【正文】 ? ? ??? ? maKS ??? ? ??? 1 155 9 . 4 31 . 5 6 2 2 0 . 3 9 / 2 0 . 0 5 2 0 . 3 9 / 2 ?? ? ? ??? 22???? SS SSS ca 223 .8 0 9 .4 3 3 .5 13 .8 0 9 .4 3? ?? S= 故可知安全。由表 151 查得 MPaB 640?? MPa2751 ??? MPa1551 ??? ?? 23 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按課本附表 32查取。 判斷危險截面：圓柱齒輪右側(cè)截面 V 受應(yīng)力最大 1）截面 v 右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3 3 30 2700W d m m? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) 3 3 30 54 00tW d m m? ? ? ? 截面 v右側(cè)彎矩 5 4 . 2 2 1 . 21 5 1 . 8 7 9 2 4 6 75 4 . 2M N m m?? ? ? ? 截面 v上的扭矩 T =由《機(jī)械設(shè)計》表 151 查得 60MPa][ 1 ?? 。先計算出截面 D 的 數(shù)值列于下表。對于 30305型圓錐滾子軸承，由手冊中查得 a=13mm。 《設(shè)計手冊》表 6－７，?。盎居蜗督M、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承 30206 21 mmd 35??ⅢⅡ mmL 32??ⅢⅡ （要考慮大錐齒輪的輪轂） mmd 40??ⅣⅢ mmL 20??ⅣⅢ mmd 35??ⅤⅣ mmL 66??ⅤⅣ （要考慮小斜齒輪的輪轂） 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。根據(jù) 《機(jī)械設(shè)計》 表 153，取 112A0 ? ，于是得 mmnpAd 330m in ???? 最小直徑處為兩端，因為與軸承相連，所以取 mind =30mm ４、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （１）擬定軸上零件的裝配方案 具體結(jié)構(gòu)見圖。39。 m 截面上的彎曲應(yīng)力 5 2 5 9 4 . 7 1 9 . 4 82700b M M P aW? ? ? ? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 38600 7 .1 55400T TT M P aW? ? ? ? 由課本附表 38用插值法求得 (其中為 H7/r6) ?k / ?? =，則 ?k /?? =? = 軸按磨削加工，有附圖 34 查得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? = ?? = 故得綜合系數(shù)為 ??K ?k / ?? +1/ ?? 1? =+1/ 1? = ??K ?k /?? +1/ ?? 1? =+1/ 1? = 又取碳鋼的特性系數(shù) , 5?????? 所以軸的截面 VI左 側(cè)的安全系數(shù)為 ??? ? maKS ??? ? ??? 1 275 4 .8 02 .9 4 1 9 , 4 8 0 .1 0 ?? ? ? 20 ??? ? maKS ??? ? ??? 1 155 1 7 . 9 22 .3 7 7 . 1 5 / 2 0 . 0 5 7 . 1 5 / 2 ?? ? ? ??? 22???? SS SSS ca 224 .8 0 1 7 .9 2 4 .6 34 .8 0 1 7 .9 2? ?? S= 故可知其安全。軸按磨削加工，由課本附圖 34 得表面質(zhì)量系數(shù) ?? mind =30mm 19 為 ?? = ?? = 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 1?q?，則綜合 系數(shù)為 ??K ?k / ?? +1/ ?? 1? =+1/ 1? = ??K ?k /?? +1/ ?? 1? =+1/ 1? = 計算安全系數(shù) caS 值 ??? ? maKS ??? ? ??? 1 275 3 .8 62 .1 1 8 3 3 .6 6 1 0 .1 0 ?? ? ? ??? ? maKS ??? ? ??? 1155 1 5 . 5 31 . 5 6 6 1 2 . 3 5 2 / 2 0 . 0 5 1 2 . 3 5 2 / 2 ?? ? ? ??? 22???? SS SSS ca 223 .8 6 1 5 .5 3 3 .7 4 63 .8 6 1 5 .5 3? ?? S= 故可知安全。由表 151 查得 MPaB 640?? MPa2751 ??? MPa1551 ??? 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按課本附表 32查取。 判斷危險截面：軸承右邊截面 VI 右側(cè)受應(yīng)力最大 1）截面 VI 右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3 3 25 1562. 5W d m m? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) 3 3 25 31 25tW d m m? ? ? ? 截面 VI右側(cè)彎矩 4 9 .3 1 3 .87 3 0 4 0 5 2 5 9 4 .74 9 .3M N m m?? ? ? ? 截面 VI上的扭矩 T =由《機(jī)械設(shè)計》表 151查得MPa06][ 1 ?? 。對于 30206型圓錐滾子軸承，由手冊中查 得a=。 取 mmL 16??ⅣⅢ 同理， mmd 30??ⅥⅤ mmL 16??ⅥⅤ 取 mmd 35??ⅤⅣ mmL 65??ⅤⅣ mmd 25??ⅦⅥ mmL 55??ⅦⅥ （定此長度時要考慮到小錐齒輪輪轂） 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。 （２）根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度 選取原則： 定位軸肩的高度 h=(~)d ,非定位軸肩高度一般取 1~2mm １） mmd 22??ⅡⅠ mmL 40??ⅡⅠ 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，Ⅰ －Ⅱ軸段右端需制出一軸肩 mmd 25??ⅢⅡ mmL 25??ⅢⅡ Ⅲ ~Ⅳ處與 滾動軸承 配合，考慮到滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，內(nèi)徑為 5的倍數(shù)，故 mmd 20min ? LX2 聯(lián)軸器 mmd 22??ⅡⅠ mmL 40??ⅡⅠ mmd 25??ⅢⅡ 16 取 mmd 30??ⅣⅢ ▲ 所以同時選取相應(yīng)的軸承， 因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。半聯(lián)軸器的孔徑 mmd 22?Ⅰ ，故取 mmd 22??ⅡⅠ ，半聯(lián)軸器長度 mmL 38? ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 mmL 521 ? （其余尺寸按表中取值）。 法面模數(shù) mn mn=2mm 法面壓力角 n? 20176。 3）計算大、小齒輪分度圓直徑 mmzmd n o s/230c o s/11 ????? ? mmzmd n o s/2120c o s/22 ????? ? 4）計算齒輪寬度 mmdb d 626211 ???? ? 圓整后，取 mmBmmB 68,62 12 ?? 計算所得結(jié)果匯總?cè)缦卤韨溆?。但為同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 mmd ? 來計算應(yīng)有的齒數(shù) 于是由 14c os11 ????? nmdz ? ，取 301?z ， ?nm 13 則 120212 ?? ziz 計算幾何尺寸 1）計算中心距 mmmzza n os2 2)12030(c os2 )( 21 ??? ????? ? 將中心距圓整為 155mm。由《機(jī)械設(shè)計》表 101選取，小齒輪的材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS，大齒輪的材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS，二者硬度差為 40HBS； 5）選小齒輪的齒數(shù)為 241?z 則大齒輪的齒數(shù)為 96122 ??? ziz 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計按《機(jī)械設(shè)計》式（ 1021）試算 2231 ][12 ????????????HEHdtt ZZuuTKd ???? 1）確定公式內(nèi)各計算數(shù)值 （ 1）試選載 荷系數(shù) ?tK （ 2）已知小斜齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mmNT ?? （ 3）由《機(jī)械設(shè)計》表 107選取齒款系數(shù) ?d? 10 （ 4）查《機(jī)械設(shè)計》圖 1026得端面重合度為 , 21 ?? ?? ?? 所以， 5 6 ??? ??? ??? （ 5）齒數(shù)比 4122 ??? zziu （ 6）由《機(jī)械設(shè)計》 P:201表 106查得 材料彈性影響系數(shù) 9 M PaZ E ? （ 7）由《機(jī)械 設(shè)計》圖 1030得區(qū)域系數(shù) ?HZ （ 8）由《機(jī)械設(shè)計》圖 1021d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 MPaH 6001lim ?? ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 M PaH 5502lim ?? （ 9）由《機(jī)械設(shè)計》式（ 1013）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 89212911)1530016(3206060 ????? ???????? iNN jLnN h （ 10）由圖 1019查得 , 21 ?? HNHN KK （ 11）計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S＝ 1，由《機(jī)械設(shè)計》式（ 1012） 有： MP aMP aSK HHNH 5581 ][ 1lim11 ????? ?? MP aMP aSK HHNH ][ 2lim22 ???? ??? MP aHHH ][][][ 21 ??? ??? 2）計算 （ 1）計算小齒輪的分度圓直徑 td1 ，由計算公式得 mmd t45 21??????? ??????? （ 2）計算圓周速度 smsmndv t /?? ????? ?? （ 3）計算齒寬 b及模數(shù) m mmmmdb td ????? ? mmzdm tnt 14c os11 ????? ? MPaH ][ ?? mmd t ? 11 mmmh nt ????? ?hb （ 4）計算縱向重合度 ?? 1 ??????? ??? ? zd （ 5）計算載荷系數(shù) K 由《機(jī)械設(shè)計》表 102查得使用系數(shù) ?AK 根據(jù) smv /9 5 ? ， 7級精度，由《機(jī)械設(shè)計》圖 108得 ?vK 由《機(jī)械設(shè)計》表 103查得齒間載荷分配系數(shù) ?? ?? FH KK 由《機(jī)械設(shè)計》表 104查得齒向載荷分配系數(shù) ??HK 由 ?hb ， ??HK ，查《機(jī)械設(shè)計》圖 1013查得齒向載荷分配系數(shù) ??FK ∴ 載荷系數(shù) ?? ?? HHVA K