【正文】 按照軸的彎扭合成強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度： 從圖可見(jiàn)， 有齒輪 處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為 ：（取折合系數(shù) ?? ） 22()aeM M T? ? ? 則計(jì)算得到的軸的計(jì)算應(yīng)力： ? ? ? ? ? ?2 2 22 2 2[ 1 ]335 2 .3 0 .6 2 6 .2 6 3 5 .1 4 7 00 .1 0 .1 0 .0 4 6caM T M T M p a M p aWd?????? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ~ 23 ~ （ 3）高速軸一 的 軸承壽命校核： 軸承壽命可由式 610 ()60 th PCfLhn Pf ??進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用 （我們?nèi)∈芰ψ畲蟮妮S的），我們可以知道軸一上受力最大的軸承所受到的力為： 2 2 2 2m a x 2 2 3 2 2 .5 8 9 1 .4 5 9 0 0 .9r r tF F F N? ? ? ? ?。322 8 9 1 .4 5 5 6 1 0 4 9 .9a t tM F l N m?? ? ? ? ? 彎矩圖如圖 e 所示。 L1=139 L2=56 L3=195（具體尺寸見(jiàn)圖 f） 求垂直面的支反力： （受力簡(jiǎn)圖如 b 圖所示） 211256 4 5 5 .1 9 1 3 0 .7195rr lFFNll? ? ? ?? 21 4 5 5 .1 9 1 3 0 .7 3 2 2 .5r r rF F F N? ? ? ? ? 求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖： （彎矩簡(jiǎn)圖如圖 d 所示） 322 3 2 2 .5 5 6 1 0 1 8 .1 .a r rM F l N m?? ? ? ? ? 39。 （ 2） 高速軸一 的校核 輸入軸上的功率 , n 1440 / m inP k w r??轉(zhuǎn) 速 轉(zhuǎn)矩 1 N m?? 求作用在齒輪上的力 和彎矩 ： 4112 2 10 t a n t a n 20 trtTFNdF F N? ???? ? ?? ? ? ? 圓周力 為 tF ，徑向力 為 rF 。 考慮齒輪的寬度，根據(jù)齒輪校核，選定該段 52mm。 ，其工作要求長(zhǎng)度為 B=16mm，考慮 軸 承蓋零件的拆裝，我們?nèi)?Lb=32； 同時(shí)該段還要裝軸承蓋和墊片，兩者的高度我們?nèi)?12； 軸安裝在軸孔中 ，考慮到軸孔的長(zhǎng)度要求和軸的安裝 。 軸要安裝軸承，直徑定為 25mm。 ~ 20 ~ 段軸為齒輪軸，所以該段直徑選為齒輪的齒頂圓直徑 48mm。 ， 我們采用兩段不同的配合要求的軸 25mm 來(lái)使軸承便于安裝，不必增大軸的軸徑 ，則軸承選用 6205（ 2 系列）深溝球軸承 ，即該段直徑定為 25mm。 （ 1）高速軸一的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 圖二 .高速軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1).根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度（從左向右）： ，另一端連接輸入軸，所以該段直徑尺寸受到電動(dòng)機(jī)外伸軸直徑尺寸的限制，選為 20mm。其許 用彎曲應(yīng)力為 ? ?1 70MPa?? ? 。 [τ ]=30~40MPa 2? =100mm 2 332 m i n 223 .8 61 0 0 2 1 .1 3n 4 1 1 .4 3pd m m? ? ? ? ?(考慮到一 個(gè)鍵槽 ,軸頸增大 7%) 2 2 m in (1 7% ) d m m? ? ? ? 取最小軸徑為： 2min 24d mm? （ 3）低速軸的最小軸徑的確定 選取軸的材料為 40Cr，熱處理為調(diào)質(zhì)。 六 、軸的設(shè)計(jì) 1估算最小直徑 （ 1）高速軸的最小軸徑的確定 選取 高速 軸的材料為 40Cr，熱處理為調(diào)質(zhì)。半聯(lián)軸器的孔徑 1 20d mm? ，故取 1 20d mm? ， 半聯(lián)軸器長(zhǎng)度 L＝ 52ｍｍ的 半聯(lián)軸器。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tca=KAT1,查表 141,考慮到轉(zhuǎn)矩的變化很小 ,故取KA=,則 1 1 .3 2 6 .2 6 3 3 0 .2 4c a AT K T N m m? ? ? ? ? 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tca 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩的條件，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選用 LT4（ J型）彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器 型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為 63N 由上文我們?nèi)。?min 20d mm? 。 根據(jù)軸 Ⅲ 的尺寸可確定鏈輪軸孔 d=40mm，輪轂長(zhǎng)度 L=80mm，可與減速器的相關(guān)尺寸協(xié)調(diào)。 4)計(jì)算齒寬 1 1 46 46db d m m?? ? ? ? 取 2 46B mm? 1 52B mm? 四、鏈傳動(dòng)計(jì)算 選擇材料 40,~ 40~50HRC 無(wú)劇烈振動(dòng)及 ~ 16 ~ 沖擊的鏈輪 (1)選擇鏈輪齒數(shù) 取小鏈輪齒數(shù) 1Z =18 取大鏈輪齒數(shù) 21Z i Z?? =*18=45 (2)確定計(jì)算功率 查表 96 得 AK =1, 查圖 913 得 ZK =,kp=1(單排鏈 ),則計(jì)算功率的 1 .1 1 .3 4 3 .7 4 5 .0 11AZcaPk K Pp k wK?? ??? ? ? (3)選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距 根據(jù) caP =, 3n =(4)計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心矩 初選中心矩 0a =(30~50)P=(30~50)*,取 0a =850mm 鏈節(jié)數(shù) 20 1 2 1 202 ( )22poa z z z z pL pa???? ? ?= 取 pL =100。 Ⅳ .幾何尺寸計(jì)算 1)計(jì)算分度圓直徑 11222 3 2 4 68 1 2 1 6 2d Z m m md Z m m m? ? ? ?? ? ? ? 2)計(jì)算中心距 12( ) / 2 ( 46 16 2) / 2 10 4a d d m m? ? ? ? ? 將中心距 圓整后取 39。但為了同時(shí)滿(mǎn)足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑1 mm? 來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。 Ⅱ .按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按式（ 10－ 21）試算，即3 21 )][(12HEHdttt ZZuuTkd ??????? 1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 (1)試選 ? (2)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 1 N m?? (3)由表 10－ 7 選取齒寬系數(shù) 1??d (4)由表 10－ 6 查得材料的彈性影響系數(shù) 2/ MPaZ E ? (5) 由圖 10 － 21 ｄ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 lim 2 550H MPa? ? (6)由式 10－ 13 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 91 6 0 6 0 1 4 4 0 1 (2 8 3 0 0 1 0 ) 4 . 1 4 7 2 1 0hN n j L? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 992 4 .1 4 7 2 1 0 / 3 .5 1 .1 8 4 9 1 0N ? ? ? ? (7)由圖 10－ 19 查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) 1 ,HNK ? ?HNK (8)計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 ~ 13 ~ 取失效概率為 1%，安全系數(shù)為 S=1，由式 10－ 12 得 M P aM P aSK HHNH ][ 1lim11 ???? ?? M P aM P aSK HHNH 2 25 5 ][ 2l i m22 ???? ?? 2)計(jì)算 (1)試算小齒輪分度圓直徑 td1 ， 帶入 []H? 中較小的值。 （ 3)運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7 級(jí)精度 (GB10095— 88) （ 4)選小齒輪齒數(shù)Ｚ 1＝ 36，大齒輪齒數(shù)Ｚ 2＝ｉ 2 （ 2)材料選擇。 149a mm? 。于是有 11 / 4 5 .3 6 / 2 2 2 .6 8Z d m? ? ?， 取1 23Z? 大齒輪齒數(shù) 2 2 1 23 i Z? ? ? ? 取 2 81Z? 。 231 2 1 .3 2 6 2 6 3 4 .5 1 8 9 .82 .3 2 4 0 .0 11 3 .5 5 2 2 .5td m m?? ??? ? ? ????? (2)計(jì)算圓周速度 11 4 0 .0 1 1 4 4 0 3 .0 1 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0tdnv m s? ? ??? ? ??? (3)計(jì)算齒寬 b 1 1 d m m? ? ? ? ? (4)計(jì)算齒寬與 齒高之比 模數(shù) 114 0 . 0 12 . 1 0 519tt dm z? ? ? 齒高 h 2 .2 5 2. 25 2. 10 5 4. 73tm? ? ? ? ?mm ?? (5)計(jì)算載荷系數(shù) 查表 10— 2 可查得使用系數(shù)為 Ak = 根據(jù) /v m s? ， 7 級(jí)精度，由圖 10－ 8 查得動(dòng)載荷系數(shù) vk = 1HFkK???? 由表 10— 4 用插值法可查得 7 級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱(chēng)布置時(shí)， ? ? ，由 ? ? 和 ? 可得 ? ? ；故載荷系數(shù) 1 . 2 5 1 . 0 7 1 1 . 4 1 7 1 . 8 9 5A 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，由式 10－ 10a 得 ~ 10 ~ 3311 / 4 0 .0 1 1 .8 9 5 / 1 .3 4 5 .3 6ttd d K K m m? ? ? (7)計(jì)算模數(shù) nm 114 5 . 3 62 . 3 819n dm m mZ? ? ? Ⅲ .按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式 10－ 5 得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 3 211 ][2 F SFdn YYZKTm ? ????? 1)確定公式內(nèi)的計(jì)算數(shù)值 (1)由圖 10－ 20c 查得 小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE 5001 ?? 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE 3802 ?? (2)由圖 10－ 18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 ? ， 2 ? (3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%，安全系數(shù)為 S=，由式 10－ 12 得 111 0 .8 5 5 0 0[ ] 3 0 3 .5 71 .4F N F EF K M P a M P aS?? ?? ? ? 222 0 .8 8 3 8 0[ ] 2 3 8 .8 61 .4F N F EF K M P a M P aS?? ?? ? ? (4)計(jì)算載荷系數(shù) 1 .2 5 1 .0 7 1 1 .3 5 1 .8 0 5 6A V F FK K K K K??? ? ? ? ? ? (5)查取齒形系數(shù) 由表 10－ 5 查得 1 ? ， 2 ? (6)取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 10－ 5 查得 1 ? 2 ? ~ 11 ~