【正文】 軸的支點與受力點之間的距離為： 61 5 4623132502 6 6 3 2 1 4 32250T 2 6 2 2 . 7 5 2 1 5 2 . 7 522100T 6 0 2 2 . 7 5 2 1 1 0 8 . 2 522bl L L a m mbl L a m mLl L a m m? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 在 y 方向上 的支反力 ： 寧夏理工學院畢業(yè)設計（論文） 25 ? ? 61 1 2 6 2 6 1 2 612002: 1 4 0 , 5 2 9 8 . 8H r a H H rHHdR l I F l F R R FR N R N? ? ? ? ? ? ???，解 得 在 z 方向上 的支反力 ： ? ?1 1 2 6 21 2 61200: 8 0 2 1 , 6 5 3 9VtV V tVVR l I F lRRFR N R N? ? ?
?？紤]到該軸為懸臂梁，且有軸向力作用，選用圓錐滾子軸承，查《機械設計課程設計》初選軸承 30204，其主要參數(shù)有軸承內(nèi)徑 d=20mm,外徑 D=47mm,寬度寧夏理工學院畢業(yè)設計（論文） 24 B=14mm,T=， C=12mm，故 2L L 2 T C m m= + ( ) 0 . 5 = 4 6 軸段 1 的結(jié)構(gòu)設計：為了方便軸承部件的拆裝 12dd ，故取 1d mm=16 。彈性擋圈厚度 s=1mm。故取 145 3 , 1 8L m m L m m== 軸段 3： 該段為齒輪軸，故 3 60L mm= 軸段 2 與軸段 4 的結(jié)構(gòu)設計：為便于齒輪 與軸承 安裝， 2d 和 4d 應分別略大于 1d 和 5d ，由此可確定 2d = 4d =45mm。 取 30207 型號軸承進行設計計算由 《機械設計 課程設計 》 表 知，內(nèi)徑 d=35mm,外徑 D=72mm,寬度 B=17mm， T=。 斜齒圓柱齒輪 的分度圓直徑 5d ? ,齒輪寬度為5b 60mm? 。 軸承部件的結(jié)構(gòu)設計： 軸段 2 及 軸段 5 的設計： 軸段 2 和軸段 5 上安裝軸承，其直徑應便于軸承安裝，又應符合軸承的內(nèi)徑系列，考慮到軸承軸向力的存在，選用 圓錐滾子軸承 ，現(xiàn)暫取軸承 代 號為 30211，軸承內(nèi)徑 d=55mm,外徑 D=100mm,寬度 B=21mm，對軸的力作用點與外圈大端的距離為 a=21mm，故寧夏理工學院畢業(yè)設計（論文） 22 3 55d mm? ， 2 60L mm? ,通常一根軸上的兩個軸承要配對安裝，故 5 55d mm? 。 第四章 軸的設計與計算 軸的材料選擇及熱處理方式 因 各軸傳遞功率不大，并對重量和結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，故 選用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 軸向力 o55 t a n 1 4 5 6 0 t a n 1 3 . 0 0 2 8 3 3 6 2atF F N?? ? ? ? 其方向可由左手法則確定。 且 小 齒 輪 分 度 圓 直 徑 d 齒輪 5 的作用力 圓周力 25 52 2 4 0 3 4 8 8 145605 5 . 4 2 1t TFNd ?? ? ? 其方向與力的作用點圓周速度方向相反。 徑向力 3 4 3 1t a n c o s Nr a tF F F? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 其方向由力的作用點的方向指向輪心 軸向力 3 r 4 3 1t a n s i n NatF F F? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 大錐齒輪的作用力與小錐齒輪的作用力大小相等，方向相反。 法向力 11 oo1 3 2 2 . 6 7 1 4 3 7 . 8 3c os c os c os 2 0 c os 1 1 . 7 7 8tn nFFN??? ? ? 齒輪 2 的作用力與齒輪 1 的作用力大小相等，方向相反。 徑向力 o11 ot an t an 2 01 3 2 2 . 6 7 4 7 1 . 3c os c os 1 1 . 7 7 8nrtF F N??? ? ? ? 其方向由力的作用點的方向指向輪 1 有轉(zhuǎn)動中心。 高速級齒輪傳動的作用力 ?? ? ? ?已 知小 齒 輪 左 旋 ， 大 齒 輪 右 旋 。 驗算齒面接觸疲勞強度 按電機驅(qū)動，載荷平穩(wěn)。 小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為 2 N m?? 由機械設計教材表 58 知，取 d? = 寧夏理工學院畢業(yè)設計（論文） 15 因載荷系數(shù) K 和 Z? 不能預先確定，可試選一個綜合系數(shù) 2KZe =~ 初取 2KZ? = 由表 55 知彈性系數(shù) 1 8 8 .9EZ MP a? 初選螺旋角 由式 542Z?= 齒數(shù)比 = 由式 541 計算 HZ 端面壓力角 基圓螺旋角 由 533 計算應力循環(huán)次數(shù) N 8528 75626 0 6 0 1 2 0 1 8 3 0 0 2 5 1 . 7 2 8 1 01 . 7 2 8 1 0 5 . 1 8 5 1 03 . 3 3 3nN n jLNNi? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? 計算許用接觸應力 查圖 517 5 ? 6 ? 由式 529 知 ?? 取 m i n 1 . 0 , 1 . 0 , 0 . 9 2H W L V RS Z Z? ? ? 由圖 516 知 ????l i m 5 l i m 61 2 5 0 , 1 2 5 0HHM P a M P a 寧夏理工學院畢業(yè)設計（論文） 16 ? ?? ?? ?? ? ? ? ? ? ? ???????? ? ? ??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ???由 式 計 算 許 用 應 力故 取limm inlim 5555m in 5lim 6666m in 65 6 51 2 5 0 1 . 1 2 1 1 0 . 9 2 1 2 8 81 2 5 0 1 . 2 1 1 1 0 . 9 2 1 3 9 1 . 5, 1 2 8 8HH N X W LV RHHH N X W LV RHHH N X W LV RHH H H HZ Z Z ZSZ Z Z Z MPaSZ Z Z Z MPaSMPa 計算中心距 a ? ? ? ???????? ? ?????ｕ 2232 1 1 1 5 . 32 HEtaHZ Z Z ZKTa u m m 取中心距 a=117mm，估算模數(shù) ? ?0 .0 0 7 ~ 0 .0 2 0 .8 1 9 ~ 4 .4 8nma?? 取 取 =17, 傳動比誤差 =%5%, 修正螺旋角 β 與初選 相近， HZZ?和 可 不 修 正 。 由《機械設計》表 53 差得 ? 由式 3 0 .7 0 5 1 1 0 .0 81 0 0 1 0 0mvz ??? 查《機械設計》圖 54 取 ? 2 2 2 234 2 . 5 1 1 5 2 6 6 . 4 322mR z z m m? ? ? ? ? ? 0 . 3 6 6 . 4 3 1 9 . 9 2 9 m mRbR?? ? ? ?取 b=20mm 由式320 0 .8 52 3 .3 7 5dmmbd? ? ? ?查《機械設計》圖 57 得 ?? 則： 1 1 . 0 1 . 2 3 1 . 2 3AvK K K K ?? ? ? ? ? 由下式校核齒面接觸疲勞強度： 寧夏理工學院畢業(yè)設計（論文） 13 , 21 ?? NN YY? ?? ?? ???????? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ?212232222 11 0 . 52 1 . 2 8 8 4 5 0 4 . 7 3 11 . 2 1 8 9 . 84 . 7 32 0 2 7 . 5 1 0 . 5 0 . 31 0 0 3 1 1 7 3H H ERHKT uZZubdM P a M P a 故安全。 43z 52 11i ? ? ? ,與理論值 i= 相差很小，在允許的誤差范圍內(nèi)。 按齒面接觸疲勞強度計算其公式為： 寧夏理工學院畢業(yè)設計（論文） 11 ? ? ? ?2131 241 0 . 5EHR R HK T Z Zdu ?????? ??? ?? 上式中： 1 N m??； 由于其傳動平穩(wěn)所以初步取 k 的值為 ? ； 225 1 4 2 . 5c o s s i n c o s 2 0 s i n2 0HZ ????? ? ?由 式 ， 得 由《機械設計》表 55 查的 MPa? 取 ?? 由 533 計算應力循環(huán)次數(shù) N 8316 0 6 0 5 7 6 1 ( 8 3 0 0 2 5 ) 8 . 2 9 4 1 0hN n jL? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 8 814 8 .2 9 4 1 0 1 .7 2 8 1 0u 4 .8NN ?? ? ? 由《機械設計》圖 5—17 查得 341 .0 2 , 1 .1 1NNZZ?? m i n1 , 1 , 0 . 9 2W H L V RZ S Z? ? ?取 由式 529，得 121XXZZ?? 查《機械設計》圖 5—16 得 ? ?lim 1 1250 ,H MPa? ?lim 2 1250H MPa。 驗算齒面接觸疲勞強度 按電機驅(qū)動，載荷平穩(wěn)。 高速級斜齒圓柱齒輪的設計計算 高速級齒輪傳動尺寸的設計計算 因為是軟齒面閉式傳動，故應按齒面接觸疲勞強度設計 小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為 0 N m?? 由機械設計教材表 58 知取 d? = 因載荷系數(shù) K 和 Ze 不能預先確定，可試選一個綜合系數(shù) 2KZe =~ 初取 2KZe = 由表 55 知彈性系數(shù) 1 8 8 .9EZ MP a? 初選螺旋角 由 式 542Zb = cos ? ? 齒數(shù)比 00 ?? 寧夏理工學院畢業(yè)設計（論文） 6 由式 541 計算 HZ ? ?? ?oooar c t an t an / c osar c t an t an 2 0 / c os 1 32 0 . 4 8 2 9tn? ? ?????????????? ????????????? ?端 面 壓 力 角 ? ?? ?oooar c t an t an c osar c t an t an 1 3 c os 2 0 .4 8 2 91 2 .2 0 3 5bt? ? ???????????????????????????? ? ??????????????????????????? ?基 圓 螺 旋 角 2 c o s 2 . 4 4c o s s i nbHttZ baa== 由式 533 計算 9109 81206 0 6 0 1 4 4 0 1 8 3 0 0 2 5 2 . 0 7 4 1 02 . 0 7 4 1 0 8 . 4 8 6 1 02 . 4 4 4nN n jLNNi? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? 查圖 517 1 1NZ = 2 = 又由 由式 529 知 == 取 m i n 1 . 0 , 1 . 0 , 0 . 9 2H W L V RS Z Z= = = 由圖 516 知 l i m 1 l i m 26 9 0 , 5 8 0HHM P a M P a????. 由式 ? ? limm inHH N X W LV RH Z Z Z ZS?? ? 計算許用接觸應力，將上述數(shù)值代入式子得： ? ?? ?l i m 11 1 1 1 1m i n 1l i m 22 2 2 2 2m i n 26 9 0 1 1 1 0 . 9 2 6 3 4 . 85 8 0 1 . 0 2 1 1 0 . 9 2 5 4 4 . 3HH N X W L V RHHH N X W L V RHZ Z Z Z M P aSZ Z Z Z M P aS????? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?1 2 2 , 5 4 4 . 3H H H H M P a? ? ? ???故 取 計算中心距 a ? ? ? ? 2131 7 5 . 52 HEtaHZ Z Z ZKTa u m ma ?????