【正文】 Tf —— 溫度系數(shù)，查手冊(cè)得 Tf =1； ? ?hL —— 軸承的預(yù)期壽命，取 ? ?hL =10000h； ? —— 壽命指數(shù)，對(duì)球軸承 ? =3。10 3=，利用差值法求 e 值。 的選擇與校核 由已知條件，與軸承配合處的軸徑 45d? mm，轉(zhuǎn)速 nmax=6000r/min，軸承所 32 受徑向載荷 Fr=，軸向載荷 Fa=，工作溫度正常，預(yù)期壽命? ?hL =5000h，選得 6409 型軸承。鍵的材料為鋼 。m ，選擇鍵的型號(hào)為（ mm）： 鍵 22179。大齒輪軸兩側(cè)外伸端均采用此種型號(hào)的鍵。100 GB1096 79[圓頭普通平鍵（ A 型）、 b=1 h=1 L=90] 鍵的工作長(zhǎng)度 l =（ 9018） mm=72mm，將參數(shù)代入式（ 32）得 4000 117660 11 72jy? ?? ??MPa= 由于 jy? ＜ [ jy? ]，因此鍵的強(qiáng)度足夠，合格。 （ 1）聯(lián)軸器處鍵的選擇與校核 由軸的外伸端直徑 d=60mm，聯(lián)軸器處的軸段長(zhǎng)為 107mm，轉(zhuǎn)矩 Tmax=1176N178。110 GB1096 79[圓頭普通平鍵（ A 型）、 b=1 h= L=110] 鍵的工作長(zhǎng)度 l =（ 11014） mm=96mm，將參數(shù)代入式（ 32）得 31 4000 29448 9 96jy? ?? ??MPa= 由于 jy? ＜ [ jy? ]，因此鍵的強(qiáng)度足夠，合格。 （ 2）小齒輪連接鍵的選擇與校核 根據(jù)小齒 輪輪轂軸徑 d=48，軸段長(zhǎng)度為 128mm，轉(zhuǎn)矩 Tmax=294N178。m ，選擇鍵的型號(hào)為（ mm）： 鍵 10179。 [ jy? ]—— 為鍵連接中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力。mm ； d —— 軸徑， mm； h —— 鍵的高度， mm； l —— 鍵的工作長(zhǎng)度， mm， A 型鍵 l =Lb， B型鍵 l =L， C 型鍵 l =179。 30 鍵的選擇與校核 由于軸上載荷沿鍵的長(zhǎng)度方向是均勻分布的，所以應(yīng)該按平鍵連接的擠壓強(qiáng)度條件來(lái)校核鍵的強(qiáng)度。 兩軸處的聯(lián)軸器通過(guò)鍵與軸連接。 根據(jù)大齒輪軸軸徑 d= 60mm，承受的轉(zhuǎn)矩 Tmax=1176N178。 L=193mmd 1d 2d 5d 4d 3d 2d 1ΙΙΙΙΙΙ10780 801071234( a ) L=193n TF a 2F t 2F r 2( b ) 28 F t 2F HA F HBM HCF r 2F VA F VBF a 2M V C 1M V C 2( c )( d ) 29 MT( e )( f )圖 32 大齒軸軸設(shè)計(jì) 聯(lián)軸器型號(hào)的選擇 根 據(jù)小齒輪軸軸徑 d=38mm，承受的轉(zhuǎn)矩 Tmax=294N178。但由于軸徑 d3＞ d2，故也應(yīng)對(duì)截面 Ⅱ Ⅱ 進(jìn)行校核。mm= 710740N178。mm= 779353N178。mm （ 6）求當(dāng)量彎矩 因加速機(jī)構(gòu)單向運(yùn)轉(zhuǎn)， 即 可認(rèn)為轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)變化，修正系數(shù) ? 為 。mm （ 5）作轉(zhuǎn)矩圖（圖 ） 2 294000 4T ??N178。mm Ⅱ Ⅱ 截面為： 2 2 2 22 3 9 5 4 . 0 4 8 1 7 9 8 . 4 7VHM M M?? ?? ??? ? ? ?N178。mm 2 2 2 26 7 0 0 1 . 8 6 2 2 8 7 9 8 . 6HVM M M ???? ? ? ?右 右 N178。mm （ 4）作合成彎矩圖（圖 ） 22HVM M M?? Ⅰ Ⅰ 截面為： M?左 22HVMM????左 222 3 9 1 0 3 .8 4 2 2 8 7 9 8 .6??N178。 ? ? ? ?N178。mm= 178。mm Ⅰ Ⅰ 截面右側(cè)彎矩為： M VⅠ 右 193 2 4 7 7 .7 622VA lF? ? ?N178。mm （ 3）作垂直面內(nèi)的彎矩圖（圖 ），支點(diǎn)反力為： 222 178。mm=178。 支點(diǎn)反力為： 2 4 7 4 1 .9 422tH A H B FFF? ? ?N = Ⅰ Ⅰ 截面處的彎矩為： M HⅠ =179。 （ 1）畫(huà)出軸的受力圖（圖 32b）。 （ 4）確定各軸段的長(zhǎng)度 齒輪輪寬為 124mm， 為保證齒輪固定可靠，軸段 ③ 的長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度，取為 122mm；查有關(guān)軸承的手冊(cè)， 6215 型深溝球軸承的寬度 B=25mm，則軸承支點(diǎn)間的距離 ? ?197 29 25l ? ? ?????mm=193mm；根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)及聯(lián)軸器距軸承蓋要有一定距離 要求，取 l? =80mm；查閱有關(guān)的聯(lián)軸器手冊(cè)取 l?? =107mm；在軸段 ① 、 ③ 上分別加工出鍵槽，使三個(gè)鍵槽處于軸的同一圓柱線線上。軸承的外圈位置由軸承蓋頂住，這樣軸組件的軸向位置即可完全固定。齒輪的周向固定采用平鍵連接，同時(shí)為了保證齒輪與軸有良好的對(duì)中性，故采用 H7/r6 的配合。 （ 1）擬定軸上零件的裝配方案 ， 如圖 32a 所示 。 （最小直徑） d≥ 3PCn =（ 107～ 118） 23 10T? =（ 107～ 118） 36294000 10??mm =～ 考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，會(huì)有鍵槽存在 ，故需將估算直徑加大 3%～ 5%，取為 ～ 。 Ⅰ Ⅰ 截面： 33186810 .1 4 8ee MW? ?? ?? ?MPa= Ⅱ Ⅱ 截面： 31981540 .1 4 5ee MW? ???? ?? ?MPa= 查 手冊(cè)， 得 ? ?1 60b?? ? MPa，滿足 e? ≤ ? ?1b?? 條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度。 mm （ 7）確定危險(xiǎn)截面及校核強(qiáng)度 由前面圖可以看出，截面 Ⅰ Ⅰ ， Ⅱ Ⅱ 所受轉(zhuǎn)矩相同，但彎矩 eeMM? ?? ，且軸上還有鍵槽，故截面 Ⅰ Ⅰ 可能為危險(xiǎn)截面。 mm Ⅱ Ⅱ 截面： 21 ? ? ? ?2222 902 66 294 000eM M T??? ??? ? ? ? ?N178。 Ⅰ Ⅰ 截面： ? ? ? ?2222 265 406 294 000eM M T?? ?? ? ? ? ?右 N178。 mm （ 5）作轉(zhuǎn)矩圖（圖 31f） 1 294000T ? N178。 mm Ⅱ Ⅱ 截面為： 2 2 2 24 2 8 8 6 . 0 3 7 9 4 2 7 . 5 0VHM M M?? ?? ??? ? ? ?N178。mm 2 2 2 21 2 6 0 9 7 . 7 3 2 3 3 5 3 7 . 5 9HVM M M ???? ? ? ?右 右 N178。 mm （ 4）作合成彎矩圖（圖 ） 22HVM M M?? （ 31） Ⅰ Ⅰ 截面為： M?左 22HVMM????左 224 9 5 7 1 .1 1 2 3 3 5 3 7 .5 9??N178。33 .5N178。 mm Ⅱ Ⅱ 截面處的彎矩為： M VⅡ 29 1 2 8 0 .1 822VB lF? ? ?N178。 mm =178。 1 7 8 3 . 4 4 1 2 3 4 . 3 0 1 2 42 2 2 2 1 9 7arVA FdFF l ???? ? ? ??????N= 1VB r VAF F F??=()N= N Ⅰ Ⅰ 截面左側(cè)彎矩為： 20 M VⅠ 左 197 mm= N178。 mm Ⅱ Ⅱ 截面處的彎矩為： M HⅡ = 179。 1972 N178。ta n 4 7 4 1 .9 4 ta n 1 4 .5 9atFF ?? ? ? ?N= 小齒輪受力與大齒輪等大反 向 。 （ 2）作水平面內(nèi)的彎矩圖（圖 31c）。 （ 5）按設(shè)計(jì)結(jié)果畫(huà)出軸的結(jié)構(gòu)草 圖，如圖 31a 所示。 （ 3）確定各 軸段的直徑 如 圖 31a 所示，軸段 ① （外伸端）直徑最小， d1=38mm； 考慮到要對(duì)安裝在軸段 ① 上的聯(lián)軸器進(jìn)行定位，軸段 ② 必須滿足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，故取軸段 ②的直徑 d2=45mm（選擇軸承型號(hào)為 6409 GB/T29694）；為了便于拆卸左右軸承，可查出 6904 型深溝球軸承的安裝高度為 5mm，取 d5=55mm；小齒輪孔徑 d3=48mm，軸間高度為 h=5mm，則 d4=58mm。由于軸承對(duì)稱安裝于齒輪的兩側(cè)，則其左軸承用軸肩固定、右軸承由套筒右端面來(lái)定位，軸承的周向固定采用過(guò)盈配合。 （ 1）擬定軸上零件的裝配方案 （如圖 31a 所示） （ 2）確定軸上零件的位置和固定方式 齒輪從軸的右端裝入，如上圖所示，齒輪的左端用軸肩固定，右端用套筒固 定，這樣齒輪在軸上的軸向位置被完全確定。 （最小直徑） 18 d≥ 3PCn=（ 107～ 118） 3 10T? =（ 107～ 118） 3 10?mm =～ 考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，會(huì)有鍵槽存在，故需將估算直徑加大 3%～ 5%，取為 ～ 。12 ，兩箱共 16 個(gè)。 視孔蓋螺栓：對(duì)于單級(jí)變速機(jī)構(gòu)，當(dāng)中心距 a ≤350mm 時(shí)，視孔蓋螺栓直徑d 取 6mm，孔數(shù)為 8，蓋厚 4mm。 軸承端蓋螺釘直徑： GB578386 M10179。 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑：螺栓 GB578386 M20179。 蓋與座連接螺栓：螺栓 GB578386 M12179。 地腳螺栓為：螺栓 GB578286 M24179。 齒輪端面與內(nèi)箱壁距離 2? ： 2? =14mm。 外箱壁至軸承座端面距離 1l ： 1l = 1C + 2C +（ 5～ 10），取 1l =70mm。 軸承旁凸臺(tái)半徑 1R ： 1R = 2C 。 17 fd ， 1d ， 2d 至箱壁距離 1C ： 34mm， 26mm， 18mm。24mm= ，取 3d =10mm。 聯(lián)接螺栓 2d 的間距 l ： l =150mm。 蓋與座聯(lián)接螺栓直徑 2d ： 2d = fd =179。 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 1d ： 1d = fd =179。310 +12=，取 fd =24mm。 箱座底凸緣厚度 2b ： 2b =? =25mm。 箱蓋凸緣厚 1b ： 1b =? =15mm。 箱蓋壁厚 1? ： +1=179。 箱體壁厚 ? ： +1=179。 16 1anhm? =5mm， 1 ? = 1 1 12aad d h?? =? ?124 2 5?? mm=134mm ? ?1 1 12 1 2 4 2 6 .2 5ffd d h? ? ? ? ?mm= 由于 1ad ＜ 200mm ， 因此采用實(shí)體式結(jié)構(gòu)。 驗(yàn)算齒輪的圓周速度 由齒輪的圓周速度公式 v = 1160 1000dn?? 求得齒輪的圓周速度最大值為 ，查有關(guān)齒輪設(shè)計(jì)手冊(cè)，先擇齒輪精度為 6級(jí)，與預(yù)選值相符。NFFY S? = ? MPa= ? ?2F? = 2 lim2 SY 查有關(guān)齒輪手冊(cè)，得 1SY? ， 2SY? （差值法） 。 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 如 F? ≤ ? ?F? ，則校核合格。 a = ? ?122cosnm z z?? = ? ?5 24 962cos15??? mm= 圓整后取中心距為： a =310mm 圓整中心距后確定的螺旋角 ? 為： ? = ? ?12arccos 2nm z za?= ? ?5 2 4 9 6ar cc o s 2 3 1 0??? =? =143524? ?? 14 主要尺寸計(jì)算 1d = 1cosnmz? = 5 ? ? mm= 2d = 2 5 96cos cos 14 .59nmz? ?? ?mm= 1b = 1d? =1179。 a 和螺旋角 ? a = ? ?122cosnm z z?? = ? ?4 24 962cos15??? mm= 考慮到實(shí)際情況，結(jié)合變速器的外形盡寸發(fā)現(xiàn)中心距 a 太小，整個(gè)機(jī)構(gòu)地運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中會(huì)發(fā)生 干涉，需加大中心距。 EdHKT u Zu????? ???? = 23 294 000 5 189 .81 4 476? ? ?????? ??mm = nm = 11NHHZ S? = 5601? MPa=476MPa ? ?2H? = 2 lim210 9/4=179。40)=179。(10179。6000179。 ZE 查有關(guān)齒輪手冊(cè)，得 ZE=。 。 Z1，螺旋角 β 和齒寬系數(shù) ψ d 小齒輪 Z1取