【正文】 由于軸承主要承受軸向載荷作用則 rpFfP? ，由 參考文獻(xiàn) [25]表 ， Pf =； 假設(shè)軸和齒輪以及軸上的各個零件的質(zhì)量為： m=50kg rpFfP? = Pf ?mgfN p.＝壓 ?? N=490N 則： ?hL ?)(60106
。 根據(jù) [25]312 頁，（對于球軸承， ? =3；對于滾子軸承 ? =10/3）則 ? =3。 (5) 確定軸上圓角和倒角尺寸 由 參考文獻(xiàn) [25]表 ，取軸端倒角為 ?452? ，取軸肩處的圓角半徑 R2。 (4) 喂入輥的周向定位 圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接。故 3d =；下端的軸承采用推力球軸承 51109, 其尺寸為 BDd ?? =456514,安裝尺寸為 da(min): 57 。參照工作要求并根據(jù) mmd 451 ? ，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度的深溝球軸承 61909，其基本尺寸為 BDd ?? =456812。 (2) 安裝鏈輪處的軸徑最小， mmlmmd 13,1214 ??? ，由于鏈輪輪寬很窄，故右半段車一段螺紋，以用螺母定位鏈輪，鏈輪左端起一軸肩 mmlmmd 26,15 2424 ?? ?? ，mmlmmd 11,17 3434 ?? ?? ，安裝喂入輥處軸徑 mmlmmd 98,17 4444 ?? ?? ，左端起軸肩mmh ? 以定位輥?zhàn)樱?mmlmmd 5,28 5454 ?? ?? ， mmlmmd 8,17 6464 ?? ?? ，最后一段本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 45 安裝軸承， mmlmmd 8,15 8484 ?? ?? (3) 初步選擇滾動軸承。對于直徑 d≤100mm的軸，有兩個鍵槽時，應(yīng)增大 10%~15%）此輸出軸上開有一個鍵槽 。 3).大錐齒輪的軸向 定位選用 普通平鍵， bh=4mm4mm，由 mml 1313 ?? ，取平鍵mml 6? 輸出軸的設(shè)計(jì) 1)．求輸出軸上的功率 4p 、轉(zhuǎn)速 4n 、和轉(zhuǎn)矩 4T mmnpTkwp.5644644????? ＝＝＝＝ 2)． 初步確定中間軸的最小直徑 (1) 選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。大圓柱齒輪選用 ， bh=10mm8mm，由 mml 5422 ?? ，取 mml 50? 4).確定軸上圓角和倒角尺寸 由 參考文獻(xiàn) [25]表 ，取軸端倒角為 ?452? ，取軸肩處的圓角半徑為 R2。因此 ][ 1????ca ，故安全?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面 A 處的 HM 、 VM 及 M 的值列于下表（參看圖 ） 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 42 表 軸的彎矩和扭矩計(jì)算表 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 R NFNH ? ， NFNH ? NFNV ? ， NFNV ? 彎矩M mmNM H ?? 8 4 9 4 mmNM mmNM VV ?? ?? 86 , 5621 總彎矩 mmNMmmNM ???? 152137, 21 扭矩T mmNT ?? 362901 圖 軸的彎矩圖和扭矩圖 （ 10） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時，通常只校核軸上最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面 A）的強(qiáng)度。根據(jù)軸的計(jì)算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時，由 參考文獻(xiàn)[25]表 查得對于 6010 型深溝球軸承。 (5)確定軸上圓角和倒角尺寸 由 參考文獻(xiàn) [25]表 ，取軸端倒角為 ?452? (6)．繪制輸入軸的結(jié)構(gòu)與裝配圖如圖 。 (2）因?yàn)榘惭b在中間軸上的小圓柱直齒輪的分度圓直徑為 d1=54mm，與軸的直徑本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 41 相差不大，故我們可以采用齒輪軸，取 安裝齒輪處的軸 5 段的直徑 6d =26mm；已知圓錐齒輪轂的寬度為 55mm， 為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 6l =54mm；最小軸徑為安裝定位大帶輪的軸承處的軸徑 mmlmmd 11,12 1111 ?? ?? (3)安裝大帶輪處軸徑 mmd 1421 ?? ，因?yàn)榇髱л嗇嗇瀸?mmB 38? 則 mml 3821 ?? ，為了更好的定位大帶輪左端起一軸肩取 mmlmmd 35,16 3131 ?? ?? ，mmlmmd 17,20 4141 ??? ， mmlmmd 19,24 6161 ?? ?? ，安裝軸承處 mmlmmd 12,16 7171 ?? ?? ，mmlmmd 27,15 8181 ?? ?? ，因采用立軸式，所以上端的軸承只 受徑向力的作用，故選用深溝球軸承，根據(jù) 94276/ ?TGB 選用 6302 型深溝球軸承， 42,13 ?? DB (4） 大帶輪的周向定位 大帶輪的周向定位采用平鍵連接。 8).作用在軸上的壓軸力 eFPP FKF ? 有效圓周力 NvpF e ?? 按水平布置取壓軸力系數(shù) ?FPK ,故 NFp 11297? 2 鏈輪基本參數(shù)的確定 1).分度圓直徑 4015180sin ??? pd 2).齒頂圓直徑 ad mmdpddmmdpddaa)15 (1m i n1m a x??????????????? 3).齒根圓直徑 mmddd f 351 ??? 4).分度圓弦齒高 ah mmdphmmdpzhaa)()(1m in1m a x??????? 5).齒側(cè)凸緣直徑 gd mmhzpdg ot 2 ????? 6).齒寬 mmbb f 11 ?? 7).鏈輪齒總寬 mmbpnb ftfn )1( 1 ???? 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 40 8).齒側(cè)半徑 mmprx 8?? 9).齒側(cè)倒角 mmpb a ?? 10).齒側(cè)凸緣圓角半徑 mmpra ?? 11).輪轂厚度 mmddKh K ???????? 12).輪轂長 度 3 0 ,6 9 m in ??? lmmhl 13).直徑 gKh dhdd ???? ， ?????? 140,162)180( 21m in zdr e 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算和軸系零件的選定 輸入軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 1)．求輸入軸上的功率 入p 、轉(zhuǎn)速 入n 、 和轉(zhuǎn)矩 入T mmnpTkwpp. 45 ?????＝＝入入入齒輪入入 ? 2).大帶輪作用在軸上的力 NFr 1679? ,小齒輪作用在軸上的力 NFFNdTF trt 480tan,132 02 1 1 ?????? 3)．初步確定輸入軸的最小直徑 選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。)1921()19( ?????? PLz LKzK 選取單排鏈，由 參考文獻(xiàn)[25] 表 查得多拍鏈系數(shù) ?PK , 故得所需傳遞的功率為 KWKKK pp PLZ ca ?? 根據(jù)小鏈輪轉(zhuǎn)速 min/851 rn ? 及功率 KWp ? ，由 參考文獻(xiàn) [25]圖 選鏈號為 05B 單排鏈，由 參考文獻(xiàn) [25]表 查得鏈節(jié)距 mmp 8? 5).確定鏈長 L 及中心距 a mmPLL P ???? mmzzzzLzzLpaPP])2(8)2()2[(4 2122221?????????? 中心距減小量 mm mmaa ~ 642)~()~(? ???? 實(shí)際中心距 mmaaa )(~)( ??????? 取 mma 140?? 6).驗(yàn)算鏈速 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 39 smpznv / 11 ???? 與原假設(shè)相符。由 參考文獻(xiàn) [25] 表 查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù)。 ⑶ 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S＝ , 由 參考文獻(xiàn) [25]式 得 ? ? MP aSK FEFNF . 111 ???? ?? ? ? MP aSK FEFNF . 222 ???? ?? ⑷ 查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù) 由 參考文獻(xiàn) [25]表 查得 ?FaY ， ?FaY ， ?SaY ， ?SaY 。 beHK? 是軸承系數(shù)，由 參考文獻(xiàn) [25]表 查得 beHK? ＝ 。 齒間載荷分配系數(shù) ?HK = ?FK =1。)( ?????????? ??= mm (2)計(jì)算圓周速度 v= 100060 11? ndtπ = 10 0060 ???π =(3)計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) v＝ 、 7 級精度，由 參考文獻(xiàn) [25]圖 中低一級的精度線及 v 查得動載系數(shù) ?K =。)( ????????? HERR t ZiTK σ?? () 1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 (1)試選 Kt＝ (2)計(jì)算輸入軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 mmNT ??? 52 (3)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法，選取尺寬系數(shù) R? ＝ (4) 由 參考文獻(xiàn) [25]表 查得材料的彈性影響系數(shù) EZ ＝ (5) 由 參考文獻(xiàn) [25]圖 按齒面硬度 查得小圓錐齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim1＝ 1300MPa；大圓錐齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 σHlim2＝ 1200MPa； (7) 由 參考文獻(xiàn) [25]式 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1＝ 60n1jLh＝ 60720（ 383658）＝ 910 N2＝ N1/4＝ 910 (8) 由 參考文獻(xiàn) [25]圖 查得接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1＝ ； KHN2＝ (9)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 取失效概率為 1％，安全系數(shù) S＝ 1，由 參考文獻(xiàn) [25]式（ ）得 ? ?H? 1 ＝ 1300MPa＝ 1170MPa ? ?H? 2 ＝ 1200MPa＝ 1140MPa 所以許用接觸 應(yīng)力 ? ? MPaH 1140?? 2)計(jì)算 (1)試算小圓錐齒輪分度圓直徑 d1t，由 參考文獻(xiàn) [25]式 得 d1t? ? ?3 22 ⑸ 計(jì)算大小圓柱直齒輪的 ? ?FSF YY? ??. 并加以比較 ? ? SF YY? ?? ＝ ? ? SF YY? ?? ＝ 大圓柱直齒輪的數(shù)值比較大 ⑹ 設(shè)計(jì)計(jì)算 m≥ 由于齒輪模數(shù) m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 mmd ? ，算 出小齒輪齒數(shù) 2711 ?? mdz ，大齒輪齒數(shù)8312 ?? uZz 2) 幾何尺寸計(jì)算 分度圓直徑 mmmzd mmmzd 1665422 11 ?? ?? 計(jì)算中心距 ? ? mmdda 1102/21 ??? 計(jì)算齒輪寬度 mmdb d 541 ??? 取 mmBB 5512 ?? 3) 驗(yàn)算 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 NdTF T 311 ????? mmNmmNb FK Ta ???? ，合適 圓錐齒輪傳動 a) 選精度等級、材料及齒數(shù) 1) 材料及熱處理； 選擇小圓錐齒輪材料滲碳合金鋼，硬度為 60HR，大圓錐齒輪材料為滲碳合金鋼，硬度為 55HR，二者材料硬度差為 5HR。 由 參考文獻(xiàn) [25]表 查得 7 級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時 bK ddH 322 )( ??????? ??? 代入數(shù)據(jù)后得 )( 322 ?????????? ??HK K=KAKVKFβKFα=11= （ 1） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由 參考 文獻(xiàn) [25]式（ ）得 d1= 31 / tt KKd = ?? （ 1） 計(jì)算模數(shù) m m=d1/z1=c) . 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由 參考文獻(xiàn) [25]公式（ ）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 ? ? ?????????FaSaFdYYZKTm ?? 21 12 () 1） .確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ⑴ 由 參考 文獻(xiàn) [25] 圖 查得 小 圓柱 直齒 輪的 彎 曲疲 勞強(qiáng) 度極 限MPaFE 5001 ?? 、 MPaFE 3802 ?? ⑵ 由 參考文獻(xiàn) [25]圖 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ?FNK , ?FNK 。 假設(shè) KAFt/b100N／ mm。 2) 精度等級選用 7 級精度； 3) 試選小 圓柱 齒輪齒數(shù) 1z ＝ 22，大 圓柱 齒輪齒數(shù) 2z ＝ 68 的； b) 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 因?yàn)榈退偌壍妮d荷大于高速級的載荷，所以通過低速級的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算 ,由 參考文獻(xiàn) [