【正文】 KWKWPP 4 2 1 ??????? ????? ?? KWKWPP 2 3 2 ??????? ???? ??? 計算各軸輸入轉矩 mNmNnPT ?????? ??? 0 0)9 7 0/2 1 5 0 0(/9 5 5 0 mNmNnPT ?????? ?????? mNmNnPT ??????? ????????? 8 0 2 3 91 9 mNmNnPT ?????? ??? 0 6 2 1 51 9 ??? 各軸的運動和動力參數計算結果整理與下 軸號 效率P(KW) 轉矩T/() 轉速 n/（ r/min） 傳動比 i Ⅰ 970 Ⅱ 6 Ⅲ 1 Ⅳ 第二部分 傳動零件的設計計算 一、高速級減速齒輪設計 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數 1)選用斜齒圓柱齒輪傳動 2)運輸機為一般工作機器，速度不高，由《機械設計基礎》表 22知，選用 7 級精度（ GB1009588） 3)材料選擇：表 111 選擇小齒輪材料為 40Cr 鋼（調質），硬度為280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調質），硬度為 240HBS。 4)選小齒輪齒數為 231?Z ，大齒輪齒數 ????? iZZ ，取 972?Z 5）初選螺旋角β =14 按齒面接觸強度設計 由《機械設計基礎》表 114 進行試算，即 ? ?3 21112 ???????????HHEdtt ZZuuTKd ???? 7 (1)確定公式內的各計算數值 1)試選載荷系數 ?tK 2)計算小齒輪傳遞的轉矩 mmNnPT ?????? 4161 3)由表 116 選取齒寬系數 1?d? 4)由表 114 查得材料的彈性影響系數 9 MPaZ E ? 5)由表 111 按齒面硬度查得： 小齒輪的接觸疲勞強度極限 MPaH 6001lim ?? ； 大齒輪的接觸疲勞強度極限 MPaH 5502lim ?? ； 6)計算應力循環(huán)次數hjLnN h 911 )836582(19706060 ?????????? hiNN 89112 105 0 7 1 ?????? 7)由圖 1019 查得接觸疲勞壽命系數 ?HNK ?HNK 8)計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為 1%，安全系數 S=1，得 : ? ? ? ? ? ? S KK HHNHHNHHH 22 2lim21lim121 ????? ???? = M P aM P a 4 812 5 5 0 ?? ??? 9)由表 114 選取區(qū)域系數 ?HZ 10)由圖 1026 查得 ??? ??? 則： ??? ??? ??? (2）計算 1)試算小齒輪分度圓直徑 td1 ，代入數值： 8 ? ?3211 12 ???????????HEHdtt ZZuuTKd ???? = mmmm 24 ??????? ????? ??? 2)計算圓周速度 v smsmndv t 0 0 0 0 11 ?????? ?? 3)計算尺寬 b mmmmdb td 4 9 9 ????? ? 4)計算尺寬與齒高比 b/h 模數 mmmmzdm tnt 14c os11 ?????? 齒高 mmmmmh nt ???? ???hb 5)計算縱向重合度 a a 1 ?????? ???? ? zd 6)計算載荷系數 根據 smv /? ， 7 級精度，由圖 108（機設書）查得動載系數?vK 由表 102 查得使用系數 1?AK 因斜齒輪，假設 mmNbFK tA /100/ ? 。 (2)設計計算： ? ?32121 c os2FSaFadnYYzYKTm ??? ??? ?? = mmmm 14c 224 ???? ?????? 對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數 m 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數，由于齒輪模數 m 的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數與齒數的乘積）有關，可取由彎曲強度算得的模數 11 并就近圓整為標準值 mmm 21 ? ，但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞強度算得分度圓直徑 mmd ? ，來計算應有的齒數 ，于是有： 小齒輪齒數 2 14c os11 ?????nmdz ? 取 301?z 大齒輪齒數 2 5301 7 ???? uzz 取 1262?z 這樣設計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結構緊湊，避免浪費。二者材料硬度差為 40HBS。 幾何尺寸計算 (1)計算中心距 mmmmmzza 14c o s2 )9630(c o s2 )( 2432 ?? ????? ?? 將中心距圓整為 97mm (2)按圓整后的中心距修正螺旋角 ? )9630(2 )(a r c c o s 243 ?? ????? a mzz? 因 )20~8( ???? 值改變不多，故 ?? 、 ?K 、 HZ 等不必修正 (3)計算大、小齒輪的分度圓直徑 mmmmzz azmzd 309722c o s 43 3233 ?? ?????? ? mmmmzz azmzd 969722c o s 43 4244 ?? ?????? ? (4)計算齒輪寬度 mmmmdb d ???? ? 取 mmB 751 ? , mmB 702 ? (5)驗算 NNdTF t 332 ????? mmNmmNmmNb FK tA /100/???? ，合適 第三部分 軸的設計 18 一 高速軸的設計 選擇軸的材料 由于減速器傳遞的功率不大，其重量無特殊要求故選擇和小齒輪一樣的材料 40Cr 鋼 ,調質處理 . 初步計算軸的最小直徑 用初步估算的方法，即按純扭矩并降低許用 扭轉切應力確定軸徑d，計算公式： 30 nPAd?，選用 40Cr 調質鋼，查機設書 P370 表 153，得 1060 ?A mmd 3 ??? 在第一部分中已經選用的電機 Y160L6,D=42。 軸的結構設計 （ 1）擬定軸上零件的裝配方案，經分析比較，選用如下方案： （ 2）、各軸的直徑和長度 1）、聯軸器采用軸肩定位 mmd 301 ? ，半聯軸器長度 mmL 82? ，半聯軸器與軸配合的轂孔長度 mmL 601 ? ，為了保證軸肩對半聯軸器的可 19 靠定位，故選擇 mmL 581 ? 2）、初步確定滾動軸承 8 因齒輪為斜齒輪則軸承受徑向力和軸向力作用，高速級轉速較高，載荷一般，故選用角接觸球軸承 7007AC，mmmmmmBDd 156235 ????? ，故 mmd 353 ? ， mmL 143 ? 3）、當直徑變化處的端面是為了固定軸上零件或承受軸向力時，則相鄰直徑變化要大些，故 mmd 404 ? ， mmL 1064 ? 4）、當軸徑變化僅為了裝配方便或區(qū)別加工表面時，不承受軸向力也不固定軸上零件的，則相鄰直徑變化較小，即 ： mmd 322 ? ， mmL 502 ? ， mmd 356 ? ， mmL 325? （ 3）、軸上零件的周向定位 半聯軸器與軸的周向定位采用普通 C 型平鍵連接，mmLmmd 58,30 11 ?? ，查機設書 P106 表 61 選用鍵為mmLhb 50810 ????? ，半聯軸器與軸的配合為 67kH ，滾動軸承與軸的周向定位采用過度配合保證，選軸的直徑尺寸公差 m6。因此，作為簡支梁的軸的支 承跨距為 mmll 6 2 632 ???? ，根據軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖，從軸的結構圖以及彎矩圖可以看出齒輪中心截面受彎矩較大，計算該截面出的力與矩： 21 NNll lFF tNH 311 ?? ???? NNll lFF tNH 6 635 4932 212 ?? ???? mNmmNlFM NHH ?????? 2 67 3 2211 mNmmNlFM NHH ?????? 5 1 7322 mNmmNDFM aea ?????? 22 NNll MlFF arNV 332 311 ?? ??????? NNll MlFF arNV 332 212 ?? ??????? mNmmNlFM NVV ?????? 2 6 7211 mNmmNlFM NVV ?????? 8 9322 mNmNMMM HV ??????? 2221211 mNmNMMM HV ??????? 2222222 mNTT ??? 載荷 水平面 H 垂直面 V 支持力 F NF NFNHNH 773221 ?? NF NFNVNV 789 ?? 彎矩 M mNM H ?? mNM mNM VV ?? ?? 總彎矩 mNM mNM ?? ?? 扭矩 mNT ?? （ 6）、按彎矩合成應力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面強度，根據 P373 式（ 155）及表中數據，以及軸單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力，故取α =,軸的計算應力 23 M P aM P a. .W TMσca )