【正文】 選取軸的材料為 40rC （調質），根據(jù)《機械設計》第九版表 153，取 110A0 ? ，得 FFFFFF FFFF D/2FMMMMMM 46 22 2 . 9 133m in 0 1 7 7 。 Ⅲ 截面 5右側 抗彎截面 系數(shù) 333 . 1dW mm???? 抗扭截面系數(shù) 333T 1 2 8 0 .2 dW mm???? 截面 5 右側彎矩 M 為 ?? 截面 5上的扭矩為 mmN39950T ?? 截面上的彎曲應力 M P 4 0 05 2 5 3 9 . 9 ??? WMb? 截面上的扭轉切應力 44 PaWb 00399 50T T ???? 過盈配合處的???k ，由《機械設計》第九版 附表 38 用插值法求出，并取 ???? ?? kk ? ，于是得 ???? ???? ， 軸按磨削加工，由《機械設計》第九版 圖 34 得表面質量系數(shù)為 ?? ?? ?? 故得綜合系數(shù)為 ?????????????????????????? 計算安全系數(shù) caS 值 1 . SSSSS23 . 3 10 . 123 . 3 12 0 0KS00 . 3 5 5KS2222cam1m1??????????????????????????????????????????? 故可知安全。因 ??dr ， ??dD ，經插值后查得 ?? ?? ?? ， 又由《機械設計》第九版附圖 31 可得軸的材料敏感系數(shù)為 , ???? 故有效應力集中系數(shù)為 . 8 511)(q1k . 8 211)(q1k??????????????）（）（???????? 由《機械設計》第九版 附圖 32 的尺寸系數(shù) ??? ，扭 43 轉尺寸系數(shù) ??? 。由《機械設計》第九版表 151查得 117 3 5 , 3 5 5 , 2 0 0B M P a M P a M P a? ? ???? ? ?。 Ⅳ 確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為 ?451? 荷，確定截面 圖 71 軸的結構與裝配 表 71 軸上載荷 按彎扭合成應力校核軸的強度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)應力，取 ?? ，軸的計算應力 M P . 1 )()( 3 22212 ?? ????? W TMca ασ 前已選定軸的材料為 40rC （調質），由《機械設計》第九版表 151查得 ? ? ? ?11 ,60 ??? ?? caM P a ，故安全。 40 軸的結構設計 Ⅰ 擬定軸上零件的裝配方 案（見圖 71） Ⅱ 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位， 12軸段右端需制出一軸肩，故取 23段的直徑 mmd 3532 ?? ，為了滿端蓋密封， 23 軸段右端需制出一軸肩，故取 34 段的直徑 mmd 4043 ?? ，mm58L 21 ?? mm42L 32 ?? 初步選擇滾動軸承。 39 求作用在齒輪上的力 已知高速級小圓錐齒輪的分度圓半徑為 mmmmdd Rm )(48)(11 ??????? ? 而NFFNFFNdTFtatrmt i n20t a i nt a n o s20t a o st a n11311??????????????????????????? 初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 40Cr （調質）根據(jù)《機械設計》第九版 表 153，取， 110A0 ? 得 mmmmnPAd 1 1 0 33110m i n ???? 取高速軸的輸入軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑 12d ，為了使所選的軸直徑 12d 與聯(lián)軸器的孔徑相適應，故需同時選取聯(lián)軸器型號。齒輪按 7級精度設計。中心距 mm148?a 齒寬 mm301 ?b 、 mm302 ?b 、 mm583 ?b 、mm504 ?b 。 結構設計及繪制齒輪零件圖（見附錄） 37 主要設計結論 齒數(shù) 243?Z 、 1184 ?Z , 模數(shù) 2?m ， 壓力角?20?? ， 變位系數(shù) ?x 、 ?x ，齒寬 mmb 583 ? 、mmb 504 ? ，小齒輪選用為 40Cr (調質 )，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調質），硬度為 240HBS，齒輪按 7 級精度進行設計。 ????? ?? ?Y ④ 計算 ? ?FsaFaYY?? 。 a 根據(jù) smv /? ， 7 級精度，由《機械設計》第九版圖 108 查得動載系數(shù)為 ?vK 。 23332 Zm YYYTK d saFaFF ?? ?? ① 計算小齒輪傳遞的扭矩。 ? ?? ???? aa hZZ 2/c o sa r c c o s 331 ?? ? ?? ? ?? ????? ? ?? ???? aa hZZ 2/c o sa r c c o s 442 ?? ? ?? ? ?? 1 8/20c o s1 1 8a r cc o s ????? ? ? ? ?? ? ?????? ? 2/t a nt a nt a nt a n 2413 ， ???? aa ZZ ? ? ? ?? ? ?2/20t a a n1 1 820t a a n24 ???? ?????? ? ??? ?? ?Z 35 ??? ZZZiid TK EHd HH ???? ?? 12 31 3 3 5 ????? ???? ? ?H??? 齒面強度滿足要求，并且齒面接觸應力比標準齒輪有所下降。 ⑤ 由《機械設計》第九版表 105 查得材料的彈性影響系數(shù) 2/ MPaZ E ? 。 由此，可得實際載荷系數(shù)為： ????????? ?? HHvAH KKKKK ③ 根據(jù)《機械設計》第九版表 107 選取齒寬系數(shù)?d? 。 35333 ?????? tt dTF mmNmmNbFK tA /100/????? 34 查 《機械設計》第九版表 103 得齒間載荷分配系數(shù)為??HK 。 b 根據(jù) smvm /? ， 7 級精度，查詢《機械設計》第九版圖 108 查得動載系數(shù) ?VK 。 mNmNnPT ?????? 53 ⅡⅡ ② 計算實際載荷系數(shù) HK 。按這兩條線作射線，再從橫坐標的 3Z ， 4Z 處作垂直線，與射線交點的縱坐標分別為 ?x ， ?x Ⅱ 齒面接觸疲勞強度校核 按上述類似做法，先計算《機械設計》第九版式 1010中的各參數(shù)。 ② 分配變位系數(shù) 3x 、 4x 。 Ⅰ 計算變位系數(shù)和 ① 計算嚙合角、齒數(shù)和、變位系數(shù)和、中心距變動系數(shù)和齒頂高降低系數(shù)。 齒輪變位后，齒輪副幾何尺寸發(fā)生變化。在圓整時，以變位系數(shù)和不超出圖 1021a 中推薦的合理工作范圍為宜。 幾何尺寸計算 Ⅰ 計算分度圓直徑 mmmmmZd 5022533 ????? 32 mmmmmZd 2 4 621 2 344 ????? Ⅱ 計算中心距 ? ? mmmmdda 1482/43 ??? Ⅲ 計算齒輪寬度 mmmmdb d 505013 ????? ? 考慮不可避免的安裝誤差，為了保證設計齒寬 b 和節(jié)省材料，一般將小齒輪略為加寬 mm10~5 ，即 ? ? ? ? mmbb 60~5510~55010~53 ????? 取 583?b ，而使大齒輪的齒寬等于設計齒寬，即mmb 504 ? 圓整中心距后的校核 上述齒輪副的中心距不便于相關零件的設計和制造，為此，可以通過調整傳動比、改變齒數(shù)或者通過變位法進行圓整。 31 ② 由 NNdTF t 35333 ??????? , mmmmmmbFK tA ?????? ，查《 機械設計》表 103 得齒間載荷分配系數(shù) ??FK ③ 由《機械設計》第九版表 104 用插值法查得??HK ，結合 ?hb ，查圖 1013 于是可得：??FK 則載荷系數(shù)為 ????????? ?? FFvAF KKKKK ⑶ 由《機械設計》第九版式 1013 ，可得按實際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)為 mmmmKKmmFtFt 33 ????? 對比計算結果，由齒面 接觸疲勞強度計算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪的模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲疲勞強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅僅與齒輪直徑有關，可取由彎曲疲勞強度算得的模數(shù) 并就近原則圓整標準值mmm 2? ，按照 接觸疲 勞強度 算得 的分度 圓直 徑為mmd ? ，算出小齒輪的齒數(shù)為 ?? mdZ 。 ? ? ? ? mmmmmchh ta ???????? ?? ???hb ⑵ 計算實際載荷系數(shù) FK 。 mmmmZmd t ????? smsmndv /?? ???? ??? ?? ② 齒寬 b 。 ? ?3 2332 ???????? ?????FsaFadFtt YYZ YTKm ?? ? mm325 ?? ????? ? Ⅱ 調整齒輪模數(shù) ⑴ 計算實際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準備。 由《機械設計》第九版圖 1017 查得齒形系數(shù)： ?FaY ?FaY 由《機械設計》第九版圖 1018 查得應力修正系 數(shù)： ?saY ?saY 由《機械設計》第九版圖 1024c 查得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為： MPaF 5003lim ?? ；MPaF 3804lim ?? 。 ② 由《機械設計》第九版圖 105 計算彎曲疲勞強度用重合度系數(shù)。 由此，可得實際載荷系數(shù)為： ????????? ?? HHvAH KKKKK ⑶ 由《機械設計》第九版式 1012，可得按實際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑為： mmKKddHtHt 3333 ????? 其相應的齒輪模數(shù)為： mmzdm ???? 29 按齒根彎曲疲勞強度設計 Ⅰ 由《機械設計》第九版式 1027 試算模數(shù)，即 ? ?3 2332 ???????? ??? ??? F saFadFtt YYZ YTKm ?? ? ⑴ 確定公式中的各參數(shù)值。 35333 ?????? tt dTF mmNmmNbFK tA /1 0 0/????? 查《機械設計》第九版表 103 得齒間載荷分配系數(shù)為??HK 。 ② 根據(jù) smvm /? ， 7 級精度，查詢《機械設計》第九版圖 108 查得動載系數(shù) ?VK 。 mmmmdb td ????? ? 28 ⑵ 計算實際載荷系數(shù) HK 。 ① 圓周速度 v 。 27 由《機械設計》第九版式 1015 計算應力循環(huán)次數(shù)： ? ? 823 101 1 6 7 76060 ???????????? hLjnN7834 103 0 ????? iNN 由《機械設計》第九版圖 1023 查詢接觸疲勞壽命系數(shù) ?HNK ?HNK 取失效概率為 1%，安全系數(shù) 1?S ，由《機械設計》 第九版式