【正文】 H pF uZ Z Z Z K K K d b u? ? ? ?? ? ? ? 校核齒面解除疲勞強(qiáng)度。 ??????1 = ????????????????1????1= arccos(??1??????????????1)= 176。 由于無變位，端面嚙合角 αt′ = αt = 176。?? = 1 故 Zξ = √ 1????= √ = 螺旋角系數(shù) ???? = √cosβ = √??????176。3?? = 齒面接觸應(yīng)力 σH = ② 計(jì)算許用接觸應(yīng)力 σHP ?????? = ?????????????????????????????????????????? 總工作時(shí)間： ??總 = 10 365 8 2 =58400h 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： ????1 = 60γ??1??總 = 109? ????2 = ????1?? = 108? 接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)： ??????1 = , ??????2 = 接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)： ??????1 = , ??????2 = 齒 面 工 作 硬 化 系數(shù) ： ????1 = ????2 = ?14 ????2。 5. 確定主要尺寸 中 心 距 ： a = ??1:??22 = 圓整取a = 171mm 由公式 a = (??1:??2)????2???????? 可求得精確的螺旋角 β = arccos(??1:??2)????2?? = 176。 = 小齒輪直徑 ??1 = ???? ???1 = 大齒輪直徑 ??2 = ???? ? ??2 = 齒寬 b = 82mm ??1 = 90mm ??2 = 82mm 小齒輪當(dāng)量齒數(shù) ????1 = ??1????????3 = 取 35 大齒輪當(dāng)量齒數(shù) ????2 = ??2????????3 = 取 110 15 疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 σF = KA ? KV ?K???? ?K???? ? Ftbmn?YFa ?YSa ? Yε?Yβ ≤ σHP ① 計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力 使用系數(shù) ???? = 動(dòng)載荷系數(shù) ???? = 齒間載荷分配系數(shù) ?????? = 齒向載荷分配系數(shù) ?????? = 重合度系數(shù)： ???? = + ????v= 齒形系數(shù)： ??????1 = , ??????2 = 應(yīng)力修正系數(shù)： ??????1 = ， ??????2 = 螺旋角系數(shù)： ???? = ????1 = , ????2 = ② 計(jì)算需用彎曲應(yīng)力 ?????? = ???????????????????????????????????????????????????????????? 齒根彎曲疲勞極限 ??????????1 = 300MPa, ??????????2 = 270MPa 彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)： lim ? 彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù) ： ????1 = ????2 = 1 彎曲壽命系數(shù)： ??????1 = , ??????2 = 應(yīng)力修正系數(shù)： ??????1 = ??????2 = 2 相對(duì)齒根圓攪敏感及表面狀況系數(shù)： ????????????1 = ????????????2 = ????????????1 = ????????????2 = 1 ??????1 = 427MPa， ??????2 = 401MP ③ 彎曲疲勞強(qiáng)度的校核 ????1 ??????1， ????1 ??????1 ??????1 = 427MPa ??????2 = 401MP 16 核 無嚴(yán)重過載，無需靜載荷校核。????′2 = 600+2020?2 = 取 a = 672mm ??0 = 600mm a = 672mm 輪包角 ??1 = 180176。 ? ????1:????2?? 176。 120176。 數(shù) ??0 ???? = i = 1 ????? = 0kw 包角系數(shù) ???? = 長(zhǎng)度系數(shù) ???? = z = 7 17 z = ????[??] = ????(????: ?????)????????= 取 7 條 初拉力 ??0 = 500????????(???? ? 1)+??????2 ???? = ??0 = ??0 = 帶在軸上的作用力 ???? ???? = 2z??0????????12 = ???? = B = (z ? 1)e+2f = 182mm 外徑 ????1 = ????1 + 2??? ???取 5 ????1 = 220mm ????2 = 218mm B = 182mm 軸的設(shè)計(jì) (1) 高速軸的設(shè)計(jì) 項(xiàng)目 設(shè)計(jì)計(jì)算過程 計(jì)算結(jié)果 材料和熱處理 根據(jù)軸的使用條件，由于是齒輪軸故選與齒輪相同的材料 40Cr,調(diào)制處理，硬度 241～ 286HB,平均260HB 40Cr 調(diào)制處理 轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑 C = 100 d ≥ C√????3 = 100√ = 按聯(lián)軸器的標(biāo)準(zhǔn)系列，取軸徑 d = 30mm 軸孔長(zhǎng)度 L = 82mm d = 30mm 設(shè)計(jì)周的結(jié)構(gòu) 初選 3 尺 寸 系 列 深溝 球 軸 承 6308 一對(duì) ，d=40mm,D=90mm,B=23mm 初步設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)如下圖： 深溝球軸承 6308一對(duì) 18 空間受力分析 該軸所受的外載荷為轉(zhuǎn)矩，小齒輪上的作用力，由于外部連接聯(lián)軸器故忽略皮帶輪的壓軸力，空間受力圖如下： 輸入轉(zhuǎn)矩 ??1 = ?m 小齒輪的圓周力 ????1 = 2??1??1= 小齒輪的徑向力 ????1 = ????1?????????????????? = 小齒輪的軸向力 ????1 = ????1???????? = ????1 = ????1 = ????1 = 19 軸承支撐點(diǎn)的支反力 ①垂直面支反力和彎矩計(jì)算 ?????? = ????1160210 = ?????? = ????150210 = ?????? = 190 = 20 = ?mm 受力圖和彎矩圖如下： ②水平面支反力及彎矩 ?????? = ?????? = ??????′ = 20448N?mm ?????? = 31750?? ? mm ?????? = ?????? = ?????? = ?mm 20 并繪制合成彎矩圖 ????′ = √??????2 +??′????2 = ?mm ???? = √??????2 +??????2 = ? mm 合成彎矩圖圖： 并繪制轉(zhuǎn)矩圖 T = 106 ???? = ?m 轉(zhuǎn)矩圖： T = ? m 并繪制當(dāng)量彎矩圖 轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)考慮，取 10[][]bb?? ??? ???? = 750MPa [??。1b] = 75MPa 13 []0 .1 ebbMMeWd???? ? ? 危險(xiǎn)截面處的彎曲應(yīng)力： ???? = ?????? = ??????3 = 1[]bb???? 安全 ???? = (2) 中速軸的設(shè)計(jì) 項(xiàng)目 設(shè)計(jì)計(jì)算過程 計(jì)算結(jié)果 材料和熱處理 根據(jù)軸的使用條件，選擇 40Cr,調(diào)制處理，硬度241～ 286HB,平均 260HB 40Cr 調(diào)制處理 轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑 C = 100 d ≥ C√????3 = 100√ = 取軸徑 d = 40mm d = 40mm 設(shè)計(jì)周的結(jié)構(gòu) 初選 3 尺 寸 系 列 深溝 球 軸 承 6308 一對(duì) ，d=40mm,D=90mm,B=23mm 初步設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)如下圖： 深溝球軸承 6308一對(duì) 22 空間受力分析 該軸所受的外載荷為轉(zhuǎn)矩，小齒輪上的作用力，由于外部連接聯(lián)軸器故忽略皮帶輪的壓軸力，空間受力圖如下： 輸入轉(zhuǎn)矩 ??1 = ?m 小齒輪的圓周力 ????1 = 2??1??1= 大齒輪的圓周力 ????2 = 2??1??2= 小齒輪的徑向力 ????1 = ????1?????????????????? = 大齒輪的徑向力 ????2 = ????2?????????????????? = 小齒輪的軸向力 ????1 = ????1???????? = 大齒輪的軸向力 ????2 = ????2???????? = ????1 = ????1 = ????1 = ????2 = ????2 = ????2 = 23 軸承支撐點(diǎn)的支反力 ①垂直面支反力和彎矩計(jì)算 ?????? = ?????? = ??????1 = ? mm ??????2 = ?mm 受力圖和彎矩圖如下： ②水平面支反力及彎矩 ?????? = ?????? = ??????1′ = ?mm ??????1 = ?? ?mm ??????2′ = 88121N ?mm ??????2 = ?? ?mm ?????? = ?????? = ??????1 =?mm ??????2 = ?mm 24 并繪制合成彎矩圖 ????′ = √??????2 +??′????2 ????1′ = ?mm ????2′ = ? mm ???? = √??????2 +??????2 = ? mm ????1 = ?mm ????2 = ? mm 合成彎矩圖圖： 并繪制轉(zhuǎn)矩圖 T = 106 ???? = ?m 轉(zhuǎn)矩圖： T = ? m 并繪制當(dāng)量彎矩圖 轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)考慮，取 10[][]bb?? ??? ???? = 750MPa [??。1b] = 75MPa 13 []0 .1 ebbMMeWd???? ? ? 危險(xiǎn)截面處的彎曲應(yīng)力： ???? = ?????? = ??????3 = 1[]bb???? 安全 ???? = (3) 低速軸的設(shè)計(jì) 項(xiàng)目 設(shè)計(jì)計(jì)算過程 計(jì)算結(jié)果 材料和熱處理 根據(jù)軸的使用條件，選擇 40Cr,調(diào)制處理，硬度241～ 286HB,平均 260HB 40Cr 調(diào)制處理 轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑 C = 100 d ≥ C√????3 = 100√ = 按聯(lián)軸