【正文】 ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ??? ? ??? 此軸設(shè)計合格 彎矩圖 21 軸 1 三維立體圖 軸 2 與與其支撐軸承的設(shè)計 與校核 軸 1 的初步設(shè)計計算 1） 由第一章算得軸一的轉(zhuǎn)速 2 450 .45 / m innr? ，扭矩 N m??，軸與齒輪 分做 2）求作用在齒輪 二和齒輪三上的力 因已知 齒輪二 的分度圓直徑為 2 mm? 則 齒輪二上的力為 ： 22 322222222 1 2 9 .5 0 2 1 0 1 6 8 1 .61 5 4 .0 2ta n ta n 2 01 6 8 1 .6 6 31 5 5 6 3 3156 .5 3c o s c o sta n 1 6 8 1 .6 ta n 4 8 0 .3 7 N5 6 3 3tenr e Tae TTFNdF F NFF???? ?????? ? ?? ? ? ??? ?? ? ? 因已知齒輪 三 的分度圓直徑為 mm? ，3 6 . 1 0 8 0 0 . 9 99 5 5 0 9 5 5 0 1 2 8 . 2 04 5 0 . 4 5 4 5 0 . 4 5z PT N M?? ? ? ? ? 則齒輪二上的力為： 333333332 128 .20 2 10 ta n ta n 20308 116 415 40 0815 40 0c os c osta n 308 ta n 8658 .69 Nztenr e Teae TeTFNdF F NFF???? ??? ????? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 3）初步確定軸的最小直徑 安下式初步估計軸的最小直徑，選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)參考文獻一表 153，取 0 112A? ，于是有 1 33m i n 1 016 . 1 0 8 01 1 2 2 6 . 7 14 5 0 . 4 5pd A m mn? ? ? ? 在這段軸中，顯然最小徑處安裝的為軸承。 截面上的由于軸肩形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ????及 ，按參考文獻一附表 32查取。 精確校核軸的疲勞強度 1）判斷危險截面 經(jīng)過前期的分析和計算判定最危險的截面在 56與 67 段的交截面處。根據(jù)參考文獻一式 155 及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取 ?? ，軸的計算應(yīng)力 22 2213() 6 2 1 2 0 . 3 3 ( 0 . 6 4 0 0 8 0 ) 1 3 . 0 40 . 1 3 9ca MT M P aW ?? ? ??? ? ?? 前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，有參 考文獻一表 151 查得? ?1 60MPa?? ? 。 因此可按按照圖 21布置安裝的零件 軸上的各種載荷 而判斷危險截面在 56 與 67段的交截面處，因此將危險處的力的值列在下表中。 4）求軸承的當(dāng)量動載荷 12PP和 ，因為 11221 0 5 1 .7 2 .3 6 8 0 .4 1 14 4 4 .2 25 5 4 .0 9 0 .0 3 8 9 0 .3 8 91 4 2 4 .4 0ararFFFF? ? ?? ? ? 由參考文獻一表 135分別查表和插值計算求得 X與 Y 由參考文獻一表 135 進行插值計算 101 0 5 1 .7 0 .0 3 9 226800aFC ??，在表中介于~ 之間，而 111 0 5 1 .7 2 .3 6 8 0 .4 1 14 4 4 .2 2arFF ? ? ?，對應(yīng)的 2X 值為 。 插值法求得 2e 值 2 ( 0 . 4 0 0 . 3 8 ) ( 0 . 0 2 1 3 0 . 0 1 5 )0 . 3 8 0 . 3 8 90 . 0 2 9 0 . 0 1 5e ? ? ?? ? ?? 求得 1 ? ， 2 ? 。相對軸向載荷為 由參考文獻一表 135 進行插值計算 101 0 6 7 . 3 7 0 . 0 3 9 826800aFC ??，在表中介于~ 之間，對應(yīng)的 e值在 ~ 間。由力分析可知： 1112 1 1112 1 1211 22 1742 1742 re aerVr V re r Vr H ter H te r Hr r VFFFNF F F NF F NF F F NFF? ? ? ? ? ?? ? ???? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ???2 2 212 2 2 22 2 2 rHr r V r HFNF F F N? ? ?? ? ? ? ? 3）求兩軸承的機算軸向力 12aaFF和 對于 7 類軸承來說按參考文獻一表 137，軸承的派生軸承力 drF eF? ，其中， e 15 為參考文獻一表 135中的判斷系數(shù)，其值由0aFC 的大小來確定，但現(xiàn)在軸承軸向力 aF 未知，故先取 e=，因此可以估算 11220 .4 1 7 7 .7 00 .4 5 6 9 .7 6drF F NF F N?? 經(jīng)判斷，軸承 1為壓緊端。 校核初選軸承是否符合要求。23 50L mm? ? ， 45 mm? ? ， 67 16L mm? ? 。 56 38d mm? ? 右端89 35d mm? ? ，過來第二個軸肩 78 39d mm? ? ，則 67 mm? ? 確定軸承 1 與軸各段長度。 1）擬定軸上零件裝配方案。聯(lián)軸器的計算扭矩 1Tca AKT? ，根據(jù)參考文獻一表 141，考慮到扭矩變化小，故取 ? ，則： 1T 1 .5 4 0 .0 8 6 0 .1 2c a AK T N m? ? ? ? 按照計算扭矩 Tca 應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱扭矩的條件，查參考文獻二表 87知，選用 LX1，其公稱扭矩為 1 20d mm? ，故取 12 20d mm? ? ，半聯(lián)軸器長度 L=52mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 1 38L mm? 。 3 1 7 0 .1 1 7 0 .1 1db d m m?? ? ? ? 圓整后取 3477 , 72b mm b mm?? 齒輪 4 三維圖 12 齒輪 4 齒輪 3 附表 齒輪 模數(shù) (m) 齒數(shù) 螺旋角 齒寬 （ mm） 1Z 23 155633? ?? 53 2Z 77 155633? ?? 48 3Z 32 154008? ?? 77 4Z 82 154008? ?? 72 第二章 軸與軸承的設(shè)計 與校核 軸 1 與 其支撐軸承 的設(shè)計 與校核 軸 1 的初步設(shè)計計算 1） 由第一章算得軸一的轉(zhuǎn)速 1 1500 / minnr? ，扭矩 1 N m??，軸與齒輪做成一個整體。 3）計算大、小齒輪的分度圓直徑。 6）由參考文獻一圖 1020c 查得小齒輪的彎曲強度極限 1 490FE MPa? ? ，大齒輪的彎曲強度極限 2 370FE MPa? ? 7）由書圖 1018去彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 ? ， 2 ? 8）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=，由書式 1012 得 ? ? 111 0 . 9 3 4 9 0 3 2 5 . 5 01 . 4F N F EF K M P aS?? ?? ? ? ? ? 222 0 . 9 7 3 7 0 2 5 6 . 3 61 . 4F N F EF K M P aS?? ?? ? ? 9）計算大、小齒輪的 222Fa SaFYYs輊犏臌 并加以比較 ? ?1112 . 7 1 4 1 . 5 7 1 0 . 0 1 3 13 2 5 . 5F a S aFYY? ??? ? ?2222 . 2 9 0 1 . 7 1 7 0 . 0 1 5 32 5 6 . 3 6F a S aFYY? ??? 大齒輪數(shù)值大 設(shè)計計算 3322 1 . 6 9 1 2 8 . 2 1 0 0 . 8 7 8 c o s 1 5 0 . 0 1 5 3 2 . 0 81 2 0 1 . 5 6 9nm m m? ? ? ? ?? ? ??? 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算法向模數(shù) nm 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，取 mm? ，也可以滿足彎曲強度，但為了滿足足夠 11 的接觸疲勞強度，須按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑 3 mm? 來計算應(yīng)有的齒數(shù)，于是由 33 c o s 6 5 . 1 5 c o s 1 5 3 1 . 52ndz m ? ?? ? ? 取 3 32z ? ，則 43 2 .5 6 3 2 8 2z uz? ? ? ? 幾何尺寸計算 1）計算中心距 ? ?34 ( 3 2 8 2 ) 2 . 5 1 4 7 . 5 22 c o s 2 c o s 1 5nz z ma m m?? ??? ? ?? 將中心距圓整為 148mm 2）按圓整后的中心距修正螺旋角。 33c o s 6 5 .1 5 c o s 1 5 3 .1 020n dm m mz ? ?? ? ? 齒根彎曲強度設(shè)計 由書式 1017 ? ?213 212 c os Fa San dFK T Y YYm z? ?? ? ???? 確定計算參數(shù) 1）計算載荷系數(shù) 10 1 1. 08 1. 1 1. 42 5 1. 69A V F FK K K K K ??? ? ? ? ? ? 2）根據(jù)縱向重合度 = ，由書圖 1028查得螺旋角影響系數(shù) ? ? 3）計算當(dāng)量齒數(shù) 11 3320 2 2 . 1 9c o s c o s 1 5V zz ?? ? ? 22 3351 5 6 . 5 9c o s c o s 1 5V zz ?? ? ? 4）查取齒形系數(shù) 由參考文獻一表 105查得 1 ? ， 2 ? 。 6）許用接觸應(yīng)力 ? ? ? ? ? ?12 5 5 4 . 6 5 2 3 . 8 5 3 9 . 222HHH M P a??? ? ?? ? ? 計算 9 1）試算小齒輪分度圓直徑 1td ，由計算公式得 2333 2 1 . 6 1 2 8 . 2 0 1 0 3 . 5 6 2 . 4 2 5 1 8 9 . 8 6 4 . 2 31 1 . 5 6 9 2 . 5 6 5 3 9 . 2td m m m m? ? ? ???? ? ? ???? ?? 2）計算圓周速度 11 6 4 . 2 3 4 5 0 . 4 5 1 . 5 16 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0tdnv m s? ? ??? ? ??? 3）計算齒寬 b及模數(shù) ntm 1 d mm??? 11c o s 3 .1 0tnt dm m mz ??? 2 .2 5 6 .9 7 5nth m m m?? ? 4）計算縱向重合度 10 .3 1 8 ta n 0 .3 1 8 1 2 0 ta n 1 5 1 .7 0d z?? ? ?? ? ? ? ? ? 5）計算載荷系數(shù) K 已知使用系數(shù) 1AK = ,根據(jù)帶速 V=， 7級精度，由參考文獻一圖 108查得動載系數(shù) ? ；由參考文獻一表 104查得 HK? 的值與直齒輪的相同，故 ? ? ，由參考文獻一圖 1013查得 ? ? ，由參考文獻一表 103查得 ????。 1 1 4 6 .0 1 4 6 .0 1db d m m?? ? ? ? 圓整后取 1253 , 48b mm b mm?? 齒輪 1， 2 三維立體圖 8 計算低速級齒輪參數(shù)，選出合理齒輪 齒面接觸強度設(shè)計。 3）計算大、小齒輪的分度圓直徑。 6）由參考文獻一圖 1020c 查得小齒輪的彎曲強度 極限 1 490FE MPa? ? ，大 6 齒輪的彎曲強度極限 2 370FE MPa? ? 7）由參考文獻一圖 1018去彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 ? ， 2 ? 8）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=，由參考文獻一式 1012 得 ? ? 111 0 . 9 0 4 9 0 3 1 5 . 0 01 . 4F N F EF K M P aS?? ?? ? ? ? ? 222 0 . 9 3 3 7 0 2 4 5 . 7 91 . 4F N F EF K M P aS?? ??