【正文】 軸段（ 6）與軸段（ 3）作用相同，故取相同直徑 mm65 蝸輪軸各段長度設(shè)計 軸段（ 1）的長度取決于 聯(lián)軸器 ，所以確定軸段（ 1）的長度 mml 841 ? 軸段（ 2）的長度由減速器的結(jié)構(gòu)位置尺寸確定 mm50l2 ? 軸段（ 3）的長度由軸承寬度決定，查文獻(xiàn) [4]， 30213 圓錐滾子軸承寬度 B=23mm， 考慮到由擋油環(huán)軸向固定軸承軸段（ 3）不應(yīng)與軸段 （ 4）左端面接觸 mml 353 ? 軸段（ 4）長度應(yīng)比齒輪輪轂寬度略小些，輪轂寬度 mmmmdl )1 2 6~84(70)~()~( 4 ???? 取 mml 1004 ? 軸段（ 5）的長度可按可按軸環(huán)的經(jīng)驗(yàn)尺寸來確定，即 mmhl ???? ，取 mml 75 ? mmd 602 ? mm65d3 ? mmd 704 ? mmd 825 ? h=6mm mmd 656 ? mml 70? mml 841 ? mm50l2 ? mml 353 ? mml 1004 ? mml 75 ? mml 356 ? 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 —— 閘門啟閉機(jī) 37 軸段（ 6）與軸段（ 3）相等 初選圓錐滾子軸承，型號 30213，查文獻(xiàn) [4]的有關(guān)參數(shù) ,20C,23B, ???? 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)及軸承的尺寸計算軸的支點(diǎn)間距為 mml )(72100 ??????? 畫軸的空間受力簡圖 將齒輪所受載荷化為集中力，并通過輪轂中截面作用于軸上軸的支點(diǎn)反力也簡化為集中力通過軸承載荷中心作用于軸上 作垂直平面受力圖和水平平面受力圖（圖見第頁），求出作用在軸上的載荷 蝸輪切向力 NdTF t 3322 ?????? 蝸輪軸向力 NdTF x 311 ????? 蝸輪徑向力 NFF ntr 33 os ostan ???????? ???? 垂直平面內(nèi)軸承反力 KNFFFKNFFBVtBVtAV )(?????????? 水平平面內(nèi)軸承反力 33 ??????????? rxAHFFF NNFFF AHrBH 2 4 410)9 5 ( 3 ?????? 作出垂直平面彎矩圖和水平平面彎矩圖 2023????aCBT mml ? NFt ?? NFx ? NFr ?? KNF KNFBVAV ?? ??AHF 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 —— 閘門啟閉機(jī) 38 輪轂中截面為危險截面 垂直平面彎矩 mmNFM AVv ???????? 53 水平平面彎矩 截面左側(cè) mmNFM AHHL ????? 截 面右側(cè) mmNFM BHHR ????? 5101 7 求出合成彎矩，作出合成彎矩圖（圖見第頁） 截面左側(cè) mmNMMMHLvL ????? 522 截面右側(cè) mmNMMM HRvR ????? 522 作出轉(zhuǎn)矩圖 根據(jù)已知條件，轉(zhuǎn)矩 T= mmN?? 310 作出當(dāng)量彎矩圖，并確定危險截面 已知材料為 45 鋼調(diào)質(zhì)，由文獻(xiàn) [1]查得 MPab 650?? ， ? ? MPab 601 ??? ， 根據(jù)工作條件，軸的轉(zhuǎn)矩可按脈動循環(huán)考慮，即 ? ? MPab ?? ，則 ? ?? ? 01 ??? ?bb??? 截面左側(cè) mmNTMM LeL ????? 522 )(? 截面右側(cè) ? ? mmNTMM ReR ????? 522 ? NFBH 244? MPab 650?? ? ? MPab 601 ??? ? ? MPab ?? ?? 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 —— 閘門啟閉機(jī) 39 因齒輪輪轂中截面有鍵槽，最小軸徑應(yīng)增大 5%7%，且 eReL MM ? ，應(yīng)按前者計算最小軸徑 ? ?mmmmMdbeL)~()~05..1()~( 3531m i n????????? 由于 m in4 70 dmmd ?? ，設(shè)計可用，強(qiáng)度可靠。 軸段（ 4）的長度可按軸環(huán)的 經(jīng)驗(yàn)尺寸來確定，即 mmhl ???? ，取 mml ? 軸段（ 5）的長度由減速器結(jié)構(gòu)確定 軸段（ 6）的長度與軸段（ 4）相同 軸段（ 7）的長度與軸段（ 3）相同 估算最小軸徑 初選蝸輪軸的材料為 45 鋼，由文獻(xiàn) [1]，查得 C=118106，由轉(zhuǎn)矩估算最小軸徑，由文獻(xiàn) [1]查得公式 mmmmnPCd )~()106~118( 33 ??? 由于軸段有兩個鍵槽，軸徑應(yīng)增大（ 10%15%），故 .)~()~()~()~( mmdd ???? 設(shè)計蝸輪軸各段直徑 mml 602 ? mml 303 ? mml ? mml 405 ? mml ? mml 307 ? mm65d? mmd 501 ? h=5mm 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 —— 閘門啟閉機(jī) 36 初選蝸輪軸軸承型號 30213，圓錐滾子軸承，內(nèi)徑 mm65d? 軸段（ 1）估算軸徑為 52mm，因其與開式齒輪有配合關(guān)系，故按標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列選取軸段（ 1）的直徑 1d 軸段（ 1）、（ 2）間為定位軸肩，故軸肩高度 ? ? mmmmmmdh )~(2~)2~1( 1 ?????? 取 h=5mm，則 mmmmhdd 60)1050(212 ????? 軸段（ 3）為軸徑，其直徑應(yīng)符合軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)，且因軸段（ 2）、（ 3）間的軸肩是為便于軸承安裝而設(shè)置的非定位軸肩，故不宜比 2d 大太多。查文獻(xiàn) [2]中按聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列，取 mm60l1 ? 軸段（ 2）的長度由減速器結(jié)構(gòu)尺寸確定 軸段（ 3）的長度應(yīng)與軸承寬度基本相等。由此可選定 mm45d3 ? ，初選軸承可用。 （ 5）確定中心距、模數(shù)等主要幾何參數(shù) 分度圓直徑 mmzmd 2 5 0251011 ???? mmzmd 750751022 ???? 初估齒輪圓周速度 sm /?估? 2/??? ????? smsmnd ??? ?XY ? MPaF ][ 1 ?? MPaF ][ 2 ?? ?FaY ?FaY ?SaY ?SaY 10?m mmd 2501 ? mmd 7502 ? sm/?? 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 —— 閘門啟閉機(jī) 33 取 8 級精度可用 齒面接 觸疲勞強(qiáng)度校驗(yàn) （ 1）彈性系數(shù) 由文獻(xiàn) [1]表（ 189） MPaZ E 190? （ 2）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 2 .5,1218]1[ H ?? ZZ H 查圖由文獻(xiàn) （ 3）求許用接觸應(yīng)力 ][ H? 查文獻(xiàn) [1]由表 1811,取安全因數(shù) 1?HS 由文獻(xiàn) [1]圖 1813，取極限應(yīng)力 MPaH 1140lim ?? 由文獻(xiàn) [1]圖 1817,取壽命系數(shù) 21 ??? NN ZZ MP aS ZH NHH 16531 ][ 1l im ????? ?? （ 4）齒面接觸疲勞強(qiáng)度 M P audTKZZ RRHEH3250)()(3263121????????????? ???M P aHH 1653][ ?? ?? 五． 減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計 MPaZE 190? ?Z 1?HS MPaH 1140lim ?? ??NNZZ MPaH 1653][ ?? MPaH ?? 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 —— 閘門啟閉機(jī) 34 估算最小軸徑 初選蝸桿軸的材料為 45 鋼，由文獻(xiàn) [1]表（ 203）查得 C=118106，由轉(zhuǎn)矩估算最小軸徑，因設(shè)計中有單鍵槽，軸頸增大 5%7%，由文獻(xiàn) [1]式（ 203），按條件取 C=118，軸頸增大 6%。 （ 2）初選齒數(shù) 取小齒輪齒數(shù) 251?z ，則大齒輪齒數(shù) 7525312 ???? izz （ 3）齒數(shù)比 3257512 ??? zzu MPaH ][ ??? MPaZE 190? ?Z ??Z , ??Z ?? 251?z 752?z 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 —— 閘門啟閉機(jī) 31 驗(yàn)算傳動比誤差， 0%1003 33 ???，允許 （ 4）選擇齒寬系數(shù) 參照文獻(xiàn) [1]，取齒寬系數(shù) ?d? 初估小齒輪平均直徑 mmd 1751 ?估 ， 齒輪圓周速度 smsmnd /?? ????? ??? 估 參照文獻(xiàn) [1]表 183，選擇精度等級 8 級 （ 5）小齒輪轉(zhuǎn)矩 mKNT ?? （ 6）確定載荷系數(shù) K 由已知條件查文獻(xiàn) [1]表 187，取使用系數(shù) 1?AK 由文獻(xiàn) [1]圖 1814，取動載系數(shù) ?VK 由文獻(xiàn) [1]，由于 兩端都 是懸臂，則齒向載荷分布系數(shù) ???K ，取 2??K 由文獻(xiàn) [1]式（ 1846）得 ????? ?KKKK VA 齒根抗彎疲勞強(qiáng)度計算 （ 1）求許用彎曲應(yīng)力 ][ F? 總工作時間 htt h 15206060 19424300106060 42430010 0 ???????????? 彎曲應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，因工作時載荷平穩(wěn)，由文獻(xiàn) [1]式（ 1817） 511 5 2 ??????? hF tnN ? 512 ??? iNN FF 由文獻(xiàn) [1]圖 1825，取壽命系數(shù) ?NY ， ?NY 由文獻(xiàn) [1]圖 189，取極限應(yīng)力 M P aFF 3502lim1lim ?? ?? 由文獻(xiàn) [1]圖 1826，初估 )128( ??M ，取尺寸系數(shù) ?XY 3?u ?d? mmd 1751 ?估 sm/?估? 1?AK 2??K ?K hth 1520? 51 ??FN 52 ??FN ?NY ?NY MPaFF 3502lim1lim ???? 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 —— 閘門啟閉機(jī) 32 由文獻(xiàn) [1]表 1811，取安全因數(shù) ? MP aS YYF XNFF ][ 11lim1 ?????? ?? MP aS YYF XNFF ][ 22lim2 ?????? ?? （ 2）齒形系數(shù) 1FaY 、 2FaY 由文獻(xiàn) [1]圖 1823，取 ?FaY ， ?FaY （ 3）應(yīng)力修正系數(shù) 1SaY 、 2SaY 由文獻(xiàn) [1]圖 1824，取 ?SaY ， ?SaY （ 4）求所需模數(shù) m 由于 ][ ][222111 ???????FSaFaFSaFa YYYY ?? 所以，取 1Sa1FaYY 進(jìn)行計算。 設(shè)計為開式錐齒輪 ，兩齒輪均采用 硬 齒面，則兩齒輪設(shè)計時應(yīng)按輪齒的抗彎曲疲勞強(qiáng)度條件，計算齒輪的分度圓直徑及其主要幾何參數(shù) ，再校核