【正文】 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩1ca AT K T?,查表取 AK ?,則： 1 2 8 9 4 .4 1 .9 5 4 9 9 .3 6 .c a A NmT K T? ? ? ? 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩caT應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用 HL7 型彈性柱銷 聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 。11 1 7% 6d d m m? ? ? 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的軸頸。 減速器軸 2 的設(shè)計(jì) 選擇材料 軸 2的材料與軸 1的材料相同 初步估算軸徑 由于軸的材料為 40Cr 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 圖 42 (5)求軸上的載 荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)做出軸的彎矩圖和扭矩圖，如圖 43 所示，在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取 a 值，對(duì)于 30313 型圓錐滾子軸承 ， 查 得 a=29mm 因 此 ， 作 為 筒 支 梁 的 軸 的 支 承 跨 距23 11 12 24 3m m m m m mLL? ? ? ?。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑公差為 m6。 (3)軸上零件的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面之間的距離 30l mm? ，故取23 50mml ? ?。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度 ，故取 6h mm? ，則軸環(huán)處的直徑56 82mmd ? ?。 3)取安裝齒輪處的軸段45 70mmd ? ?；齒輪的左端與左軸承之間采用 軸套定位。 右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。 2）初步選擇滾動(dòng)軸承。半聯(lián)軸器的孔徑12 55mmd ? ? ，故取輸入軸的最小直徑為 55mm,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度 142L mm? ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 1 107mmL ? ，再根據(jù)所選的電動(dòng)機(jī)的尺寸 45 參數(shù)可以選得輸入端聯(lián)軸器的型號(hào)為： HL5 聯(lián)軸器 ? ?8 0 1 7 2 5 0 1 4 8 51 5 5 1 4 2YA GBJC ? ?? 齒輪的力分析計(jì)算 ： 圓周力 : 311 2 2 8 8 6 . 4 1 0 1 0 6 3 4 . 6 7 31 6 6 . 7t TFNd ?? ? ? ? 徑向力： 11 ta n 1 0 6 3 4 . 6 7 3 ta n 2 0 4 0 0 7 . 5 6 7c o s c o s 1 5 . 0 1 7tnr F ????? ? ? 軸向力： 11 ta n 106 34. 673 ta n 15. 017 285 34atF F N?? ? ? ? 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1）擬定軸上零件的裝配方案： 本設(shè)計(jì)的裝配方案見(jiàn)圖紙所示 （ 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求， 12 軸段右端需制出一軸肩，故取 23 段的直徑 23 62mmd ? ?；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑65D mm? 。為了使所選的 ,軸頸與聯(lián)軸器的孔頸相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。查參考文獻(xiàn) [機(jī)械設(shè)計(jì) ] 選取 0 110A? ，則得： 3310 6 8 . 6 81 1 0 4 9 . 8740pd A m mn? ? ? ? 此軸上有一個(gè)鍵槽，則軸徑增大 7% ? ?39。 39 （ 3）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) ? ? 22332 1t EHt dHKT zzidi?? ? ?????? ???? (4)試選 tk = (5)查表選擇齒寬系數(shù) 1d?? (6)查表選取材料的彈性影響系數(shù) MPa? ,選取區(qū)域系數(shù) ? ， (7)根據(jù)齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim 3 600 ,H MPa? ? 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim 4 550H MPa? ? . (8)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) . 9326 0 6 0 2 7 1 .6 1 2 0 3 0 0 2 4 2 .3 4 7 1 0hN n jl? ? ? ? ? ? ? ? ? 9 834 2 2 .3 4 7 1 0 2 .9 8 1 07 .8 6NN i ?? ? ? ? (9） 查圖表取接觸疲勞壽命系數(shù) 8 , 4H N H NKK?? (10） .計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 . 取失效概率為 1%,安全系數(shù) S=1,根據(jù)計(jì)算公式 : ? ? 3 l i m 33 0 . 8 8 6 0 0 5 2 8H N HH K M P aS?? ? ? ? ? ? ? 4 l i m 44 0 . 9 4 5 5 0 5 1 7H N HH K M P aS?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?34 5 2 8 5 1 7 5 2 2 .522HHH M P a??? ? ?? ? ? 40 1)計(jì) 算小齒輪分度圓直徑 3d ,代入 ? ?H? 的值 . 2333 2 1 . 6 2 8 9 4 . 4 1 0 7 . 8 6 1 2 . 4 2 1 8 9 . 8 2 0 0 . 5 61 7 . 8 6 5 2 2 . 5td m m? ? ? ? ???? ? ???? ?? 2)計(jì)算圓周速度 V 3 2 3 . 1 4 2 0 0 . 5 6 2 1 7 . 6 2 . 2 8 46 0 1 0 0 0 6 0 0 0 0td mv sn? ??? ? ?? 3） 計(jì)算齒寬 b及模數(shù) 3tm 齒寬 3 d m m? ? ? ? 4）計(jì)算齒高之比 bh 模數(shù) 33 3 2 0 0 .5 6 8 .0 2 2 425tt dm z? ? ? 齒高 5 5 224 18. 05th m m m? ? ? ? 5） 計(jì)算載荷系數(shù) K 經(jīng)查表得使用系數(shù) 1AK? .5 根據(jù) v=,7級(jí)精度 ,查圖表得動(dòng)載系數(shù) ? ， 直齒輪 1HFKK???? 由圖表應(yīng)用插值法查得 7 級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)， ? ? 查圖表得 ? ? , 故載荷系數(shù)為 : 6 5bh ?? 41 1 .5 1 .1 1 1 1 .4 5 6 2 .4 2 4A V H HK K K K K??? ? ? ? ? ? 6） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑如下 : 333 2 3 0 .3 5ttKd d m mK?? 7） 計(jì)算模數(shù) m 332 3 0 .3 5 9 .2 1 425dm m mz? ? ? 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) ,使用以下公式 : 23 2 Fa SaFdKm YYT? ???????????? (1)確定 公式內(nèi)的各 計(jì)算參數(shù) 1）由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 3 500FE MPa? ? ，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 4 380FE MPa? ? 2）由圖取彎曲疲勞壽命系數(shù) 3 ? ， 4 ? 3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) ? ,可取得 ? ? 333 0 . 8 8 5 0 0 3 1 4 . 2 8 61 . 4F N F EF K S?? ?? ? ? ? ? 444 0 . 9 0 3 8 0 2 4 4 . 2 8 61 . 4F N F EF K M P aS?? ?? ? ? 4） 計(jì)算載荷系數(shù) . 1. 5 1. 11 1 1. 4 2. 31A V F FK K K K K??? ? ? ? ? ? 42 5）查取齒形系數(shù) 由表查得 3 ? 4 ? 6）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表查得 3 ? 4 ? 7).計(jì)算大小齒輪的 ? ?Fa SaFYY? 并加以比較 . ? ?3332 . 6 2 1 . 5 9 0 . 0 1 3 2 5 53 1 4 . 2 8 6F a S aFYY? ??? ? ?444 2 .1 2 2 1 .8 6 2 0 .0 1 6 1 7 42 4 4 .2 8 6F a S aFYY? ??? 大齒輪的數(shù)值大 . 8） 設(shè)計(jì)計(jì)算 3 22 289 440 0 25m ??? ? ?? 對(duì)比計(jì)算結(jié)果 ,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) ,取 10nm? 則可以滿足彎曲強(qiáng)度 .但同時(shí)為了滿足接觸疲勞強(qiáng)度 ,需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 3 ? mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù) .于是由 33 2 3 0 .3 5 2 3 .0 3 510dz m? ? ? 取 3 4 2 323 , 6 23 180 .78z z i z? ? ? ? ? ?為了使大小齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò) 43 程中每個(gè)齒接觸均勻，防止膠合，大小齒輪輪齒個(gè)數(shù)應(yīng)一個(gè)為偶數(shù)一個(gè)為奇數(shù)，所以大齒輪齒數(shù)取4 180z ? 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。由表選擇小齒輪材料為 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，二者材料硬度差為 40HBS。 3）計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩 5 11 10 PT n?? 59 5 .5 1 0 6 8 .6 8740??? 33 58. 86 4 10 N mm? ? ? 4）齒寬系數(shù)，選 1d?? 5）彈性影響系數(shù)， MPa? 6）按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim 1 520 MPa? ? ，大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim 2 480 MPa? ? 7）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 91159126 0 6 0 7 4 0 1 ( 2 0 3 0 0 2 4 ) 6 .3 9 1 06 .3 9 1 0 1 .8 0 1 03 .4 3 .4hN n jLNN? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? 8）查疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) 1 ? ； 2 ? 9）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 10）端面重合度，查得 1 ?? ? ， 2 ?? ? ，于是 12 ? ? ?? ? ?? ? ? 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1 得 ? ? 1 l i m 11 0 . 8 8 5 2 0 4 5 7 . 61HNK M P a M P aS?? ?? ? ? ? ? 2 l i m 22 0 . 9 2 4 8 0 4 4 1 . 61HNK M P a M P aS?? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?12 4 5 7 . 6 4 4 1 . 6 4 4 9 . 622HHH M P a??? ? ?? ? ? （ 2）計(jì)算 1）試算小齒輪分度圓直徑 1td ， 代入 ? ?H? 的值 . 34 2531 2 1 . 6 8 . 8 6 4 1 0 3 . 4 1 2 . 4 2 1 8 9 . 8 1 3 5 . 51 1 . 5 4 3 . 4 4 4 9 . 6td m m? ? ? ? ???? ? ???? ?? 計(jì)算圓周速度 V 1 1 3 . 1 4 1 3 5 . 5 7 4 0 5 . 2 56 0 1 0 0 0 6 0 0 0 0td mv sn? ??? ? ?? 3） 計(jì)算齒寬 b及模數(shù) 1tm 齒寬 1 1 3 5 .5dtb d m m? ? ? ? 模數(shù) 11c o s 1 3 5 . 5 c o s 5 . 9 522 15tnt dm Z? ??? ? ? 齒高 5 5 5 13. 4nthm? ? ? ? ?? 4）計(jì)算縱向重合度 10 .3 1 8 ta n 0 .3 1 8 1 2 2 ta n 1 5 1 .8 7 5d z??? ?? ? ? ? ? ? ? 5） 計(jì)算載荷系數(shù) K 經(jīng)查 課本《機(jī)械設(shè)計(jì)》 表 102得使用系數(shù) ? 根據(jù) v=,7級(jí)精度 ,查圖 108得動(dòng)載系數(shù) ? ，由表 103查得 ????；由表 104用插值法查得 7 級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)， 齒向載荷分布系數(shù) ? ? 由 ??， ? ? ，查圖 1013 得 ? ? ,故載荷系數(shù)為 : 1 .5 1 .1 2 1 .2 1 .4 4 2 .9A V H HK K K K K??? ? ? ? ? ? 6） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑如下 : 35 311 1 6 5 .2ttKd d m mK?? 7） 計(jì)算模數(shù)nm 11c o s 1 6 5 .2 c o s 1 5 7 .2 522n dm m mz ? ??? ? ? 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) ,使用以下公式 : ? ?213 212 co s F a S an dFK T Y YYm z? ? ?????? (1)確定計(jì)算參數(shù) 計(jì)算載荷系數(shù) . 1 .5 1 .1 2 1 .2 1 .3 6 2 .7 4A V F FK K K K K??? ? ? ? ? ? 2）