【正文】 N?mm 合成彎矩圖 MMAX = √??????2 +??????2 = 358100N ?mm 如圖 3 計算扭 矩 T=??1 = ?? ?m T=?m 計算當(dāng)量彎矩 【 1】 轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)考慮，取 α = [σ?1b][σ0b] ?\ = 650MPa， [?0\] = 95MPa， [?。2 = FQ = 機(jī)械設(shè)計綜合課程設(shè)計 10071108 王 世豪 18 軸的設(shè)計和校核計算 （ 1） 1 號 齒輪軸的校核 計算項目 設(shè)計計算依據(jù)和過程 計算結(jié)果 材料的選擇 與設(shè)計 考慮到相互摩擦作用，材料選擇與齒輪相同，為45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理， ?\ = 650MPa 材料系數(shù)【 1】 C=114 估算軸徑 d ≥ C√Pn3= 114√3= dmin = 25mm 所受轉(zhuǎn)矩 T1 = ?m 齒輪圓周力 Ft1 = Ft2 = 2021T1dm1= 2021 = 1047N Ft1 = 1047N ????1 = ???? 齒輪徑向力 Fr1 = Fttanαcosδ1 = Fr1 = 齒輪軸向力 F[1 = Fttanαsinδ1 = F[1 = 受力圖 如 后圖 豎直 面反力 FBH = 210。 滿足大于 120176。 120176。^d22 176。? 2θ = 180176。178)24350 = 取 L^ = 1120mm （ 3）求實際中心距 a a ≈ a0 + Ld。5′4′′ d1 = d2 = b= 40mm a=125mm 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗算 （ 1） 齒根彎曲應(yīng)力 【 1】 ?F = KAKVKFβKFα Ft\mnYβYεYFαYSα ≤ ?FP KA = ， KV = ， KFα = KHα = ，KA= KV = KFα = 機(jī)械設(shè)計綜合課程設(shè)計 10071108 王 世豪 16 YFα1 = ， YFα2 = YSα1 = ， YSα2 = Yε = +≈ εβ = ， Yβ = ， KFβ = Ft = 2295N 代入上述數(shù)據(jù)，齒根彎曲應(yīng)力： ?F = KAKVKFβKFα Ft\mnYβYεYFαYSα = （ 2）計算彎曲許用應(yīng)力 ?FP【 1】 ?FP = σFlimYSTYNTYVrelTYRrelTYXSFlim 其中， ?Flim = 265MPa， SFlim = YVr_lT = YRr_lT = 1， YX = 1 YNT1 = YNT2 = 1， YST1 = YST2 = 2 ?FP=26521 =(MPa) （ 3）檢驗 ?F ≤ ?FP，合適 YFα1 = YFα2 = YSα1 = YSα2 = Yε ≈ Yβ = KFβ = ?F= ?FP=(MPa) 靜強(qiáng)度校核 因傳動無嚴(yán)重過載 ， 故不作靜強(qiáng)度校核 V 帶的設(shè)計和校核計算 計算項目 設(shè)計計算依據(jù)和過程 計算結(jié)果 確定計算功率 P] = KAP 【 1】 取 KA = P=， P]= P]= KA = 選擇帶型 選取 V帶，型號 A，1 80 ~ 100dd ? A 型，小帶輪直徑80100mm【 1】 確定帶輪直徑和帶小帶輪 n1 = 3000r/min， i=2，取 d^1 = 90mm 大帶輪直徑 d^2 = n1n2d^1(1? ?) = d^1 = 90mm d^2 = 機(jī)械設(shè)計綜合課程設(shè)計 10071108 王 世豪 17 速 ? = ，取 d^2 = 178mm 小輪帶速 v= π^d1n1601000 = 滿足 5m/s ??/?? ≤ 25??/?? v= 計算帶傳動中心距a 和帶的基準(zhǔn)長度L^ （ 1） (d^1 +d^2)≤ a0 ≤ 2(d^1 +d^2)【 1】 ≤ a0 ≤536mm 取 a0 = 350mm （ 2）計算帶的初步基準(zhǔn)長度 L^‘ L^‘ =2a0+π2(d^1 +d^2)+ (^d1。1301700 = ZX1 = ZX2 = 1 ?HP2 = 580 1 11 =(MPa) ?HP1 （ 3） 驗算 ?HP = ?HP2 = 為合適 ， 齒輪尺寸無須調(diào)整 確定主要傳動尺寸 端面模數(shù) mt = mn/cosβ= 齒輪直徑 d1 = ( mn]osβ)Z1 = d2 = ( mn]osβ)Z2 = a=（ z1:z2)mn2]osβ ， ∴ β = 20176。 縱向重合度為 εβ = bsinβπmn= 40sin20176。19′55′′ 由于無變位，端面嚙合角 αt′ = αt = 21176。125+2)= 29176。5′4′′)= 21176。其中： 端面重合度為 εα = 12π[z1(tanα[t1 ?tanαt′)+z2(tanα[t2?tanαt′)] 計算可得 αt = arctan(tanαncosβ )= arctan( tan20176。1u ≤ ?Hp【 1】 （ 1） 計算齒面接觸應(yīng)力 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 【 1】 ZH = ， ZH = ZE = √ Nmm2 αt = 21176。 7 級精度合理 z1 = 29 z2 = 29 mn = 4 β = 20176。 接觸疲勞極限 【 1】 ： ?Hlim1 = 710MPa， ?Hlim2 = 580MPa ?HP1 ≈ ?Hlim1 = 639MPa ?HP2 ≈ ?Hlim2 = 522MPa 代入數(shù)據(jù)得 d ≥ 756√5222 ? 1:113 = (mm) 初取 d1 = 125mm ψ^ = 1/3 ?Hlim1 = 710MPa ?Hlim2 = 580MPa ?HP1 = 710MPa ?HP2 = 522MPa d1 = 125mm 確定基本參數(shù) 圓周速度 v= π^1n1601000 = π125424601000 = ∴7 級精度合理 初取齒數(shù) z1 = 29， z2 = 29， i=1 確定模數(shù) mt = ^1z1= 12529 = ， 查表 【 1】 ，取 mn = 4 確定螺旋角 β = arccos = 20176。1u3 其中， A^取 756【 1】 P265， β = 20176。 左旋。在整體為閉式軟齒面?zhèn)鲃?，載荷平穩(wěn)，齒輪速度不高，同側(cè)齒面精度選 7 級精度。3’20’’ 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 ◆ 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)：與接觸強(qiáng)度系數(shù)相同 K= ◆ 計算當(dāng)量齒數(shù) 【 4】 Zv1 = z1]osδ1= K= Zv1 = Zv2 = [?FN1] = 289MPa 機(jī)械設(shè)計綜合課程設(shè)計 10071108 王 世豪 12 Zv2 = z2]osδ2= YFα1 = ， YFα2 = YSα1 = ， YSα2 = ◆ 確定許用應(yīng)力 KFN1 = ， KFN2 = ， SF = 則 ?FN1 = 440MPa， ?FN2 = 425MPa【 4】 按脈動循環(huán)變應(yīng)力確定許用彎曲應(yīng)力，即 [?FN1] = KFMσFMSF= = 289MPa [?FN2] = ◆ 校核彎曲強(qiáng)度 【 4】 ?F1 = 2KT1YFα1YSα1\m2(1。3’20’’. d1 = 95mm d2 = R= b=55mm δ1 = 15176。 確定主要傳動尺寸 確定模數(shù) m=95/17= 取 m= 小齒輪直徑 d1 = mtz1 = 95mm d2 = mtz2 = 錐距 R=d1√u2:14 = 齒寬 b=?RR = 1/3 = 圓整，取 b=55mm R=d/(2sinδ)， δ1 = 15176。)2u3 = √ 445001/3(1。 P1 = ， i= 壽命 10 年 ， 300天 /年， 工作時間占 % 計算項目 設(shè)計計算依據(jù)和過程 計算結(jié)果 初步計算小齒輪直徑 因為采用閉式軟齒面?zhèn)鲃?,按齒面接觸強(qiáng)度初步估算小齒輪分度圓直徑 ◆ 初選小齒輪齒數(shù) 取 z1 = 17， z2 = 17 = ， z2 = 59 i′ = z2z1= 5917 = 傳動比相對誤差： ?= i′。 為了計算的方便，我們計算時，將其電機(jī)的轉(zhuǎn)速按照 ???? =3000r/min 傳動系統(tǒng)的運(yùn)動和動力參數(shù) 計算總傳動比 i = 3000424 = （ 1）分配減速器的各級傳動比 帶傳動 i01 = 2 圓錐齒輪 i12 = 圓柱斜齒輪 i23 = 1 （ 2）計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 0 軸（電動機(jī)軸）： P0 = P^ = T0 = 9550P0n0= 9550 ?m = ? m n1 = nm = 3000r/min 1 軸（錐齒輪主動軸）： 機(jī)械設(shè)計綜合課程設(shè)計 10071108 王 世豪 8 P1 輸入 = P^η1 = T1 輸入 = 9550P1 輸入n1= 9550 ?m = ? m P1 輸出 = P^η1η22 = T1 輸出 = 9550P1 輸出n1 = 9550 1500N? m = ?m n1 = nmi01= 30002 r/min = 1500r/min 2 軸（錐齒輪從動軸）： P2 輸入 = P1 輸出 η31 = ???? T2 輸入 = 9550 P2n2= 9550 N?m = ? m P2 輸出 = P1 輸出 η31η22 = ???? T2 輸出 = 9550 P2n2= 9550 N?m = ? m n2 = 424r/min 3,4,5 軸（鉆頭輸出軸）： P3,4,5 輸入 = P3,4,5 輸出η22η31η4= T3 輸入 = 9550Pin = 9550 N?m = ? m P3,4,5 輸出 = Pw鉆3 = T3 輸出 = 9550 P3,4,5n3,4,5= 9550 N?m = ?m n3,4,5 = 424r/min 將其計算結(jié)果整理為表格可得為： 將上述運(yùn)動和動力參數(shù)的計算結(jié)果匯總?cè)胂卤? 軸號 功率 P/kW 轉(zhuǎn)矩 T/ ??? ?? 轉(zhuǎn)速 n/(r/min) 傳動比 i 輸入 輸出 輸入 輸出 0 軸 3000 1 軸 1500 2 2 軸 424 3,4,5 軸 424 1 表 1 三、傳動零件的設(shè)計計算 齒輪的設(shè)計和校核計算 機(jī)械設(shè)計綜合課程設(shè)計 10071108 王 世豪 9 （ 1） 圓錐齒輪設(shè)計 計算項目 設(shè)計計算依據(jù)和過程 計算結(jié)果 選材、精度 考慮到功率一般，故小齒輪選用 40Cr 鋼 ， 調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為 241 到 286HBW，計算取