【正文】 一般情況下，為了使結(jié)構(gòu)緊湊、外觀美觀，多把聯(lián)軸器和制動(dòng)輪作為一體，同時(shí)閥門(mén)電動(dòng)裝置的所要求的 緊湊、外觀美觀，多把聯(lián)軸 器和制動(dòng)輪作為一體，同時(shí)閥門(mén)電動(dòng)裝置的所要求的轉(zhuǎn)矩不是很大（電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 ），所以多用。 電動(dòng)裝置的聯(lián)軸器的選用應(yīng)首先考慮電動(dòng)裝置工況條件，聯(lián)軸器的工作特性兩者接近時(shí)即可采用。必要時(shí)應(yīng)對(duì)聯(lián)軸器中易損的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行承載能力等的校核計(jì)算。 此外，選 擇聯(lián)軸器時(shí)還應(yīng)考慮聯(lián)接的可靠性，工作環(huán)境、使用壽命、潤(rùn)滑和密封以及成本等方面的要求。從安裝、調(diào)整和維修方面考慮，聯(lián)軸器和結(jié)構(gòu)外形尺寸應(yīng)能適應(yīng)給定的操作空間。此外，工作轉(zhuǎn)速高時(shí)，還應(yīng)考慮所選聯(lián)軸器外緣的離心應(yīng)力或彈性元件的變形及聯(lián)軸器的動(dòng)平衡精度。在選定聯(lián)軸器的類(lèi)型時(shí)，主要考慮其使用要求和工作條件 ，聯(lián)軸器的承載能力、緩沖和減振性能應(yīng)與工作轉(zhuǎn)矩的大小和載荷的性質(zhì)（沖擊、振動(dòng)）相適應(yīng)。在電動(dòng)裝置中用于聯(lián)接減速機(jī)輸出軸和車(chē)輪軸（輸入軸）。 輸入軸： 與聯(lián)軸器聯(lián)接的鍵，直徑 d=23mm,鍵的尺寸為 b h L=8 7 30 , l=Lb=308=22mm， 扭矩 T= Nm： σ p=4T/dbl =4 8 22 =≤ [σ p] 輸出軸： 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動(dòng)濃縮機(jī)的設(shè)計(jì) 36 與大行星架聯(lián)接的花鍵，直徑 d=120mm,鍵的尺寸為 181 2 01 1 210 ??????? BDdN 扭矩 T= =11156948Nmm。 由式得軸的計(jì)算應(yīng)力為 N / m 794 35 334cacaca ????? 由計(jì)算結(jié)果可知 ,該軸滿足強(qiáng)度要求 6)、精確校荷軸的疲勞強(qiáng)度 A：軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圓角半徑：各肩部處圓角半徑見(jiàn)圖紙 鍵槽：半聯(lián)軸器與軸周向固定采用 A型平 鍵連接，按 GB10952020， GB10962020半聯(lián)軸器處的鍵為 25 14 160 配合：參考設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)手冊(cè) MV= 精加工方法：參考設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)手冊(cè) B：選取危險(xiǎn)截面： 如圖所示： 11 截面所受的力最大，應(yīng)力集中教嚴(yán)重， 22 截面雖說(shuō)受力不是最大，但截面尺寸小，仍很危險(xiǎn)需要進(jìn)行校荷。 mm (5)、按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度： 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動(dòng)濃縮機(jī)的設(shè)計(jì) 28 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動(dòng)濃縮機(jī)的設(shè)計(jì) 29 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動(dòng)濃縮機(jī)的設(shè)計(jì) 30 當(dāng)量彎 Mca= 22 )(aTM ? ，取折合系數(shù) a=, Mca= 22 ) 3 7 7 4 0 3 (8 4 1 4 6 3 8 ?? = 軸的材料為 40CrNi 合金鋼，調(diào)質(zhì)處理。 C：計(jì)算危險(xiǎn)截面工作應(yīng)力 截面 11： 截面彎矩： M1= 截面扭矩： T= 抗彎截面系數(shù)： W== 1003=100000mm3 抗扭截面系數(shù)： WT== 1003=202000mm3 截面上彎曲應(yīng)力： σ b=M/W= 截面上扭剪應(yīng)力： τ =T/WT= N/mm2 彎曲應(yīng)力幅：σ a=σ b=選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動(dòng)濃縮機(jī)的設(shè)計(jì) 24 彎曲平均應(yīng)力：σ a=0 扭切應(yīng)力： τ a=τ m=τ /2=截面 22： 截面彎矩： M2=（ 7312） M/73= 截面扭矩： T= 抗彎截面系數(shù)： W== 903=72900mm3 抗扭截面系數(shù)： WT== 1003=145800mm3 截面上彎曲應(yīng)力：σ b=M/W= 截面上扭剪應(yīng)力：τ =T/WT= N/mm2 彎曲應(yīng)力幅：σ a=σ b= 彎曲平均應(yīng)力：σ a=0 扭切應(yīng)力：τ a=τ m=τ /2= D：確定材料特性系數(shù) ??? ?? ?? ?? E：確定綜合影響系數(shù) ?K 、 ?K 軸肩圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù) ?k 、 ?k ，根據(jù) r/d=， D/d=100/90=： ??k ， ??k 配合處綜合影響系數(shù) ?K 、 ?K ， 根據(jù) d 和σ b， 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)插值計(jì)算得：??K ， 2 .4 7 ??? ?? KK 鍵槽處有效應(yīng)力集中系數(shù) ?k 、 ?k ， 根據(jù)σ b， 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)插值計(jì)算得：??k ， ??k 尺寸系數(shù) ?? ， ?? ， 根據(jù) d 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 ??? , ??? 表面狀況系數(shù) ?? ,根據(jù)σ b,表面加 工方法 ,查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 : ?? ?? ?? 軸肩處綜合影響系數(shù) ?K 、 ?K 為 : ????????? ?? kK 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動(dòng)濃縮機(jī)的設(shè)計(jì) 25 ????????? ?? kK 同一截面如有兩個(gè)以上的應(yīng)力集中源 ,則選取其中較大的系數(shù)來(lái)計(jì)算安全系數(shù) ,本題中每個(gè)危險(xiǎn)截面只有一個(gè)應(yīng)力集中源 ,所以不需要比較 . F：計(jì)算安全系數(shù) 取許用 的安全系數(shù)為 [S]= 11 截面 : 4301 ??????? ?maKS ??????? 2601 ??????? ? maKS ??? ? ??? 2222 ?????????? SS SSS ca 22 截面： 4301 ??????? ? maKS ??? ? ??? 2601 ??????? ? maKS ??? ? ??? 2222 ?????????? SS SSS ca 由計(jì)算結(jié)果可知 ,軸疲勞強(qiáng)度安全 2． 輸出軸 1)、圓周向力 Ft和徑向力 Fr的大?。? 轉(zhuǎn)矩 T ???T ≈ N由表查得σ b=900 N/mm2,由表查得材料許用應(yīng)力[σ 1]b=80 N/mm。 mm 軸上小齒輪分度圓直徑： d1=460mm 圓周向力： Ft1=2T1/d1 =2 = 徑向力： a= 20? Fr1=Ft1 tanα = tan20? = 2)、初步估算軸最小的直徑 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動(dòng)濃縮機(jī)的設(shè)計(jì) 19 選取 40CrNi 合金鋼作為軸的材料 ,調(diào)質(zhì)處理，由表查得材料力學(xué)性能數(shù)據(jù)為： MPab 900?? MPas 735?? MPa4301 ??? MPa2601 ??? 由式 3 nPA?d 計(jì)算軸的最小直徑 ,由表選取 A=106，則得 mmmmd 33m in ????? 考慮裝聯(lián)軸器加鍵，計(jì)算軸的最小直徑并加大 4%— 5%，故取軸最小的直徑 d=120mm 3)、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸段 1： 此軸段用摩擦式安全聯(lián)軸器與減速器相連接，聯(lián)軸器選擇 AMN6，孔徑 d1=120mm,軸孔長(zhǎng)度 L=212mm，實(shí)際使用長(zhǎng)度為 212(1~4)=210mm,軸段 1 的長(zhǎng)度L1=210mm. 軸段 2： 此軸段安裝軸承，由于受到徑向載荷，選擇調(diào)心滾子軸承 d D B B0=130 280 93 ,軸承固定座 103，軸段伸出固定座 10，軸段 2 的長(zhǎng)度L2=103+10=113mm 軸段 3： 此段為軸肩，起直徑 d3=140,長(zhǎng)度 L3=9mm 軸段 4： 此軸段安裝小齒輪，小齒輪齒寬 b=92mm,該軸段直徑 d4=135,長(zhǎng)度L4=922=90mm 軸段 5： 此軸段安裝軸承，由于受到徑向載荷，選擇調(diào)心滾子軸承 d D B B0=130 280 93 ,軸承固定座 103，軸套長(zhǎng)度為 5mm，軸段 5的長(zhǎng)度 L2=93+5=98mm 4)、繪制軸的彎矩圖和扭矩圖： （ 1）求軸承反力： H水平面： 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動(dòng)濃縮機(jī)的設(shè)計(jì) 20 Ft=RHBRHA ?????? HBHAC RRM RHA=－ 37475 RHB=11028 V垂直面 ： Fr=RVB－ RVA 01 4 898 ?????? VBVAE RRM RVA=－ 13640 RVB=4014 （ 2）求齒寬中心處彎矩： H水平面： MH= RHA － RHB =－ V垂直面： 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動(dòng)濃縮機(jī)的設(shè)計(jì) 21 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動(dòng)濃縮機(jī)的設(shè)計(jì) 22 MV= RVA － RVB =－ （ 3）合成彎矩： M= 22 VH MM ? = 22 8 7 8 0 3 0 7 1 5 07 ? = （ 4）扭矩 T： T= N 齒面接觸應(yīng)力 H? ,圓周力 F1 F1=2020T1/d1=2020 /460= 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動(dòng)濃縮機(jī)的設(shè)計(jì) 17 重合度系數(shù) ?Z : ????? ?? ?Z 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) HZ 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 HZ = 動(dòng)載系數(shù) vK : 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 vK = 齒向載荷分布系數(shù) ?K : 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 1??K 齒向載荷分配系數(shù) ?K : 查機(jī) 械設(shè)計(jì)手冊(cè)表得 ?K = 彈性系數(shù) ZE: 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表得 ZE= 齒面接觸應(yīng)力的計(jì)算公式： 1246092 8 5 0 38 9 6 111????????????????? ??? KKKKbdFZZZVAHEH 接觸疲勞許用應(yīng)力： 1m in11lim1HNwHHp S ZZ?? ? 試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限 1limH? : 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖得 1limH? =900 計(jì)算接觸強(qiáng)度的最小安全系數(shù) 1minHiS : 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇一般可靠 性則 1minHiS = 工作硬化系數(shù) wZ : 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動(dòng)濃縮機(jī)的設(shè)計(jì) 18 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖得 wZ =1 計(jì)算接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù) NTZ : 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)公式得 NTZ = 小齒輪接觸疲勞許用應(yīng)力： 1m in11lim1?????HNwHHp SZZ?? 大齒輪接觸疲勞許用應(yīng)力： 由于大齒輪與小齒輪的系數(shù)全部相同，故 ?? HpHp ?? 1HpH ?? ? ，即滿足接觸疲勞強(qiáng)度要求。例如，在接觸應(yīng)力計(jì)算中的未考慮滑動(dòng)的大小和方向、摩擦因數(shù)和潤(rùn)滑狀態(tài)，這些都會(huì)影響到齒面的實(shí)際接觸應(yīng)力。 m T1=9549 mNnP ????? ? ,查表選載荷分布不均勻系數(shù)計(jì)算彎曲強(qiáng)度的行星輪開(kāi)式齒輪選小齒輪齒寬系數(shù)綜合系數(shù)，查表選???????FpdFKK? Z1— 齒輪副中小齒輪齒數(shù) mmNmmN FF /378,/, 1limlim ??? ?? 查表得限試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極 則 3 2lim2111FdFaFpFAm z YKKKTKm ?? ?? 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動(dòng)濃縮機(jī)的設(shè)計(jì) 15 3 2 ?? ????? = 圓整 20 （二） 齒輪幾何尺寸的計(jì)算 齒輪齒數(shù)的選擇：由于其傳動(dòng)比為 1，故大齒輪與小齒輪的的齒數(shù)相等，選擇齒數(shù)23，所以 z1=z2=23，具體參數(shù)如下： ①分度圓直徑 460232020 ???? mzd 460232022 ???? mzd ②齒頂高 20201*1 ???? mhh aa 20201*2 ???? mhh aa ③齒根高 253)()( **1 ?????? mchh af 253)()( **2 ?????? mchh af ④齒高 452520201 ????? fa hhh 452520222 ????? fa hhh ⑤齒頂圓直徑 5 0 02024 6 02 111 ?????? aa hdd 5002024602 222 ?????? aa hdd ⑥齒根圓直徑 4 1 02524 6 02