【正文】 tF —— 齒輪所受切向力 (N ),由于該對齒輪進入嚙合時 ,軸 III的最小轉(zhuǎn)速為140 /minr ,代入 ,得到最大切向力： 3 33m in m in 10 102140 84 1060tPPFNvr ?? ??? ? ? ? ?? ? ? K —— 載荷系數(shù) , AVK K K K K??? .對于平穩(wěn)的原動機與工作機 ,有使用系數(shù) ? ,由于 311 21 4 0 8 4 1 0 1 . 2 3 1 /6 0 1 0 0 0 6 0tdnv m s? ? ?? ? ? ? ? ??,查表得 ? ,設軸的剛性大 ,查得齒向載荷分布系數(shù) ? ? ,則齒間載荷分配系數(shù) ??故載荷系數(shù) 1. 0 1. 08 1. 03 1. 1 1. 22AVK K K K K??? ? ? ? ? ? ? ?H? —— 許用接觸應力 ,? ? minHNH HZS?? ?,其中 minH? 為試驗齒輪的齒面接觸疲勞極限 ,由參考文獻 [4]P146 知 MPaH 1200m in ?? , NZ 為接觸強度壽命系數(shù) ,取 ?NZ ,其余系數(shù)與前述相同 ,故 ? ? MP aS ZH NHH 12601 in ???? ?? 代入計算得： ? ?31 . 2 2 6 . 0 9 3 1 0 2 . 4 7 11 8 9 . 8 2 . 5 0 . 8 8 6 6 9 . 02 4 4 2 4 2 . 4 7HH M P a?? ? ? ?? ? ? ? ? ??? 滿足接觸疲勞強度的要求 第 12 頁，共 22 頁 傳動軸 II 的驗證計算 齒輪傳動軸的抗彎 剛度驗算 ,包括軸的最大撓度 ,滾動軸承處及齒輪安裝處的傾角驗算 .其值均應小于允許變形量 []y 及 []? ,允許變形量見參考文 獻 ［ 3］上910頁 表 ,得 [ ] 387 l m m? ? ? ? [ ] ? ? 由參考文獻［ 1］ ,對于傳動軸 II,僅需要進行剛度計算 ,無須進行強度驗算 . 傳動軸 II 的載荷分析 對傳動軸 II的受力進行簡化 ,得到下示載荷分布圖： 圖 41 軸 II 的受力分析 其中 1 2 3,a a aQ Q Q 是變速組 1的驅(qū)動力 ,且 3個驅(qū)動力不能同時作用 , 1 2 3,b b bQ Q Q 是變速組 2的驅(qū)動阻力 ,且 3個驅(qū)動阻力不能同時作用 . 其彎曲載荷由下式計算 ： 7( / ) 2 .1 2 1 0 ( )ab NQ Q Nm zn?? (4. 3) 式中： N —— 該齒輪傳遞的全功率 (kW ),如前述原因 ,此處均取 kW? . ,mz—— 該齒輪的模數(shù) ()mm ,齒數(shù) 。 齒輪模數(shù)計算 初算齒輪模數(shù) 一般同一變速組中的齒輪取同一模數(shù) ,選擇各組負荷最重的小齒輪 ,由參考第 7頁，共 22 頁 文獻 [1],其計算得到的齒輪模數(shù)為 : 3 221( 1 )16338 [] djm j juNm z u n???? () 其中 : jm—— 按接觸疲勞強度計算的齒輪模數(shù) dN —— 驅(qū)動電動機功率 (kW) u—— 大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比 1u? ,外嚙合取“ +”號 ,內(nèi)嚙合取“ ”號 1z —— 小齒輪齒數(shù) m? —— 齒寬系數(shù) ,m Bm? ?(B 為齒寬 ,m 為模數(shù) ), 6~10m? ? ,此處 ,均選用 8m?? []j? —— 許用接觸應力 (MPa ),查表可得 [ ] 1370j MPa? ? 對于第一個變速組 ,小齒輪最小齒數(shù)是 1 18z? , 2u? ,其計算轉(zhuǎn)速為710 / minjnr? 帶入式 ()得 31 22( 2 1 ) 7 . 51 6 3 3 8 2 . 4 28 1 8 2 1 3 7 0 7 1 0jm ????? ? ? ? 對于第二個變速組 ,小齒輪最小齒數(shù)是 1 26z? , ? ,其計算轉(zhuǎn)速為355 / minjnr? 帶入式 ()得 32 22( 2 . 5 2 1 ) 7 . 51 6 3 3 8 2 . 6 48 2 6 2 . 5 2 1 3 7 0 3 5 5jm ????? ? ? ? 對于第三個變速組 ,小齒輪最小齒數(shù)是 1 18z? , 4u? ,其計算轉(zhuǎn)速為450 / minjnr? 帶入式 ()得 31 22( 4 1 ) 7 . 51 6 3 3 8 2 . 6 58 1 8 4 1 3 7 0 4 5 0jm ????? ? ? ? 第 8頁，共 22 頁 對于第 3變速組 ,由于主軸軸徑是由標準查得 ,其值較大 ,前軸徑為 85mm ,后軸徑為 70mm ,即安裝齒輪處軸外徑約為 80mm ,由參考 文獻［ 1］ ,軸上的小齒輪還考慮到齒根賀到它的鍵槽深處的最小尺寸應大于基圓齒厚 ,以防斷裂 ,即其最小齒數(shù) minz 應滿足： m in 3 m?? () 其中： D —— 齒輪花鍵孔的外徑 (mm),單鍵槽的取孔中心至鍵槽槽底的尺寸兩倍 m—— 齒輪模數(shù) 對于主軸 ,選用單鍵槽 ,查得 2 8 .3 3 2 5 6 .6 6D ? ? ?,若 3m? , min ? , 若 4m? , min 35z ??,滿足要求 ,考慮尺寸配合及強度要求， 第 3變速組的模數(shù)取 3 4m? . 考慮到花鍵滑動與定位較容易 ,除主軸外 ,其余軸均選用花鍵 連接 . 對于 第 3變速組 ,在 軸 III上 ,選用 花鍵 8 46 50 6? ? ? ,將 50D? 帶入 ,若 3m? ,則 min ? ,大于已確定的最小齒數(shù) 18. 若 4m? ,則 min ? ,小于 18. 驗證第 2變速組 , minz ? .,小于最小齒數(shù) 23. 在 II 軸上 ,選用花鍵 8 36 40 6? ? ? ,將 40D? 代入 ,驗證第 2 變速組 ,得min ? ,小于最小齒數(shù) 17 ,滿足要求 . 故第 2變速組選用模數(shù) 4. 對于第 1 變速組 ,在軸 II 上 ,若 2m? ,得 min ? ,小于第 1 變速組在 軸 II上的最小齒數(shù) 30 . 在軸 I上 ,選用花鍵 8 32 36 6???,若 2m? ,得 min ? ,遠遠大于軸 I上的最小齒數(shù) 18. 若 3m? ,得 min ? ,仍然大于最小齒數(shù) 18. 第 9頁，共 22 頁 若 4m? ,得 min ? ,小于最小齒數(shù) 18. 故第 1變速組選用模數(shù) 1 4m? . 其余驗證 1. 機床主傳動系統(tǒng)最小齒數(shù) min 18 ~ 20z ? ,除 IIIII之間的 z=17的齒輪外，所有齒輪均滿足此條件 ，故該設計可以滿足條件 . 2. 機床主傳動的最小極限傳動比為min 14u ?,中型機床的最大齒數(shù)和max 120zS ? ,以上設計均滿足此要求 . 第 4章 零件的驗算 第 2 變速組的驗證計算 第 2 變速組的最小齒輪齒數(shù)為 1 17z? ,與之相嚙合的大齒輪齒數(shù)為 2 42z ? .由參考文獻［ 1］ ,對于傳遞一定速度和功率的一般驅(qū)動用齒輪 ,第 1,2級變速組選用 7級齒輪 ,主軸選用 6級齒輪 小齒輪的彎曲強度驗算 由參考文獻［ 4］ ,對于直齒圓柱 齒輪 ,彎曲應力需要滿足下式： ? ?tF F s FKF Y Y Ybm ????? (4. 1) 式中 : F? —— 齒輪的彎曲疲勞強度 (MPa ) K—— 載荷系數(shù) , AVK K K K K??? .對于平穩(wěn)的原動機與工作機 ,有使用系數(shù) ? ,