知該軸安全。σb=1186軸滿足強(qiáng)度要求=0σ1=430 N/mm，τ1=260 N/mm==(軸肩處)（鍵槽處）圖33圖34 鍵及軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程及說(shuō)明計(jì)算結(jié)果 Ⅰ軸鍵、軸承的校核（1）鍵的校核液力偶合器與Ⅰ軸之間采用漸開(kāi)線花鍵聯(lián)結(jié)。漸開(kāi)線花鍵壓力角，m=3,z=24且長(zhǎng)度為120㎜，假設(shè)壓力在齒側(cè)接觸面均勻分布，各齒壓力的合力作用在平均直徑處，則強(qiáng)度條件是： 式中：采用靜聯(lián)結(jié)，使用和制造情況：中等；齒面經(jīng)過(guò)熱處理，因此取。鍵滿足強(qiáng)度要求鍵的參數(shù)計(jì)算30176。圓齒根外花鍵 （2）軸承的校核由前面軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可知，此處選擇圓錐滾子軸承32319，其額定載荷水平支反力 ， 垂直支反力 合成支反力 軸承的派生軸向力計(jì)算軸承所受的軸向載荷因由文獻(xiàn)[2]中式