【正文】 當(dāng) 不透圓孔最小容許鑄造孔徑應(yīng)比上述值大 20％ ， 矩形或方形孔其短邊要大于表中值 20％ ， 而不透 矩形或方形孔則要大 40％ 。 金屬型 鑄造 ， 當(dāng)鑄件尺寸 是 0～ 70 70 時 最小尺寸為 4mm ； 當(dāng)鑄件尺寸是 70 70～ 150 150 時 最小尺寸為 5mm ； 當(dāng)鑄件尺寸 是 大于 150 150 時 最小尺寸為 6mm 。 鑄件 的結(jié)構(gòu)要素 鑄件的最小壁厚 鑄件 的 最小壁厚 跟鑄造方法不同 可 分為兩種情況 。 不允許用于長時間在 250℃ 溫度下工作的零件 。 流動性好，對缺口明暗行銷，表面光潔 ， 因而加工余量比鑄鋼小 ， 表面加工質(zhì)量不高對應(yīng)力極限不利影響小 。 灰鑄鐵的結(jié)構(gòu)性能 可獲得比鑄鋼更薄而復(fù)雜的鑄件 ， 物件中殘余內(nèi)應(yīng)力及翹曲變形較鑄鋼小 。 西安科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 軸承的選取 選 擇 N215 型圓柱滾子軸承 [標(biāo)準(zhǔn) ]摘自 GB/T28393 參照 ISO151981 [單位 ](mm) 軸承代號 : N215 尺寸 \d: 75 尺寸 \D: 130 尺寸 \B: 25 尺寸 \rs(min): 尺寸 \rls(min): 1 尺寸 \Ew: 100 重量（ kg）≈ : 其余分別選擇 600 600 601 6013 型深溝球軸承 西安科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 9 圓形活齒行星減速器殼體 結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)前文對圓形活齒行星傳動的分析和計算，本課題所設(shè)計的圓形活齒行星減速器的傳動部件 的結(jié)構(gòu)尺寸已經(jīng)確定，現(xiàn)在需要根據(jù)已定的傳動部件的結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)來設(shè)計其殼體的結(jié)構(gòu)尺寸。 經(jīng)計算鍵連接強(qiáng)度滿足要求。 輸出軸各軸段配合及表面粗糙度選擇如下： 輸出軸的軸向固定采用軸間和套筒。 西安科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 經(jīng)計算鍵連接強(qiáng)度滿足要求。 輸入軸中鍵連接選用 A 型平鍵（ GB1096 － 79 ），軸端處鍵的尺寸Lhb ?? = 5078 ?? 與偏心套連接處鍵的尺寸 Lhb ?? ＝ 36812 ?? 。 根據(jù)結(jié)構(gòu)調(diào)整輸入軸軸端直徑為 30mm，其余各段直徑均按 5mm 放大。 表 8— 1 45 鋼主要力學(xué)性能及許用彎曲應(yīng)力 鋼號 熱處理 毛坯直徑 mm 硬度 HP 力學(xué)性能 許用彎曲應(yīng)力 應(yīng)用 b? s? 1?? 1?? ≥ ≥ 45 正火 回火 ≤ 100 170～ 217 590 296 195 55 應(yīng)用最廣泛 ≥ 100～ 300 162～ 217 570 285 調(diào)質(zhì) ≤ 100 217～ 255 540 275 ≥ 100～ 300 540 355 215 60 軸的強(qiáng)度計算 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算出軸端直徑，計算公式如下： ? ? nPATd ?? ? 式中 d — 軸端直徑， mm T— 軸所傳遞的扭矩， mN? P — 軸所傳遞的功率， kW n— 軸的工作轉(zhuǎn)速， minr ??? — 許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力， 2mmN 按表 8— 2 選取 A — 系數(shù)，按表 8— 2 選取 西安科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 表 8— 2 幾種 常用軸材料 ??? 的 A 及值 軸的材料 Q235A、 20 Q27 35 45 40Cr、 35SiMn、 40MnB ??? 2mmN 15~25 20~35 25~45 35~55 A 149~126 135~112 126~103 112~97 通過以前計算的結(jié)果可以計算軸端直徑，計算出輸入軸軸端最 小直徑大小為： ? ?mmnPAd 33 ???? 由于功率損失，所以輸出軸輸出功率略小于輸入軸傳遞功率，并且輸出軸轉(zhuǎn)速為 28n ，可知輸出軸軸端最小直徑大小為： ? ?mmnPAd 33 ???? 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般原則為：為節(jié)省材料，減少總量，應(yīng)盡量采用等強(qiáng)度外形或大的剖面形狀；便于軸上零件的定位、固定、裝配、拆卸和調(diào)整；采用各種減小應(yīng)力集中和提高疲勞強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)；便于加工制造和保證精度。 改善輸出用針齒的另一種方法，是將針齒的懸臂結(jié)構(gòu)改為簡支結(jié)構(gòu)，可顯著提高輸出針齒的彎曲強(qiáng)度。當(dāng)某一針齒受載較大時，通過針齒變形由均載環(huán)均勻的分散到其他針齒上，可顯著減小注銷承受的載荷峰值。 由于輸出用針齒數(shù)目較少，當(dāng)制造精度和安裝精度較低時，針齒受力不均勻，特別是一個針齒受 力時，針齒會嚴(yán)重過載而產(chǎn)生折斷損壞。 代入上式，的針齒的彎曲強(qiáng)度計算公式為 FpwwVF zR LT?? ?? ≤ Fp? （ 7— 4） 得 wd ≥ 3 )(30FpwwcV zR bT ? ?? （ 7— 5） 式中 VT — 輸出軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩； wR — 柱銷中心圓半徑，此處等與針齒中心圓半徑； 西安科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 wz — 柱銷數(shù)目，此處等與由于輸出用針齒數(shù)； Fp? — 許用彎曲應(yīng)力； cb — 擺線輪寬度。這時，可將針齒按懸臂梁進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計算。 輸出機(jī)構(gòu)上的針齒線接觸于輸出銷盤的銷孔中，針齒受到的載荷為內(nèi)圈滾子對針齒的最大作用力 maxQ 。 西安科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 用于輸出機(jī)構(gòu)針齒彎曲強(qiáng)度計算 由于受到結(jié)構(gòu)上的限制，用于輸 出轉(zhuǎn)矩的針齒往往成為整個結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。 計算本設(shè)計中的齒面接觸強(qiáng)度為 00 012 00 0 22ma xma x ?????pcHVH rbYT? ≤ ? ?M PaH 1200~850?? 由以上計算可知齒面接觸強(qiáng)度滿足要求 在設(shè)計計算中，為計算針齒中心圓半徑 pr ，可將 prc rb ?? 代入式（ 7－ 1），得 pr ≥ 524 3 2maxHPrHVYT?? （ 7－ 2） 式中 r? — 擺線輪的齒寬系數(shù)，一般取 r? ＝ ～ ，通常取 r? ＝ ； Hp? — 許用接觸用力， Mpa，表 6— 1 確定； VT — 輸出軸上的轉(zhuǎn)矩， N?m。 maxHY 是齒面接觸應(yīng)力達(dá)最大值時針齒與擺線 輪齒廓的嚙合位置系數(shù)，其值可于相關(guān)手冊上查取。 西安科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 7 圓形活齒行星傳動的強(qiáng)度計算 擺線輪和針齒的齒面接觸強(qiáng)度計算 擺線輪與針齒嚙合的接觸應(yīng)力可按赫茨公式計算，即 dcdiH b EF ?? ? 式中 iF — 擺線輪齒廓和針齒在某一位置嚙合時的法向作用力，根據(jù)式，有 211 1 sin4 SzrK TF icpci ??? cb — 擺線輪的寬度 dE — 擺線輪和針齒的當(dāng)量彈性模量，當(dāng)擺線輪與針齒的材料為合金鋼時，有 ? ?MP aEE EEE d 521 21 ???? 其中 1E 、 2E 是擺線輪和針齒的彈性模量。在低速重載場合，為防止發(fā)生殼體開裂現(xiàn)象，可選用鑄鋼材料 。柱銷材料可以選用 GCr15，當(dāng)柱銷 西安科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 受力條件不好時，可采用韌性較好的高強(qiáng)度低碳合金鋼，如 20CrMoVB 和18CrMnTi。 （ 2）柱銷零件由于受載條件惡 ，特別是加工、裝配誤差較大時，柱銷受力很不均勻，甚至只有一個柱銷受力，很容易造成斷裂損壞。在使用 GCr15SiMn 時，由于加入 Si、 Mn 元素，增加了鋼的淬透性，提高了鋼件尺寸的穩(wěn)定性，適用于較 大功率的減速裝置。不僅要求齒輪廓表面有足夠的接觸強(qiáng)度，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也不容忽視。具體零件材料的選擇應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有加工能力、熱處理條件、材料來源和使用條件，進(jìn)行綜合分析。轉(zhuǎn)臂軸承元件承受的載荷很大，而且在高速條件下工作，整個傳動的承載 能力和使用壽命往往受到轉(zhuǎn)臂軸承壽命的限制。特別是在高速重載或經(jīng)常啟動及制動的工作條件下，這是一種主要失效形式。 （ 2）輸出機(jī)構(gòu)的柱銷發(fā)生疲勞折斷，或者柱銷和銷孔工作表面發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕。 i? — 作用力 iF 與偏心線（ y 軸）之間的夾角。 內(nèi)圈滾子在三力的作用下處于平衡狀態(tài)。因此，在強(qiáng)度計算時，通常將針齒的最大作用力 maxQ 增大 20％。 這時，合力 ?iQ 按下式計算： ? ?NRT wVii i nm a x ???? ? ?? （ 5— 7） 以上分析也屬于理想狀態(tài)下的分析結(jié)果。 這時，合力 ?iF 在x 軸和 y 軸方向的分力 ?ixF 和?iyF 可表示為 ? ?NzrK zTF cp pVix ??? （ 5— 3） ? ?NKzrK zTF ycp pViy ??? （ 5— 4） 其中 ???????? ?????1121211 11ln2 112 KKKKKK y ? 或按圖 5— 2 確定 輸出銷盤作用于各針齒上的作用力 當(dāng)輸出銷盤對針輪作用力時，這些力約為 2wz 個，作用線都通過針齒和銷孔的中心，即平行于偏心線，并組成阻力矩 VT ，與內(nèi)圈滾子上的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩相平衡。 今以針齒為分離體，進(jìn)行受力分析和計算，針齒受力： 擺線輪作用于針齒上的作用力 由圖 5— 1 可知， iF 、 iQ 和 iN 三載荷之間存在如下關(guān)系： iii NF ?cos? iii tgNQ ?? 式中 i? 為針齒與擺線輪的嚙合角。 2）輸出銷盤作用于各針齒上的載荷，其作用方向沿滾 子中心圓的切向。 針齒圓半徑 pr pr ＝ 524 3 2maxHPrHVYT?? ＝ 110（ mm）（根據(jù)接觸強(qiáng)度確定） 中心距 a 西安科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 ? ?mmz rKa p p 55 ???? 圓整為 ? ? 校正短幅系數(shù) 1K 1K ＝ ???ppraz 擺線輪節(jié)圓半徑 cr? ? ?mmazr cc 87293 ????? 針輪節(jié)圓半徑 pr? ? ?mmazr pp