【正文】 一軸肩，右端采用帶輪端面定位；為了滿足軸承的軸向定位要求， Ⅱ Ⅲ 軸段右端需制出一軸肩，左端采用軸承端蓋定位；為了滿足另一軸承的軸向定位要求， ⅥⅦ 軸段左端需制出一軸肩，右端采用軸承端蓋定位；為了滿足小滾筒兩端蓋的軸向定位要求， Ⅲ Ⅳ 軸段右端需制出軸肩，左端采用 承套 端面定位； Ⅴ Ⅵ 軸段左端需制出一軸肩，右端采用 承套 端面定位。選取軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 小滾筒 軸的設(shè)計及校核 設(shè)計 小滾筒 的軸，已知輸入功率 1. 5 0. 96 1. 44P P k w?? ? ? ?電 帶 ，轉(zhuǎn)速1 258 .2 minnr? ， 轉(zhuǎn)矩11 . 4 49 5 5 0 0 0 0 9 5 5 0 0 0 0 5 3 2 6 1 . 0 42 5 8 . 2PT N m mn? ? ? ? ?帶輪直徑為 1 140d mm? ， 2 150d mm? ，受到嚴(yán)重沖擊載荷，每天工作 10～ 16 小時，使用 壽命 10年（ 300 天每年），轉(zhuǎn)向不變。 ? ?111 2 . 6 0 1 . 5 9 5 0 . 0 1 3 53 0 7 . 1 4 3FSFYY??? ??? ? ?222 2 .4 6 4 1 .6 4 5 0 .0 1 7 22 3 6 .1 4 3FSFYY??? ??? 大齒輪 齒圈 的數(shù)值較大。故載荷系數(shù) 1 .7 5 1 .0 5 1 1 .3 9 5 3 5 2 .5 6 4A v H HK K K K K??? ? ? ? ? ? 6）根據(jù)實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由下式得： 3311 2 . 5 6 45 6 . 2 4 7 6 7 . 2 51 . 5ttKd d m mK? ? ? 7）計算模數(shù) m ： 116 7 .2 5 2 .5 926n dm m mz? ? ? 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為 ? ?13 212 FSn dFYYkTm z ??????? ???? （ 1） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ： 1）由《機(jī)械設(shè)計》第八版 圖 1020c 查得 換向 齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限1 500FE Mpa? ? 大齒輪 齒圈 的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 2 380FE Mpa? ? 2）由《機(jī)械設(shè)計》第八版 圖 1018 取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)： 1 ? 2 ? 3）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 由《機(jī)械設(shè)計》第八版 表 102 查得使用系數(shù) ? ； 由《機(jī)械設(shè)計》第八版 表 104用插值法查 得 8級精度、 換向 齒輪 懸臂 布置時 ， ? ? 。 8）計算接觸疲勞許用應(yīng)力： 取失效概率為 1％，安全系數(shù) S=1；由下式得： ? ? 1 l i m11 0 .9 2 6 0 0 5521HNH K M p aS?? ?? ? ? ? ? 2 l i m 22 0 . 9 3 5 5 0 5 1 1 . 51HNH K M p aS?? ?? ? ? （ 2）計算 1）試算 換向 齒輪分度圓直徑 1td ，代入 ? ?H? 中較小的值： ? ?2 21 331 ( 1 ) ( 5 1 ) 375 1 189 . 51 5 511 .5t EtdHK T i Zd m mi????? ? ? ? ??? ? ? ? ??? ??? ???? 2）計算圓周速度 V ： 11 4 8 . 1 5 5 3 3 7 . 6 5 0 . 8 5 16 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0tdnv m s? ?? ??? ? ??? 3) 計算齒寬 b ： 1 0 .6 4 8 .1 5 5 2 8 .8 9 3dtb d m m?? ? ? ? 4) 計算齒寬與齒高之比 bh 。 2）計算 換向 齒輪的傳遞扭矩： 5 511 19 5 . 5 1 0 9 5 . 5 1 0 1 . 3 2 7 8 3 7 5 5 5 . 1 3 13 3 7 . 6 5PT N mn? ??? ? ? ? 3）查《機(jī)械設(shè)計》第八版 表 107由于 換向 齒輪是做懸臂布置選取齒寬系數(shù) ? ? 。 2）破殼機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 8級精度（ GB 1009588） 3）材料選擇 換向 齒輪材料為 45Cr(調(diào)質(zhì) )， 換向 齒輪齒面的硬度為 280HBS。 大齒輪齒圈 — 換向齒輪的設(shè)計 已知輸入的功率 2 2 2 21 1 .5 0 .9 6 0 .9 9 0 .9 8 1 .3 2 7 8P P k w? ? ?? ? ? ? ? ?電 帶 軸 承 齒 輪， 換向 齒輪轉(zhuǎn)速 1 338 .242 / m innr? ，傳動比 ? ， 受到嚴(yán)重沖擊載荷，每天工作 10～ 16 小時，使用壽命 10年（ 300 天每年） ， 轉(zhuǎn)向不變。 ? ?111 2 . 6 0 1 . 5 9 5 0 . 0 1 3 53 0 7 . 1 4 3FSFYY??? ??? ? ?222 2 .4 6 4 1 .6 4 5 0 .0 1 7 22 3 6 .1 4 3FSFYY??? ??? 大齒輪的數(shù)值較大。 由 ? ， ? ? 查《機(jī)械設(shè)計》第八版 圖 1013 得 ? ? ；故載荷系數(shù) 1 .7 5 1 .0 5 1 1 .3 9 5 3 5 2 .5 6 4A v H HK K K K K??? ? ? ? ? ? 6）根據(jù)實際的載荷系數(shù)校正所 算 得 的 分度圓直徑 ，由下式得 ： 3311 2 . 5 6 45 6 . 2 4 7 6 7 . 2 51 . 5ttKd d m mK? ? ? 7）計算模數(shù) m ： 116 7 .2 5 2 .5 826n dm m mz? ? ? 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為 ? ?13 212 FSn dFYYkTm z ??????? ???? （ 1） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ： 1）由 《機(jī)械設(shè)計》第八版 圖 1020c 查得 換向 齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限1 500FE Mpa? ? 大齒輪 的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 2 380FE Mpa? ? 2） 由《機(jī)械設(shè)計》第八版 圖 1018 取 彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) ： 1 ? 2 ? 3） 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 模數(shù) 115 6 .2 4 7 2 .1 6 326tt dm m mz? ? ? 齒高 2 .2 5 2 .2 5 2 .1 6 3 4 .8 6 8th m m m? ? ? ? 48 68bh ?? 5）計算載荷系數(shù) 根據(jù) m s? ， 8 級精度，由《機(jī)械設(shè)計》第八版 圖 108 查得動載荷系數(shù) ? ； 直齒輪， 1HFKK????。 4) 查《機(jī)械設(shè)計》第八版 表 106查得 材料 的彈性影響系數(shù) MPa? 5） 由《機(jī)械設(shè)計》第八版 圖 1021d 按齒面硬度查 換向 齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限： lim 1 600H MPa? ? ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim 2 550H MPa? ? 6）由 下式 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 81160 60 33 7. 65 1 ( 2 8 30 0 10 ) 9. 72 4 10hN n jL? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 8 812 1 9 .7 2 4 1 0 7 .4 3 6 1 01 .3 0 7 7NN i ?? ? ? ? 7）由《機(jī)械 設(shè)計》第八版 圖 1019 取接觸疲勞壽命系數(shù) 1 ? 2 ? 。 材料選擇大齒輪材料為 45(調(diào)質(zhì) )， 大 齒輪齒面的硬度為 240HBS 二者的硬度差為 40HBS 4）初選擇 換向 齒輪齒數(shù) 1 26z? ，大齒輪齒數(shù) 21 077 26 34z iz? ? ? ? 取2 34z ? 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 由設(shè)計公式（ 109a）進(jìn)行計算即： ? ?2131 2 ( 1 ) t EtdHK T i Zdi?????? ???? （ 1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值： 1） 試 選載荷系數(shù) ? 。 選擇精度等級、材料以及齒數(shù) 1）按傳送比方案，選 用直齒 齒輪傳動。 計算壓軸力 PF 壓軸力的最小值為 1m i n 0 m i n 180( ) 2 ( ) s in 2 3 2 1 3 . 4 4 s in 1 2 8 0 . 6 422PF z F N?? ? ? ? ? ? 帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計 1）小帶輪的設(shè)計 V型帶， 1 150dd mm? A型槽，選用材料 HT200 查《機(jī)械設(shè)計》第八版 表810 得： min mm? mm? min mm? 15 mm?? min 9f mm? 038?? 帶輪寬 ( 1 ) 2 ( 3 1 ) 1 5 2 9 4 8B z e f m m? ? ? ? ? ? ? ? ? 55L mm? 外徑 2 150 2 5 155 .5aad d h m m? ? ? ? ? ?輪輻級輪轂部分由小滾筒軸來確定 2)大帶輪的設(shè)計 V型帶， 2 150dd mm? A型槽，輪輻級輪轂部分由 傳動軸 來確定，其它部分與小帶輪 相同。 1 .7 2 8 2 .4 8 90 .6 9 4 2carPz P? ? ? 取 3 根。 根據(jù) 1 258 .182 m innr? ， 1i? 和 A型帶，查《機(jī)械設(shè)計》第八版 表 84b得 0P? =0 kw。 驗算小帶輪上的包角 1? 000 0 0 01 2 1 5 7 . 3 5 7 . 31 8 0 ( ) 1 8 0 ( 1 5 0 1 5 0 ) 1 8 0 9 0480dddd? ?? ? ? ? ? ? ? ? 計算帶的根數(shù) z 1) 計算單根 V帶的額定功率 rP 。 2) 由下式計算帶所需的基準(zhǔn)長度 2 2210 0 1 2 0() ( 1 5 0 1 5 0 )2 ( ) 2 3 2 0 ( 1 5 0 1 5 0 ) 1 1 1 1 . 2 42 4 2 4 3 2 0ddd d d ddL d d m m??? ?? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 由《機(jī)械設(shè)計》第八版 表 82選帶的基準(zhǔn)長度 1120dL mm? 3) 按下式計算實際中心距 ? 。按下式計算帶速 11 1 5 0 2 5 8 . 1 8 2 2 . 0 2 86 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0ddnv m s? ? ??? ? ??? 3)計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 d 并計算帶速 v 1） 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 1d 。 小滾筒 — 傳動軸之間的 帶傳動的設(shè)計 為安全起見，帶傳動應(yīng)置于鐵絲網(wǎng)或保護(hù)罩之內(nèi)，使之不能外漏。 計算壓軸力 PF 壓軸力的最小值為 1m i n 0 m i n 180( ) 2 ( ) s in 2 3 2 3 7 . 3 9 s in 1 4 2 4 . 3 822PF z F N?? ? ? ? ? ? 帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計 1）小帶輪的設(shè)計 V型帶， 1 140dd mm? A型槽 ， 選用材料 HT200 查 《機(jī)械設(shè)計》第八版 表810 得 ： min mm? mm? min mm? 15 mm?? min 9f mm? 038?? 帶輪寬 ( 1 ) 2 ( 3 1 ) 1 5 2 9 4 8B z e f m m? ? ? ? ? ? ? ? ? 55L mm? ， 外徑2 140 2 5 145 .5aad d h m m? ? ? ? ? ? 根據(jù) 減速器 安裝尺寸取 0 35d mm? 、 1 110d mm? 則輪緣厚 1( 2 ) / 2 ( 14 0 2 8. 7 11 0) / 2 6. 3 ( )fd h d m m? ? ? ? ? ? ? ? ? 合 適 鍵公稱尺寸 10 8b h mm? ? ? ， 輪轂鍵槽深 1 mm? 。 1 .8 2 .4 00 .7 4 8 8carPz P? ? ? 取 3 根。 根據(jù) 1 258 .182 m innr? ， 1i? 和 A型帶，查《機(jī)械設(shè)計》第八版 表 84b得 0P? =0 kw。 驗算小帶輪上的包角 1? 000 0 0 01 2 1 5 7 . 3 5 7 . 31 8 0 ( ) 1 8 0 ( 1 4 0 1 4 0 ) 1 8 0 9 0480dddd? ?? ? ? ? ? ? ? ? 計算帶的根數(shù) z 1） 計算單根 V 帶的額定功率 rP 。 2) 由下式計算帶所需的基準(zhǔn)長度 2 2210 0 1 2 0() ( 1 4 0 1 4 0 )2 ( ) 2 5 0 0 ( 1 4 0 1 4 0 ) 1 4 3 9 . 8 2 32 4 2 4 5 0 0ddd d d ddL d d m m??? ?? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 由《機(jī)械設(shè)計》第 八版 表 82選帶的基準(zhǔn)長度 1400dL mm? 3)按下式計算實際中心距 ? 。按下式計算帶速 11