【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)是鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)用圓柱圓錐減速器，采用的是二級齒輪傳動。過程中，充分考慮了影響各級齒輪和各部件的承載能力，對其做了詳細(xì)的分析，并就它們的強(qiáng)度，剛度，疲勞強(qiáng)度和使用壽命等都做了校核，并且在此基礎(chǔ)上，從選材到計(jì)算都力爭做到精益求精?？紤]到使用性能原則，工藝性能原則，經(jīng)濟(jì)。好及循環(huán)使用等方面都做了較為深刻的評估。本次設(shè)計(jì)還考慮了機(jī)械零件的各種。失效形式，在盡可能的情況下做到少發(fā)生故障。傳動中大齒輪的浸油深度大致相等等特點(diǎn)。

　　

【正文】 8 查得動載系數(shù)為 ?vK 。 b 由 NNdTF t ?????? , mmmmmmbFK tA 1 0 2 550/6 2 8 ????? ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 103 得齒間載荷分配系數(shù) ??FK c 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版表 104 用插值法查得??HK ，結(jié)合 ?hb ，查圖 1013 于是可得：??FK 則載荷系數(shù)為 ????????? ?? FFvAF KKKKK ④ 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版圖 105 計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度用 36 重合度系數(shù)。 ????? ?? ?Y ④ 計(jì)算 ? ?FsaFaYY?? 。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版圖 1017 查得齒形系數(shù)： ?FaY ?FaY 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版圖 1018 查得應(yīng)力修正系數(shù)： ?saY ?saY 所以 233 3333 2 Zm YYYTK d saFaFF ?? ?? 235 ?? ??????? ? ? F??? 233 4434 2 Zm YYYTK d saFaFF ?? ?? 235 ?? ??????? ? ? F??? 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求，并且小齒輪抵抗彎曲疲勞破壞的能力大于大齒輪。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖（見附錄） 37 主要設(shè)計(jì)結(jié)論 齒數(shù) 243?Z 、 1184 ?Z , 模數(shù) 2?m ， 壓力角?20?? ， 變位系數(shù) ?x 、 ?x ，齒寬 mmb 583 ? 、mmb 504 ? ，小齒輪選用為 40Cr (調(diào)質(zhì) )，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS，齒輪按 7 級精度進(jìn)行設(shè)計(jì)。 38 七、 軸的設(shè)計(jì) 計(jì)算 由已知條件 電機(jī)軸 軸Ⅰ 軸Ⅱ 軸Ⅲ 滾筒軸Ⅳ 功率kw/P 3 2.97 2． 91 2.82 轉(zhuǎn)矩T( mN? ) 4 3 1 7 0 轉(zhuǎn)速? ?min// rn 710 710 1 3 傳動比 i 1 3 1 效率? 9 輸入軸的設(shè)計(jì) 齒數(shù) 241?z 、 1472?z 、 243?z 、 1184?z 模數(shù) mm2?m ，壓力角 ??20? ，變位系數(shù) 021 ??xx 、 ?x ?x 。中心距 mm148?a 齒寬 mm301 ?b 、 mm302 ?b 、 mm583 ?b 、mm504 ?b 。小齒輪選用 40Cr（調(diào)質(zhì)），大齒輪選用 45 剛（調(diào)質(zhì)）。齒輪按 7級精度設(shè)計(jì)。 軸Ⅰ上的功率 KWP ? ， min/7101 rn ? ， mNT ?? 。 39 求作用在齒輪上的力 已知高速級小圓錐齒輪的分度圓半徑為 mmmmdd Rm )(48)(11 ??????? ? 而NFFNFFNdTFtatrmt i n20t a i nt a n o s20t a o st a n11311??????????????????????????? 初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 40Cr （調(diào)質(zhì)）根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版 表 153，取， 110A0 ? 得 mmmmnPAd 1 1 0 33110m i n ???? 取高速軸的輸入軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑 12d ，為了使所選的軸直徑 12d 與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 1TKT Aca? ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版 表141，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取， ?AK 則 mmNmmNTKT Aca ?????? 5 9 9 2 53 9 9 5 由于該軸與連軸器相連的一端直徑要與電機(jī)相同， caT 應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩，所以查標(biāo)準(zhǔn) GB/T501420xx 或《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》，選 HL3 彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為mmN?630000 ，半聯(lián)軸器的孔徑 mmd 301 ? ，故取 mmd 3021 ?? ，半聯(lián)軸器長度 mmL 82? ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為mmL 441 ? 。 40 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) Ⅰ 擬定軸上零件的裝配方 案（見圖 71） Ⅱ 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位， 12軸段右端需制出一軸肩，故取 23段的直徑 mmd 3532 ?? ，為了滿端蓋密封， 23 軸段右端需制出一軸肩，故取 34 段的直徑 mmd 4043 ?? ，mm58L 21 ?? mm42L 32 ?? 初步選擇滾動軸承。 因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù) mmd 4043 ?? ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版 表 157 中初步選取 0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承 30308，其尺寸為 mmmmmmTDd ????? mmdd 406543 ?? ?? mm30LL 6543 ?? ?? mmmmd 5454 ?? ?? ， 48L 76 ?? Ⅲ 軸上的周向定位 圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按 76?d 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版 表 61查得平鍵截面 mmmmhb 78 ??? ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 36mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對 41 中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為67kH；滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為 r6。 Ⅳ 確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為 ?451? 荷，確定截面 圖 71 軸的結(jié)構(gòu)與裝配 表 71 軸上載荷 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力，取 ?? ，軸的計(jì)算應(yīng)力 M P . 1 )()( 3 22212 ?? ????? W TMca ασ 前已選定軸的材料為 40rC （調(diào)質(zhì)），由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版表 151查得 ? ? ? ?11 ,60 ??? ?? caM P a ，故安全。 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 Ⅰ 判斷危險(xiǎn)截面截面 截面 5右受應(yīng)力最大 Ⅱ 截面 5左側(cè) 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力F ? ? ? ? 彎矩 M H ? N .mm11410M V1 ? N . V2 ? 總彎矩 N. m N. m 21 ?? 扭矩 T ? 42 抗彎截面系數(shù) 333 mmdW ???? 抗扭截面系數(shù) 333T 8 5 7 .2 dW mm???? 截面 5 左側(cè)彎矩 M 為 mmM ? 截面 5 上的扭矩 2T 為 ? 截面上的彎曲應(yīng)力 M P 2 5 3 9 ??? WMb? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 M P aM P aWT Tb ???? 軸的材料為 40rC ，調(diào)質(zhì)處理。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版表 151查得 117 3 5 , 3 5 5 , 2 0 0B M P a M P a M P a? ? ???? ? ?。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版 附表 32 查取。因 ??dr ， ??dD ，經(jīng)插值后查得 ?? ?? ?? ， 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版附圖 31 可得軸的材料敏感系數(shù)為 , ???? 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 . 8 511)(q1k . 8 211)(q1k??????????????）（）（???????? 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版 附圖 32 的尺寸系數(shù) ??? ，扭 43 轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ??? 。 軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版 附圖 34得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? ?? ?? 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 1q?? ，則綜合系數(shù)為 ?????????????????????????? 又取碳鋼的特性系數(shù) ?? ?? ?? ， 計(jì)算安全系數(shù) caS 值 1 . SSSSS24 . 9 40 . 124 . 9 4200KS00 . 355KS2222cam1m1??????????????????????????????????????????? 故可知安全。 Ⅲ 截面 5右側(cè) 抗彎截面 系數(shù) 333 . 1dW mm???? 抗扭截面系數(shù) 333T 1 2 8 0 .2 dW mm???? 截面 5 右側(cè)彎矩 M 為 ?? 截面 5上的扭矩為 mmN39950T ?? 截面上的彎曲應(yīng)力 M P 4 0 05 2 5 3 9 . 9 ??? WMb? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 44 PaWb 00399 50T T ???? 過盈配合處的???k ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版 附表 38 用插值法求出，并取 ???? ?? kk ? ，于是得 ???? ???? ， 軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版 圖 34 得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? ?? ?? 故得綜合系數(shù)為 ?????????????????????????? 計(jì)算安全系數(shù) caS 值 1 . SSSSS23 . 3 10 . 123 . 3 12 0 0KS00 . 3 5 5KS2222cam1m1??????????????????????????????????????????? 故可知安全。 中間軸的設(shè)計(jì) 求輸入軸上的功率 2p 、轉(zhuǎn)速 2n 和轉(zhuǎn)矩 2T 2 kw? 2 17 / minnr? 2 15 N m?? 45 求作用在齒輪上的力 已知圓柱直齒輪分度圓直徑 2 194d mm? 圖 72 軸的載荷分析圖 3232332 2 1 5 6 .5 7 1 0 1 6 1 4 .1 2194ta n 1 6 1 4 .1 2 ta n 2 0 5 8 7 .4 9trtTFNdF F N???? ? ?? ? ? ? ? 已知圓錐齒輪的分度圓半徑為 33 ( 1 0. 5 ) 19 4 ( 1 0. 5 0. 3 ) 16 4. 9mRd d m m?? ? ? ? ? ? ? 32333 3 23 3 22 2 1 5 6 . 5 7 1 0 1 8 9 8 . 9 71 6 4 . 9ta n c o s 1 8 9 8 . 9 7 ta n 2 0 c o s 7 6 . 1 0 1 6 6 . 0 4ta n sin 1 8 9 8 . 9 7 ta n 2 0 sin 7 6 . 1 0 6 7 0 . 9 3tmrtatTFNdF F NF F N??????? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 圓周力 1tF 、 2tF ，徑向力 1rF 、 2rF 及軸向力 1aF 、 2aF 如圖 72 初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 40rC （調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版表 153，取 110A0 ? ，得 FFFFFF FFFF D/2FMMMMMM 46 22 2 . 9 133m in 0 1 7