【正文】 1664Mx?? (0 )x?? BC段： 則13 ( 68 .4 ) 0 22 80 26 97 70NH tM F x F x M x? ? ? ? ? ? ? ( )x?? CD段： 則1 3 2( 6 8 .4 ) ( 1 5 1 .4 ) 0NH t tM F x F x F x? ? ? ? ? ? ? 1118 784227Mx? ? ? ( )x?? 。 6 0 1 2 7 2 8 3 0 0 55 3 9 1 . 4 5 4 3 0 6 0 2 . 8 1 01 0 1 0h rnLC P N C? ? ? ? ?? ? ? ? ? 故 7208AC 符合要求。 其尺寸為 16 10 40 ,b h L m m m m m m? ? ? ? ?齒輪與軸的配合為 76Hr ，滾動軸承與軸的周向定位是過渡配合保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為 6m 。 擬定軸上零件的裝配草圖方案 (見下圖 ) 根據軸向定位的要求，確定軸的各段直徑和長度 （ 1）初選滾動軸承 7008AC,則其尺寸為： 40 68 15 .d D B m m m m m m? ? ? ? ? 故 40 .d mm???? ? 用擋油環(huán)定位軸承，故 21 ,L mm???? ? ????段右邊有一定位軸肩，故 48 .d mm?????? ? 低速級小齒輪與箱體內壁距離為 16mm ,與箱體內壁距離為8mm ，故左邊擋油環(huán)長為 24mm ，則 20 .L mm?????? ? （ 2）低速級小齒輪輪轂為 95mm ，即 95 .IVL mm???? ? 取兩齒面的距離為 8mm ，即 VL mm? ? （ 3 ） 右 邊 也 用 擋 油 環(huán) 定 位 軸 承 和 低 速 級 大 齒 輪 ， 故21 , 26. 5V II V III V I V IIL m m L m m????。 計算軸的最小直徑，查表可取 0 112A? 3 32m i n 025 . 0 71 1 2 3 7 . 4 41 3 5 . 7 5 3Pd A m mn? ? ? ? 軸的最小直徑顯然是安裝軸承處，為使軸承便于安裝，且對于直徑 100d mm?的軸有一個鍵槽時，應增大 5%7%，然后將軸徑圓整。 所以選用：鍵 C 1 0 8 8 0mm mm mm?? GB/T 10962021 1確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 ，各軸肩處圓角半徑為 2。根據計算式及上表的數據，以及軸單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力，取 ?? ，軸的計算應力 ? ? ? ?2222131 6 8 6 6 3 0 . 6 8 7 5 4 2 3 5 . 70 . 1 3 5Bc a aMT MPW ?? ? ? ?? ? ?? 前已選定軸的材料為 45 鋼，調質處理，查表可得 ? ?1 60 aMP?? ? ，因此? ?1ca???? ，故安全。 彎矩圖的計算 水平面： 1 853NHFN?,2 2545NHF ?N,則其各段的彎矩為： BC段： 由彎矩平衡得 M1 0NHFx? 853 ( 0 151 )M x x? ? ? ? CD段： 由彎矩平衡得 1 ( 15 1 ) 0 25 45 51 30 98 ( 15 1 20 1. 5 )NHM F x x M x x? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 853 151 128 803 .HM N m m N m m? ? ? ? 鉛垂面：1221 63 , 18 24 , 16 14 ,NV NV PF N F N F N? ? ?則其各段彎矩為： AB段： 則 0 161 4PM F x M? ? ? ? (0 )x?? BC段： 則1 ( 10 4. 5 ) 0 54 9 22 60 34P NVM F x F x M x? ? ? ? ? ? ? ?( )x?? CD段： 則1 ( 1 0 4 .5 ) ( 2 5 5 .5 ) 0p NV r aM F x F x F x M? ? ? ? ? ? ? 1824 567555Mx? ? ? (25 30 6)x?? 做彎矩圖如下 從軸的結構圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面 C 是軸的危險截面。 將軸系部件受到的空間力系分解到鉛垂面和水平面上兩個平面力系 圖一 圖二 圖三 [注 ]圖二中 aeF 通過另加彎矩而平移到作用軸線上 圖三中 teF 通過另加轉矩而平移到指向軸線 ? ? 12 1 5 1 5 0 1 5 1 02r V a e r edF F F? ? ? ? ? ? ? 2 2163rVFN? 12r V re r VF F F? ? ?1824N 同理 2 853rHFN? 12 339 8 853 254 5r H te r HF F F N? ? ? ? ? 2 2 2 21 1 1 1 8 2 4 2 5 4 5 3 1 3 1r r V r HF F F N? ? ? ? ? 2 2 2 22 2 2 2 1 6 3 8 5 3 2 0 1 4r r V r HF F F N? ? ? ? ? 6 、求兩軸承的計算軸向力 1aF 和 2aF 對于 70000AC 型軸承，軸承的派生軸向力 ?? 8 8 313 1 212 8drF F N? ? ? ? ? 8 8 201 4 136 2drF F N? ? ? ? ? 21846 136 221 d dF F N F? ? ? ? ? 故2112 2 1 5 .2 , 1 3 6 9 .5 2a a dF N F F N? ? ? 求軸承的當量動載荷 1P 和 2P 對于軸承 1 112 2 1 5 .2 0 .7 0 0 .6 83131arFF ? ? ? 對于軸承 2 221 3 6 9 .5 2 0 .6 82021arFF ?? 查表可得徑向載荷系數和軸向載荷系數分別為： 對于軸承 1 1 ? ， 1 ? 對于軸承 2 2 1X? ， 2 0Y? ? ? ? ?1 1 1 1 1 1 0 .4 1 3 1 3 1 0 .8 7 2 2 1 5 .2 3 2 1 0 .9 3 4P r aP f X F Y F N? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2 2 2 2 2 1 1 2 0 1 4 0 2 0 1 4P r aP f X F Y F N? ? ? ? ? ? 求該軸承應具有的額定載荷值 因為 12PP? 則有 3 311 666 0 39。 （ 3） ?????? 段右邊有一定位軸肩，故取 42d mm?????? ? ，根據裝配關系可定100L mm?????? ? ， 為 了 使 齒 輪 軸 上 的 齒 面 便 于 加 工 ， 取5 , 4 4L L m m d m m?? ? ? ? ? ?? ? ? ??? ?? ? ? ???? ? ?。故取 25d mm?Ⅰ Ⅱ　 。 選取材料 可選軸的材料為 45 鋼，調質處理。 五 軸的設計計算 一、高速軸的設計 求作用在齒輪上的力 高速級齒輪的分度圓直徑為 d 1 mm? 112 2 8 7 5 4 2 33985 1 .7 6 1te TFNd ?? ? ? ta n ta n 2 0 3 3 9 8 1 2 7 5c o s c o s 1 4 2 1 39。 （ 4）計算齒輪寬度 339。 8 5 3 2 6 3 . 2 7 4c o s 39。 c o s 1 4 . 4 0 3nZmd m m? ?? ? ?。 （ 3）計算大、小齒輪的分度圓直徑 33 39。k? 、 39。? 值改變不多，故參數 39。 2 1 7 5nZ Z ma? ? ? ?? ? ?? 。 2 8 8 5 339。 175a mm? 。 2 8 8 5 339。 0 . 0 1 6 2 . 5 7 21 2 3 1 . 6 3 5nm m m? ? ? ? ?? ? ??? 對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數，故取 39。FaSaFYY? 并加以計算 ? ?333 2 . 6 1 6 1 . 5 9 1 0 . 0 1 33 2 1 . 4 2 9F a S aFYY? ??? ? ?444 2 . 2 2 7 1 . 7 6 3 0 . 0 1 62 5 2 . 4 2 9F a S aFYY? ??? 大齒輪的數值較大。 ⑦查圖可取彎曲疲勞壽命系數 3 ? ， 4 ? 。 ⑤查表可取應力校正系數 3 ? ， 4 ? 。 ? ? 。 1 1. 04 1. 1 1. 36 1. 55 6A V F Fk k k k k??? ? ? ? ? ? ②根據縱向重合度 39。 39。 Fa San Fdk T Y YYmZ? ????? ? （ 1）確定公式內的各計算數值 ①計算載荷系數 39。39。 39。nm 33c o s 8 3 . 8 0 4 c o s 1 439。 1 4 24 75A V H Hk k k k k??? ? ? ? ? ? ⑥按實際的載荷系數校正所算得的分度圓直徑，按計算式得 3333 39。 39。 ???? 故載荷系數 39。 Fk ? ?， 39。 ? ， 39。 0. 31 8 ta n 0. 31 8 1 23 ta n 14 1. 82 4d Z???? ? ? ? ? ? ? ⑤計算載荷系數 k 查表可得使用系數 1Ak ? ，根據 39。 7 .2 9bh ?? ④計算總相重合度 39。 2 .2 5 3 .2 4 0 7 .2 9nth m m m? ? ? ? 39。 3 . 2 4 023tnt dm m mZ ? ?? ? ? 39。ntm 339。 0 .5 4 66 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0tdnv m s? ? ??? ? ??? ③計算齒寬 39。 ⑧計算 接觸疲勞許用應力 取失效概率為 1%，安全系數 1S? ,于是 得 ? ? 3 l i m 33 1 . 1 2 6 0 0 6 7 2H N HHak MPS?? ? ? ? ? ? ? 4 l i m 44 1 .1 8 5 5 0 6 4 9H N Hk MPS?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?34 6 7 2 6 4 939。 ⑤查圖得按齒面硬度選取小齒輪的接觸疲勞強度極限 lim 3 600HaMP? ? ，大齒輪的接觸疲勞強度極限 lim 4 550HaMP? ? 。 39。139。 （ 2）運輸裝置為一般工作機器，速度不高，故選用 7級精度。 （ 4）計算齒輪寬度 1 1 55. 901 55. 901db d m m? ? ? ? ? 圓整后取 1 55B mm? ， 2 60B mm? 。 （ 3）計算大、小齒輪的分度圓直徑 11 2 7 2 5 5 . 9 0 1c o s c o s 1 4 . 9 8 6nZmd m m? ?? ? ?。 （ 2）按圓整后的中心距修正螺旋角 ? ? ? ?12 2 7 1 1 5 2a r c c o s a r c c o s 1 4 . 9 8 62 2 1 4 7nZ Z ma? ? ? ?? ? ?? 。 ⑧計算彎曲疲勞許用應力 ，取彎曲疲勞安全系數 ? ，按計算式 (1022)計算得 ? ? 111 0 . 8 7 5 0 0 3 1 0 . 7 1 41 . 4F N F EFak MPS?? ?? ? ? ? ? 222 0 . 9 0 3 8 0 2 4 4 . 2 8 61 . 4F N F Ek MPS?? ?? ? ? ⑨計算大、小齒輪的 ? ?Fa SaFYY? 并加以計算 ? ?111 2 .7 2 4 1 .5 6 9 0 .0 1 43 1 0 .7 1 4F a S