【正文】 承和輪轂材料都為鋼查表可得 ? ? 120 ~ 150PaMP? ? 30 取其平均植， ? ? 135PaMP? ? 鍵的工作長(zhǎng)度 40 16 24l L b mm? ? ? ? ? 鍵和輪轂鍵槽的接觸高度 0. 5 0. 5 10 5k h mm? ? ? ? 則 ? ?52 2 3 . 5 6 6 9 5 1 0 1104 2 5 5 2P a PT MPk ld????? ? ? ???，故合適。現(xiàn)將計(jì)算出的截面 C 處的 HM 、 VM 及 M 的值列于下表 表 4 載荷 水平面 H 垂直面 V 支持力F 1 1118rHFN? 2 1664rHFN? 1 1128rVFN? 2 1629rVFN? 彎矩 M HM N m m?? 1 N m m?? 2 N m m?? 總彎矩 2 2 2 211 2 7 0 9 2 8 .8 6 0 1 6 3 4 1 9 .5 9 8 3 1 6 3 9 9 .1 3 4HVM M M N m m? ? ? ? ? ? 2 2 2 222 2 7 0 9 2 8 .8 6 0 8 6 8 7 3 .0 8 0 2 8 4 5 1 6 .0 4 4HVM M M N m m? ? ? ? ? ? 扭矩 T 52 2. 77 32 7 10T N m m? ? ? 1按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面 (即危險(xiǎn)截面 C )的強(qiáng)度。 AB段： 則1 ,NHM F x??即 1664Mx?? (0 )x?? BC段： 26 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(dòng)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(jù)軸向定位的要求，確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 （ 1）初選滾動(dòng)軸承 7008AC,則其尺寸為： 40 68 15 .d D B m m m m m m? ? ? ? ? 23 故 40 .d mm???? ? 用擋油環(huán)定位軸承，故 21 ,L m m???? ? ????段右邊有一定位軸肩，故 48 .d mm?????? ? 低速級(jí)小齒輪與箱體內(nèi)壁距離為 16mm ,與箱體內(nèi)壁距離為 8mm ，故左邊擋油環(huán)長(zhǎng)為 24mm ，則 20 .L mm?????? ? （ 2）低速級(jí)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(jí) 大 齒 輪 ， 故21 , 26. 5V I I V I I I V I V I IL m m L m m????。 計(jì)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(duì)于直徑 100d mm?的軸有一個(gè)鍵槽時(shí)， 應(yīng)增大 5%7%，然后將軸徑圓整。 所以選用：鍵 C 10 8 80m m m m m m?? 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(jù)計(jì)算式及上表的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 ?? ，軸的計(jì)算應(yīng)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(diào)質(zhì)處理，查表可得 ? ?1 60 aMP?? ? ，因此? ?1ca???? ，故安全。 彎矩圖的計(jì)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?? 19 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? ? ? ( 306)x?? 做彎矩圖如下 20 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面 C 是軸的危險(xiǎn)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(gè)平面力系 圖一 16 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(zhuǎn)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 17 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(jì)算軸向力 1aF 和 2aF 對(duì)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(dāng)量動(dòng)載荷 1P 和 2P 對(duì)于軸承 1 112 2 1 5 .2 0 .7 0 0 .6 83131arFF ? ? ? 對(duì)于軸承 2 221 3 6 9 .5 2 0 .6 82021arFF ?? 查表可得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)分別為： 對(duì)于軸承 1 1 ? ， 1 ? 對(duì)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(yīng)具有的額定載荷值 因?yàn)?12PP? 則有 3 311 666 0 39。 （ 3） ?????? 段右邊有一定位軸肩，故取 42d mm?????? ? ，根據(jù)裝配關(guān)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(diào)質(zhì)處理。 五 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、高速軸的設(shè)計(jì) 求作用在齒輪上的力 高速級(jí)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(jì)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(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 33 39。k? 、 39。? 值改變不多，故參數(shù) 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(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，故取 39。Fa SaFYY? 并加以計(jì)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(shù)值較大。 13 ⑦查圖可取彎曲疲勞壽命系數(shù) 3 ? ， 4 ? 。 ⑤查表可取應(yīng)力校正系數(shù) 3 ? ， 4 ? 。 ? ? 。 1 1. 04 1. 1 1. 36 1. 55 6A V F Fk k k k k??? ? ? ? ? ? ②根據(jù)縱向重合度 39。 39。 Fa San Fdk T Y YYmZ? ????? ? （ 1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ①計(jì)算載荷系數(shù) 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(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，按計(jì)算式得 3333 39。 39。 ???? 故載荷系數(shù) 39。 ? ? ， 39。 ? ， 39。 0. 31 8 ta n 0. 31 8 1 23 ta n 14 1. 82 4d Z???? ? ? ? ? ? ? ⑤計(jì)算載荷系數(shù) k 查表可得使用系數(shù) 1Ak ? ，根據(jù) 39。 7 .2 9bh ?? ④計(jì)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(jì)算齒寬 39。 ⑧計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) 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(qiáng)度極限 lim 3 600HaMP? ? ，大齒 11 輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim 4 550HaMP? ? 。 39。139。 （ 2）運(yùn)輸裝置為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7級(jí)精度。 （ 4）計(jì) 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(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 10 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(jì)算