【正文】 ? ? ? ? ? ? = 故載荷系數(shù) K = AK VK HaK HK? = 1179。 齒輪強度的計算 齒輪的材料及齒數(shù)的選取 選取齒輪的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 220~ 240HBs 齒輪的齒數(shù)為 Z = 17 齒面接觸疲勞強度的計算 齒面接觸疲勞強度的校核公式 ? ?321...H H E HdK T u ZZdu??? ??? 式中： HZ 區(qū)域系數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)直齒輪 a = 20176。 為了防止這種破壞，首先必須盡可能減少軸的撓度， 其受力簡圖所 圖 38 軸的剛度分析圖 撓曲線方 程 223 4. , 048 2 2F x l ly l xEI ????? ? ? ?????????，其中 l = 式中 E彈性模量，對于鋼 E = 179。 截 面 C 的抗彎 截面 系數(shù) 3 3 3 30 . 1 0 . 1 1 2 1 7 2 . 8W d m m m m? ? ? ? 截面 C 的彎曲應(yīng)力 b M M P a M P aW? ? ? ? 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表查得 [ 1?? ]= 60MPa 則 b? [ 1?? ] , 故安全 。 求軸上的載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做 出軸的計算簡圖 如圖中軸上所受的力作受力分析得 圖 36 軸的受力分析圖 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 根據(jù) 軸的結(jié)構(gòu)圖 做 出軸的彎矩和扭矩圖 ，從 中可以看出截面 C 是軸的危險截面。 軸段 IVV 與軸段 IIIIV 有一軸肩，去軸肩高度為 ，則IVVd? =20mm 。 則IId? =12mm ；同時為使其在左泵蓋內(nèi)部，取其長度 IIIl? =62 mm 。 28mm 179。至此，主動軸的設(shè)計計算結(jié)束。 3 3 3 30 .1 0 .1 2 6 1 7 5 7 .6W d m m m m? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) 3 3 3 30 . 2 0 . 2 2 6 3 5 1 5 . 2TW d m m m m? ? ? ? 彎 矩 M 及彎曲應(yīng)力為 3 8 6 .53 4 9 2 0 .1 9 . 2 8 9 4 7 .3828947 1 6 .4 71 7 5 7 .6bM N m m N m mM M P a M P aW??? ? ?? ? ? 扭矩 T 及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 398 . TT N mmT M Pa M PaW??? ? ? 過盈配合處的 k???，由附表 38用插值法求出，并取 ??????，于是得 k???= 0. 8 2. 62 4 2. 09 92k ??? ? ? ? 軸按磨削加工，由附圖 34 得表面質(zhì)量系數(shù)為 ????? = 故得綜合系數(shù)為 111 2. 62 4 1 2. 71 ??????? ? ? ? ? ? ? 111 99 2 1 2kK ??????? ? ? ? ? ? ? 所以軸在截面 III 右側(cè)的安全系數(shù)為 1 275 6 .1 5 92 .7 1 1 1 6 .4 7 0 .1 0a a mS K? ??? ? ??? ? ?? ? ? ? 1 155 1 2 .2 3 71 1 .3 3 1 1 .3 32 .1 8 6 0 .0 522amS K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ? 2 2 2 2. 59 12 .23 7 0 59 12 .23 7ca SSSSSS?????? ? ? ? ? ??? 故該軸在截面 III 右側(cè)的強度也是足夠的。 32 得碳鋼的特性系數(shù) ~ ?? ? ，取 ?? = ~ ?? ? ，取 ?? = 于是，計算安全系數(shù) caS 值，按式（ 156） ~（ 158）則得 1 275 4 .9 2 92 .0 5 2 2 7 .1 9 0 .1 0amS K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ? 1 155 1 0 .4 4 61 8 .7 0 1 8 .7 01 .5 3 7 0 .0 522amS K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ? .2 2 2 24. 92 9 10 .4 46 4. 46 1. 54. 92 9 10 .4 46ca SSSSSS???? ?? ? ? ? ? ??? 故可知其安全。 軸按磨削加工，由附圖 34 得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?????? 軸未經(jīng)表面強化處理，即 q? =1，則按式（ 312）及式（ 312a）得綜合系數(shù)為 ` 1 1 .6 7 0 11 1 2 .0 5 20 .8 5 0 .9 2kK ?? ????? ? ? ? ? ? ? 1 11 1 ??????? ? ? ? ? ? ? 又由 167。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中 系數(shù) ?? 及 ?? 按附表 32 查取。 截面 III 左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3 3 3 30 .1 0 .1 2 2 1 0 6 4 .8W d m m m m? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) 3 3 3 30 . 2 0 . 2 2 2 2 1 2 9 . 6TW d m m m m? ? ? ? 截面 III 左側(cè)的彎矩 M 為 3 8 6 .53 4 9 2 0 .1 9 . 2 8 9 4 7 .38M N m m N m m?? ? ? 截面 III 上的扭矩 T 為 T = .Nmm 截面上的彎曲應(yīng)力 28947 b M M P a M P aW? ? ? ? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 3 9 8 2 3 .5 1 8 .7 02 1 2 9 .6TTT M P aW? ? ? ? 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。截面 V 和VI顯然更不必校核。截面 IV 的應(yīng)力集中的影響和截面 III 的相近， 但截面 IV 不受扭矩作用，同時軸徑也較大，故不必做強度校核。 精確校核軸的疲勞強度 判斷危險截面 截面 A , II , B , III 只受扭矩作用，雖 然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均削弱軸的疲勞強度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強度較為寬裕確定的，所以截面 A , II , B , III 均無需校核。根據(jù)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 ? ? ? ?222233 4 9 2 0 .1 9 0 .6 3 9 8 2 3 .50 .1 2 6caMTW ?? ? ? ??? ? MPa= 前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 151 查得 1[]?? =60MPa。 = 求軸上的載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖 做 出軸的計算簡圖 如圖中軸上所受的力作受力分析得 圖 33 軸的受力分析圖 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做 出軸的彎矩和扭矩圖 ，從 中可以看出截面 C 是軸的危險截面 。 tan20176。各軸肩處的圓角半徑 R = 1 ~ 2mm 求作用在齒輪上的力 2tF T d? = 2179。 10 GB109679 確定軸上圓角和倒角尺寸 兩 軸 端 端倒角為 1179。 7= 由式 332 1 0 2 3 9 . 8 2 3 5 1 03 . 5 1 0 2 6p T k ld? ? ? ??? ??=[ p? ],故符合要求。 鍵的標(biāo)記為：鍵 6179。 10， 齒輪與軸的配合為 7/ 6Hn 鍵的強度校核 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 (1)A 型鍵的材料為鋼，查手冊得許用擠壓應(yīng)力 [ p? ]=100~120MPa,取[ p? ]=110MPa,鍵的工作長度 l L b??=256=19mm ,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度? =179。 25 ， 半聯(lián)軸器與軸的配合為 7/ 6Hk 齒輪與軸的聯(lián)接，選用 B 型 平鍵 b h l??= 8179。 軸上零件的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的軸向定位均采用平鍵聯(lián)接 查機械設(shè)計手冊得 半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用 A型 平鍵 b h l?? = 6179。軸承端蓋放于左泵蓋中，左泵蓋與 另一端面進行定位，這一端面與該 軸段的左端面有一定距離，則 I IIl? =12+26+12+10=60mm 。 右端軸承的左端面采用軸肩進行軸向定位，定位軸肩高度 h =2mm ，則VVId? =27mm ，并取長度略長些，取 VVIl? =32mm 。齒輪的左端與左軸承右端面之間采用套筒定位，套筒長度為 23mm 。 由于齒輪輪轂寬度 B =15mm ，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 III IVl ? =13mm 。 12 mm ， 故 VI VIId? = II IIId? =22 mm 。 初步選擇滾動軸承 參照工作要求并根據(jù) II IIId? =22mm ，選取軸承型 號 329/22， 軸承配合 為 m6，其尺寸 d D T?? =22 mm 179。 (~） = 22mm 。 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 ca aT KT? = 179。 m，選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 = 則取 gD = 10mm 主 動軸的計算 . 初步確定軸的最小直徑 已 知 軸 上 的 功 率 P = 、 轉(zhuǎn) 速 n =1000r/min 、轉(zhuǎn)矩 T = 179。 由圖（ 1）所示的幾何關(guān)系可知 1O 2O /2 gD /2 = aD /2cos（ ? ? ） ? gD = 1O 2O aD cos （ ? ? ） = 51– 57cos40176。 確定高低壓腔尺寸 確定壓出角 （ 2? ? ） = 40176。 采用滾動軸承 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單；安裝方便；工作中噪聲底；抗沖擊性能好；價格便宜；只要材質(zhì)和加工精度選擇恰當(dāng)，潤滑條件良好，就能承受相當(dāng)高的負載。此時齒輪上的徑向力得到了平衡。以保證吸油 腔流速小于 1~2ms 。 ~ 90176。有時為保證壓出口通道的過流面積 ，把壓出口在軸 向 方向拉長 ，使壓出口呈橢圓行。 (17+17) / 2 = 51mm 節(jié)圓直徑 ： d′ = d = 51mm 齒輪嚙合的重疊系數(shù) ? ： 當(dāng)兩齒輪相同時 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 ? = z（ tan e? tan? ） / π e? = arccos ab dd = arccos = 176。 3 = 齒厚： s = πm/2 = 齒槽寬： e = πm/2 = 頂隙： c = c*m = 179。 3= 基圓直徑： bd = dcos? = 51cos20 176。 1－ 2179。 1 + 17)179。 3 = 齒 全高： h =( 2ah? + c*)m = 179。 17 = 51mm 齒頂高： ha = ha* m = 1179。 17= 51mm 帶人數(shù)據(jù)得 hV = 601000 ??? = 601000 ??? = ms 表 12 工業(yè)齒輪油粘度與節(jié)圓極限速度 關(guān)系 工業(yè)齒輪油粘度 ? ?2mm s? 12 45 76 152 300 520 760 節(jié)圓極限速度 ? ?maxV ms 5 4 3 2 根據(jù)表格數(shù)據(jù) 油液的粘度 245mm s? ? 此液體允許的齒節(jié)圓極限速度 maxV =4ms hV maxV ， 則校核合格 計算齒輪各部分尺寸 模數(shù)： m = 3mm 壓力角： α ＝ 20176。 hV = π hD n / 1000179。允許的最高轉(zhuǎn)速與工作油液的粘度有關(guān)，粘度越大，允許的最高轉(zhuǎn)速就愈底。 校驗齒輪泵節(jié)圓線