【正文】 齒根圓直徑 基圓直徑 齒距 齒厚 齒槽寬 基圓齒距 頂隙 ②大齒輪的相關尺寸分度圓直徑 齒頂高 齒根高 齒全高 齒頂圓直徑 齒根圓 基圓直徑 齒距 齒厚 齒槽寬 基圓齒距 頂隙 中心距 （1）齒輪材料的選擇 由表62選出 小齒輪：20CrMnTi 滲碳淬火 硬度 58HRC大齒輪：40Cr 調質 硬度 (241~286) HBS 許用接觸應力，由公式得： 接觸疲勞極限應力、查圖得： 故取 　 故取 　 應力循環(huán)次數(shù)由公式得：　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　 　　　則查圖得接觸疲勞強度的壽命系　　　　　　數(shù)，　　　　 　.05 .06　　接觸強度安全系數(shù)，查表按一般可靠度　　　　　　查，取　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 許用彎曲應力，由公式612得： 彎曲疲勞極限，查圖得： 彎曲壽命系數(shù)，查圖得： 尺寸系數(shù)，查圖得： 安全系數(shù)，查圖得： = 則 （2）按齒面接觸疲勞強度設計計算： 確定齒輪傳動精度等級 按 估取圓周速度 =（～） 取3 m/s 查表 、 選取公差組等級為7級小輪大端分度圓直徑 ,由式620得：≥ 齒寬系數(shù)，查表823，取 = 小輪齒數(shù)：= 25 (在推薦值16～40中選取) 大輪齒數(shù)： 取整=75 齒數(shù)比u 小輪轉矩 : = 載荷系數(shù)K： K= —使用系數(shù) 取=1 —動載系數(shù) 取= —齒向載荷分布系數(shù) 取= K== 材料彈性系數(shù) = 節(jié)點區(qū)域系數(shù) 重合度系數(shù) — 取＝故≥== mm 齒輪模數(shù) 小輪大端分度圓直徑圓周速度 　與估取相近小輪分度圓直徑 大輪分度圓直徑 中心距齒寬 大輪齒寬　小輪齒寬　 (3) 齒根彎曲疲勞強度校核計算 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　齒形系數(shù)　參考文獻[4]， 小輪 　　　　大輪 應力修正系數(shù)　參考文獻[4]， 小輪 　　　　　　大輪 重合度 ==重合度系數(shù)　 故 顯然 ， 故齒輪彎曲強度足夠 (4) 齒輪其他尺寸計算與結構設計① 小齒輪的相關尺寸分度圓直徑 齒頂高 齒根高 齒全高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 基圓直徑 齒距 齒厚 齒槽寬 基圓齒距 頂隙 ②大齒輪的相關尺寸分度圓直徑 齒頂高 齒根高 齒全高 齒頂圓直徑 齒根圓 基圓直徑 齒距 齒厚 齒槽寬 基圓齒距 頂隙 中心距 運動的零件都必須安裝在軸上，才能進行運動和動力的傳遞。因此軸的功能是支承旋轉零件及傳遞運動和動力。軸的材料種類很多，要根據強度、剛度和耐磨性等要求，選擇材料種類和熱處理方式。軸的常用材料是碳素鋼和合金鋼。碳素鋼價格較低，對應力集中敏感性小，通常使用碳素鋼，最常用的是45號鋼，不太重要或受力較小的軸可以使用Q235等鋼材。合金鋼畢碳素鋼具有更高的機械強度和優(yōu)良的熱處理性能，但對應力集中較為敏感，對于受力較大又要減小軸的尺寸和重量，或者需要提高軸頸的耐磨性，或者在高溫、腐蝕等條件下工作的軸，可以采用合金鋼。在低于200℃的工作溫度下，合金鋼和碳素鋼的彈性模量相差不大，因此，使用合金鋼代替碳素鋼并不能提高軸的剛度。熱處理可以明顯提高軸的強度（特別是疲勞強度）和耐磨性，因此要根據工作條件選用合適的熱處理方式。軸的結構設計是根據軸上零件的安裝、定位及制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結構形狀和尺寸。工作能力計算是通過強度、剛度和振動穩(wěn)定性計算，保證軸具有足夠的工作能力和可靠性。大多數(shù)的軸只需進行強度計算，防止斷裂和塑性變形；對于剛度要求較高的軸（如機床主軸）才進行剛度計算，避免發(fā)生過大的變形；對于高速轉動的軸還要進行振動穩(wěn)定性計算，避免發(fā)生共振。軸的設計步驟通常是先擬定軸上零件裝配方案，然后裝配和制造要求，確定軸的結構形狀和尺寸，最后進行軸的強度校核，必要時進行剛度計算或振動穩(wěn)定性計算。提高軸的強度措施：(1)改善軸的受力狀況軸上零件的安裝位置、軸的結構對軸的受力影響很大，設計軸時應該充分加以考慮。當軸上有兩個以上的零件輸出扭矩，應該將輸入扭矩的零件盡量布置在軸的中間，而不是布置在軸的一端，這樣可以顯著降低軸上的最大轉矩。(2)減小應力集中大多數(shù)軸是在變應力條件下工作的，主要失效形式為疲勞破壞。軸的截面變化處（如軸肩、鍵槽等）及過盈配合產生的應力集中是引起疲勞破壞的主要因素，因此設計軸的結構時，應盡量減少應力集中源和降低應力集中程度。合金鋼對應力集中較為敏感，設計時更應加以注意。為減少應力集中，應盡量避免在軸上特別是應力較大不為處鉆孔、開槽或加工螺紋。軸肩處應采用圓角過渡，并且圓角不宜過小。當依靠軸肩定位的零件圓角半徑很小時，為增大軸肩的圓角半徑，可采用內凹圓角或隔離環(huán)過渡。 軸的表面質量對疲勞強度也有顯著影響，因為軸表面的加工刀痕也是應力集中源，疲勞裂紋常發(fā)生在表面粗糙的部位，所以必須合理確定表面粗糙度。 此外，對軸進行表面熱處理（滲碳淬火、高頻淬火等）和表面強化處理（碾壓、噴丸等），也可以提高軸的疲勞強度。 (3)軸的結構工藝性 軸的基本形狀確定后，需要根據裝配和制造工藝要求，對軸的細部結構進行合理設計。例如，為了減少裝夾工件的時間，同一軸上的鍵槽應布置在同一母線上；為了減少道具種類，軸的鍵槽寬度、圓度、退到草和砂輪槽等應盡量采用相同的尺寸，并符合有關的標準；為了去掉毛刺和便于裝配零件，軸段端部應該倒角；過盈配合零件裝入端通常要加工出導向錐面；磨削處應有砂輪越程槽，車削螺紋處應有退刀槽?！、褫S的結構設計及校核 (1) 求作用在錐齒輪上的力 錐齒輪的受力分析 圓周力 徑向力和軸向力 (2)確定軸的最小直徑選取軸的材料為40Cr，調質處理。初估軸的最小直徑，取，可得: 軸的結構如圖3—2所示：圖32 Ⅰ軸的結構圖軸段① 用于安裝液力聯(lián)軸器，其直徑應該與液力聯(lián)軸器的孔徑相配合。所選液力偶合器為福伊特閥控高速型液力偶合器562DTPKWL2型偶合器，故取軸段①的直徑 ,其長度取軸段② 為了半聯(lián)軸器的軸向定位，軸段①左端制出定位軸肩并且符合密封件的標準，取軸肩高度，所以軸段②的直徑 ，該軸段放軸承端蓋，其長度取軸段③ 為便于裝拆軸承內圈，且符合標準軸承內徑 ，選用7216E型圓錐滾子軸承取，尺寸 ,軸段④ 為安裝軸承路線不宜過長 ，取，軸段⑤ 該軸段安裝滾動軸承，同軸段③，取，選用圓錐滾子軸承，尺寸,。軸段⑥ 該軸段與錐齒輪做成一體，錐齒輪做成齒輪軸，取。(3)軸的強度校核①求軸承反力： 先確定軸承支點位置，查7216E軸承，其支點尺寸a=28mm H水平面： V垂直面：②求齒寬中心處彎矩：H水平面： V垂直面： ③合成彎矩： 扭矩T：④按彎扭合成強度校核軸的強度：當量彎Mca=，取折合系數(shù)a=,⑤校核軸的強度軸的材料為45鋼，調質處理。由表86查得，則軸的計算應力為 根據計算結果可知，該軸滿足強度要求。受力分析圖：如圖33所示圖33 Ⅰ軸受力分析圖?、蜉S的結構設計及校核 軸上的轉矩 (1)求作用在齒輪上的力 圓錐齒輪的受力分析 圓周力徑向力和軸向力 圓柱齒輪的受力分析圓周力 徑向力和軸向力(2)確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調質處理。初估軸的最小直徑，取，可得: 軸的結構如圖4—3所示：圖34 Ⅱ軸的結構圖軸段① 裝有單列圓錐滾子軸承，軸的外力在支點間作用，選用正安裝能使軸段支承具有良好的剛性。選用7317E型圓錐滾子軸承取， 尺寸 ，其長度取軸段② 裝有圓錐齒輪，選用簡支式支承，該支承結構結構簡單，支承剛性好。錐齒輪的軸向長度為97，選取軸的直徑為，長度。軸段③ 為齒輪的軸肩，取,長度軸段④ 裝有圓柱齒輪，圓柱齒輪的軸向長度為138取，軸段⑤ 該軸段安裝滾動軸承，同軸段①，取，選用圓錐滾子軸承，尺寸,。(3)軸的強度校核①求軸承反力：先確定軸承支點位置，查7317E軸承，其支點尺寸a=41mmH水平面： RH1=39209 ，RH2=40090 V垂直面： RV1=，RV2= N②求齒寬中心處彎矩：H水平面： V垂直面： ③合成彎矩： 扭矩T：④按彎扭合成強度校核軸的強度：當量彎Mca=，取折合系數(shù)a=,⑤校核軸的強度軸的材料為45鋼，調質處理。由表86查得，則軸的計算應力為 根據計算結果可知，該軸滿足強度要求。受力分析圖：如圖35所示?、筝S的結構設計及校核 軸上的轉矩 (1)求作用在齒輪上的力 小圓柱齒輪的受力分析 圓周力徑向力和軸向力 大圓柱齒輪的受力分析圓周力徑向力和軸向力(2)確定軸的最小直徑圖35 Ⅱ軸受力分析圖選取軸的材料為45鋼，調質處理。初估軸的最小直徑，取，可得: 軸的結構如圖3—6所示：圖36 Ⅲ軸的結構圖軸段① 裝有單列圓錐滾子軸承，軸的外力在支點間作用，選用正安裝能使軸段支承具有良好的剛性。選用7228E型圓錐滾子軸承取，尺寸 ，其長度取軸段② 為齒輪軸，其尺寸由齒輪決定。軸段③ 為齒輪的軸肩，取,長度軸段④ 裝有圓柱齒輪，圓柱齒輪的軸向長度為128，取，軸段⑤ 該軸段安裝滾動軸承，同軸段①，取，選用圓錐滾子軸承7228E，尺寸,取。(3)軸的強度校核①求軸承反力：H水平面： RH1=43725 ，RH2=83566 V垂直面： RV1=3247N，RV2=6690 N②求齒寬中心處彎矩：H水平面： V垂直面： ③合成彎矩： 扭矩T：④按彎扭合成強度校核軸的強度：當量彎Mca=，取折合系數(shù)a=,⑤校核軸的強度軸的材料為20CrMnTi鋼，調質處理。由表86查得，則軸的計算應力為 根據計算結果可知，該軸滿足強度要求。受力分析圖：如圖37所示Ⅳ軸的結構設計及校核 軸上的轉矩 (1)求作用在齒輪上的力圓周力徑向力和軸向力 圖37 Ⅲ軸受力分析圖(2)確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調質處理。初估軸的最小直徑，取，可得: 軸的結構如圖3—8所示：圖38 Ⅳ軸的結構圖軸段① 選取減速器伸出軸部分的長度為160，直徑為190。軸段② 為了半聯(lián)軸器的軸向定位，軸段①右端制出定位軸肩并且符合密封件的標準，所以軸段②的直徑 ，該軸段放軸承端蓋，其長度取。軸段③ 該軸段安裝滾動軸承，選用型號2007144圓錐滾子軸承，尺寸,取,長度軸段④ 裝有圓柱齒輪，圓柱齒輪的軸向長度為197，取，軸段⑤ 該軸段為齒輪的軸肩，取，取。軸段⑥ 該軸段安裝滾動軸承，同軸段③，選用型號200714