【正文】 彎曲強(qiáng)度校驗(yàn)計(jì)算
。 （ 2）載荷系數(shù) K及其他參數(shù)均未變，均無需修正 。 參數(shù)的修正 （ 1）動載荷系數(shù) vK 。 （ 734） 從上兩式中取小者作為許用接觸疲勞應(yīng)力： ? ? ? ? 22 5 7 5 ( / )HH N m m????。（根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì) ??3 圖 1019） 小齒輪許用接觸疲勞應(yīng)力： ? ?1H? = ? ?min1lim1HHHNSK ? = =720 (N/mm2 )。 ⑤ 大齒輪接觸應(yīng)力當(dāng)量循環(huán)次數(shù) N2e = 1eN /i = 8? = 108 。 ④ 小齒輪接觸應(yīng)力當(dāng)量循環(huán)次數(shù) N1e =60n1 jLh 。 （ 根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì) ??3 圖 1021） ② 大齒輪接觸疲勞極限應(yīng)力 lim2H? ＝ 575 2/Nmm 。 （ 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì) ??3 表 106） （ 6） 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ? 。 （ 4） 小齒輪轉(zhuǎn)矩 T1 =1125（ ） 。 （直齒） e） 總重合度 ? ? ?? ? ???＝ ； K? ＝ 。 （直齒） c） 端面重合度12111 . 8 8 3 . 2 ( ) c o szz?????? ? ?????＝ 。 a） 大齒輪齒數(shù) 21z iz? ＝ 16＝ 40； 取 2z ＝ 40。 （ 根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì) ??3 圖 108） ③ 齒向載荷分布系數(shù) ? ? 。 取小齒輪齒數(shù) 1z ＝ 16；初估小齒輪圓周速度 1v ＝ 。 （ 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì) ??3 表 107） （ 3） 載荷系數(shù) AVK K K K K??? （ 729） ① 工況系數(shù) ? 。 選用材料 采用 7級精度軟齒閉式圓柱直齒輪 ； 小齒輪 40Cr 鋼，鍛件，調(diào)質(zhì)， 1 270H HB? ； 大齒輪 45 鋼，鍛件，調(diào)質(zhì)， 2 250H HB? ；齒面粗糙度 。 標(biāo)準(zhǔn)齒輪 h*a =1， C? =； 小齒輪的變?yōu)橄禂?shù) x= 1717 1Z? =； 齒頂圓直徑da =Zm+2（ h*a +x） m； 齒根園直徑 df=Zm2（ h*a + C? x） m； 齒全高 h=（ 2 h*a + C? ） 根據(jù)上述計(jì)算，齒輪數(shù)據(jù)如 表 72。 （ 726） 2F? =nmbdKT112 Y 2sa Y 2Fa = ?? ?? =。 （ 724） ? ?1F? = ? ?min11limFFNFS K? = ? =(N/mm2 )。 ③ 彎曲壽命系數(shù) （根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì) ??3 圖 1018） 1eN = 108 ； 2eN = 108 ； K 1FN =K 2FN =。 （ 3） 許用彎曲疲勞應(yīng)力 ? ?F? = ? ?minlimFFNFS K? （ 723） ① (根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì) ??3 圖 1020) 小齒輪彎曲疲勞極限應(yīng)力 2lim 1 2 8 0 /F N mm? ? ，大齒輪彎曲疲勞極限應(yīng)力 2lim 2 2 1 0 /F N mm? ? 。 b=5mm； 1d =12mm； 2d ＝ 30mm； nm =m=1mm。 （ 3） 直齒圓柱齒輪傳動的幾何尺寸及參數(shù)保持不變 。 小齒輪實(shí)際圓周速度 v1 = 100060 11?nd? = 100060 26712???? = m/s 與初估 1v = /ms相符， vK 值無需修正。 （ 8） 中心距 a ，小、大齒輪的分度圓直徑 12,dd，齒寬 12,bb和模數(shù) m d 1min = ? ?3 21 12 ??????????HEHdZZuukT ? = 3 2575 )( ?????? ?? ???? ?取12mm；中心距 a? 21d (1+i)=21 12（ 1+ ） = 21mm 圓整為 a=21mm；模數(shù) m＝122azz?＝ ；取 m＝ 1mm； Z1 = iZZ ??1 21 =12 取 1z? 12，初選正確； Z2 =30；于是 1d ＝ 1mz＝ 12mm； 2d ＝ 2mz ＝ 30mm；齒寬 b= 1dd? = 12=；取小齒輪寬度 b1 =5mm，大 32 齒輪寬度為 b2 =。 （ 720） 大齒輪許用接觸疲勞應(yīng)力： ? ?2H? = ? ?min2lim2HHHNSK ? = =575(N/mm2 )。 ⑥ 大、小齒輪接觸壽命系數(shù) k 1HN =k 2HN =1 。 （ 719） 1n ＝ 267 r/min； J=1； Lh =30000h； 1eN ＝ 810 。 設(shè)失效概率 ? 1/100； ? ? ? ?m in m in 1 .0 0HFSS??。 （ 根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì) ??3 圖 1021） ② 大齒輪接觸疲勞極限應(yīng)力 lim2H? ＝ 575 2/Nmm 。 （ 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì) ??3 表 106） （ 6） 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ? 。 ⑤ 載荷系數(shù) K＝ 。 （ 717） d） 縱向重合度 ?? ＝ 0。 b） 螺旋角 0?? 。（ 根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì) ??3 表 104） ④ 載荷分布系數(shù) K? 。 vK ＝ 1。 （ 根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì) ??3 表 102） ② 動載荷系數(shù) VK 。 （ 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì) ??3 表 107） （ 3） 載荷系數(shù) 。 d1 ? ? ?3 21 12 ??????????HEHdZZuukT ? （ 715） （ 1） 齒數(shù)比 u=i=。 30 選用材料 采用 7級精度軟齒閉式圓柱直齒 輪：小齒輪 40Cr 鋼，鍛件，調(diào)質(zhì)， 1 270H HB? ； 大齒輪 45 鋼，鍛件，調(diào)質(zhì)， 2 250H HB? ；齒面粗糙度 。 根據(jù)上述計(jì)算，齒輪數(shù)據(jù)如 表 71。 （ 713） ? ?2F? = ? ?min22limFFNFS K? = ? =(N/mm2 )。 ② 最小許用彎曲安全系數(shù) 保失效概率 1/100? ，選擇最小安全系數(shù) ? ? ? ?m in 1 m in 2 1FFSS??.3。 1 1 1/ c o s 2 4 .0 4ezz ???； 2 2 2/ c o s 9 4 .8 8ezz ??? （ 711） （ 3) 齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù) （根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì) ??3 表 105） 小齒輪齒形系數(shù) 1 ? ，大齒輪齒形系數(shù) 2 ? 小齒輪應(yīng)力校正系數(shù) 1 ? ，大齒輪應(yīng)力校正系數(shù) 2 ? 。 （ 2) 當(dāng)量齒數(shù) ① 小、大齒輪的分錐角 12,??。 （ 3） 直齒圓柱齒輪傳動的幾何尺寸及參數(shù)保持不變 。 （ 78） 與初估 1v = /ms相符， vK 值無需修正。 R = ， 齒寬 18. 03 09( )db R m m?? ? ? ?；取小齒輪寬度 1 mm? ，大齒輪寬度為 2 5b mm? 。 （ 8） 中心距 a ，小、大齒輪的分度圓直徑 12,dd，齒寬 12,bb和模數(shù) m 2131 24 ()(1 0 . 5 ) [ ]EHd d HK T Z Zd u? ? ?? ? )( 22 ??????? ????? ??? 取 20mm 取 m=1mm。 (76) 大齒輪許用接觸疲勞應(yīng)力： ? ?2H? = ? ?min2lim2HHHNSK ? = =575(N/mm2 )。 ⑥ 大、小齒輪接觸壽命系數(shù) k 1HN =k 2HN =1 。 (75) 1n ＝ 200r/min； J=1； Lh =30000h； max1 1TT? ； 1eN ＝ 810 。 （ 根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì) ??3 圖 1021） 27 ③ 最小許用接觸安全系數(shù) 設(shè)失效概率 ? 1/100； ? ? ? ?m in m in 1 .0 0HFSS??。 標(biāo)準(zhǔn)直齒 （ 7） 許用接觸疲勞應(yīng)力 ? ?H? ＝ ? ?minlimHHNHS K? (74) ① 小齒輪接觸疲勞極限應(yīng)力 lim1H? ＝ 720 2/Nmm 。 （ 5） 材料彈性系數(shù) ? 。 ⑤ 載荷系數(shù) K＝ 。 (73) e） 縱向重合度 ?? ＝ 0。 ④ 載荷分布系數(shù) K? a） 大齒輪齒數(shù) 21z iz? ＝ 20＝ 30； 取 2z ＝ 30。 vK ＝ 1。 （ 根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì) ??3 表 102） ② 動載荷系數(shù) VK 。 （ 3） 載荷系數(shù) 。 接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)推薦，按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 2231 24 ()(1 0 . 5 ) [ ]EHd d HK T Z Zd u? ? ?? ? (71) 26 （ 1） 齒數(shù)比 u=i=。 圖 71 行走系傳動系統(tǒng)的三維圖 Ⅰ級圓 錐 齒輪傳動系齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 壽命要求和初步數(shù)據(jù) Ⅰ級直齒錐齒輪傳動的傳動扭矩 1 300T N mm??，高速軸轉(zhuǎn)速 1 400n rpm? ，傳動比 ? ，使用壽命為 30000 小時(shí)，工作時(shí)有輕度振動。校驗(yàn)符合實(shí)際情況。 （ 67） 同步帶輪型號選擇和參數(shù) 選擇同步帶中的階梯齒形的模數(shù)制同步帶產(chǎn)品。 （ 66） 根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì) ??3 表 12178可得許用壓強(qiáng) 22 N mm ?? 。 剪切應(yīng)力驗(yàn)算 ? d smPmb z v? ?= 11 ???? =(N/mm2 ) （ 65） 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì) ??3 表 121 可得許用剪切應(yīng)力 20 .5 0 .8p N mm? ?? 可得 p??? 符合剪切應(yīng)力的要求 。 （ 63） 帶寬 sb bs? ?? vFFk pcaz ?1 ?103? （根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì) ??3 表 122） （ 64） 式中 aF 為單位帶寬的許用應(yīng)力， 根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì) ??3 表 121 模數(shù) 2m? 時(shí)，單位帶寬許用拉力 16aF N mm?? 。 驗(yàn)算帶速 v v1 = 100060 11?nd? = Vmax （ 61） 求 V 帶基準(zhǔn)長度和中心距 初步選取中心距 1 2 0 1 ( ) 2( )d d a d d? ? ? ?；取 0a ＝ 150mm。 選普通 V 帶型號 因?yàn)?用于履帶傳動 ，所以根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì) 3 表 87得 AK ＝ ； cP ＝ AIKP＝ ； 模數(shù)制同步帶產(chǎn)品： 2 6 5 1 1 5bsm z b? ? ? ? ?節(jié)線長度 mm? 。為了增大履帶的接觸地面的摩擦力，將另一段帶的背面和在帶輪上的 帶的背面用強(qiáng)力膠水粘和。由 機(jī)械設(shè)計(jì)??3 表 12155可查得現(xiàn)有的模數(shù)制同步帶產(chǎn)品，選取 2 6 5 1 1 5bsm z b? ? ? ? ?，節(jié)線長 mm? 。梯形齒中按齒距可分為周節(jié)制，模數(shù)制，特殊節(jié)距制。同時(shí)，由于不是靠摩擦傳遞動力，帶的預(yù)張緊力可以很小，因此作用于軸和軸承上的力也就很小。同步帶傳動是靠帶上的齒和帶輪的齒相互嚙合來傳動的，因此工作時(shí)不會產(chǎn)生滑動，能獲得準(zhǔn)確的傳動比。它噪聲小，不損壞路面，接地壓力均勻?？紤]到在輸油管道中行走，金屬履帶的抗腐蝕性較差，并且對管道的壁面產(chǎn)生一定的損壞，管道機(jī)器人的履帶行走系中的履帶部分采用橡膠履帶。履帶行走系的裝置包括履帶 ,驅(qū)動輪，張緊機(jī)構(gòu)，傳動機(jī)構(gòu)，原動件，張緊緩沖裝置 (本設(shè)計(jì)中將此機(jī)構(gòu)設(shè)置在機(jī)架上 )組成。因此，本次機(jī)械設(shè)計(jì)采用履帶