【正文】 (3)計(jì)算帶的根數(shù) Z= P/【 P0】 = 所以 ,V帶取 2根。 z179。 179。7. 49179。 179。Z179。sin(α 1/2)=2179。 (176。 Ld=1800mm a=485mm α 1=176。懸著相應(yīng)的強(qiáng)度計(jì)算方法 ,確定齒輪主要參數(shù)和尺寸 ,然后再 進(jìn)行其他方面的強(qiáng)度校核 ,以保證在規(guī)定的試用期間內(nèi)不發(fā)生任何形式的失效。小齒輪選用 45鋼 ,調(diào)質(zhì)處理 ,齒面平均硬度為 240HBS；大齒輪選用 45 鋼 ,正火調(diào)質(zhì)處理 ,齒面平均硬度為 190HBS。 Z1=179。 (2).查資料【 1】 (P147表 112),取電動(dòng)機(jī)載荷系數(shù) K=。 確定許用應(yīng)力 小齒輪的齒面平均硬度為 ：查【 1】 (P145 表 111),通過(guò)線性插值來(lái)計(jì)算 , [σH] 1=[513+(240217)/(255217)179。 (315301)] MPa =309MPa 大齒輪的齒面平均硬度為 190HBS,查參考資料：【 1】 (P145表 111),通過(guò)線性插值來(lái)計(jì)算 , [σH] 2=491Mpa [σF] 2=291 MPa 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)距 ： T1=44344N?mm 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 小齒輪選用 45鋼 ,調(diào)質(zhì)處理 大齒輪選用 45鋼 ,正火調(diào)質(zhì)處理 Z1=20 Z 2 =66 K= d? = [σH] 1=532MPa [σ F]1=309MPa [σ H]2=491MPa [σF] 2=291MPa T1=44344N?mm 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 12 由【 1】 (P148表 113),知 EZ =,取較小的許用接觸應(yīng)力 [σH] 2代 入： d1=[KT/ d? (u+1)/u( EZ /[σH] 2)2]1/3 =51(mm) 式中： d 1—— 小齒輪的分度圓直徑 ,T 1—— 小齒輪的轉(zhuǎn)矩 ,u—— 齒數(shù)比 ,u= Z 2/ Z1 d? —— 齒寬系數(shù) ,[σH] 2—— 許用接觸應(yīng)力 。 計(jì)算齒輪的主要幾何尺寸 分度圓直徑 :d 1 = m Z1 =179。 66mm=165mm 齒頂圓直徑 :d a1=( Z1+ 2h *a)m=[(20+2179。 ]mm =55mm d a2=( Z2+ 2h *a)m =[(66+2179。 ]mm=170mm 中心距： a=(d 1+d 2)/2=(50+165)/2mm= 齒寬 :b=φ bd 1=50 mm 故取 b2=50mm,b1=b2+(5~10)mm,取 b1=60mm。 179。 179。 179。 YFa2YSa2/ YFa1 YSa1=179。 (179。 計(jì)算齒輪的圓周速度 V 齒輪 ： V 齒輪 =π d1n1/(60179。但對(duì)于一般的機(jī)械設(shè)備中的軸 ,因轉(zhuǎn)速不高 ,只要保證強(qiáng)度或剛度要求就行了。 軸的材料的選擇 由于工作時(shí)軸上的應(yīng)力多為交變應(yīng)力 ,所以軸的失效一般為疲勞斷裂 ,因此軸的材料首先應(yīng)有足夠的疲勞強(qiáng)度；對(duì)應(yīng)力集中敏感性低；還應(yīng)滿足剛度、耐磨性、耐腐蝕性的要求了 ,并具有良好的加工性。 因此 ,軸的材料選擇為 45 鋼 ,調(diào)質(zhì)處理。 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑 軸徑 d的設(shè)計(jì)計(jì)算公式為 d≥ A(P2/n2) 1/3 查【 1】 (P230表 153),取 A=115,代入上面公式 ,得 : d≥ 28mm 考慮鍵槽影響以及聯(lián)軸器孔徑系列標(biāo)準(zhǔn) ,將直徑增大 5%,則 d=28179。 因此 ,可取最細(xì)的軸徑 d1=30mm。 (2) 確定軸各段直徑 繪制軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 45鋼調(diào)質(zhì)處理 σb=650MPa σs=360MPa [σ ]=60 MPa P2= n2= (r/min) A=115 d=30mm d1=30mm 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 14 圖 輸出軸的結(jié)構(gòu) 圖 查【 2】 (P42),定位軸肩：當(dāng)直徑變化時(shí)為了固定軸上零件或承受軸向力時(shí) ,其軸肩高度要大些 ,如圖 d1與 d2,d4與 d5, d6與 d7的軸肩 . 查【 1】 (P226表 152),可知 ,為保證零件與定位面靠緊 ,軸上的過(guò)度圓角半徑 r應(yīng)小于軸上的零件圓角半徑 R和倒角 C。 所以 ,d2= d1+2(～ )d1=～ 36mm ?。?d2=34mm 查【 2】 (P42),有配合或安裝標(biāo)準(zhǔn)件的直徑：軸上有軸、孔配合要求的直徑 ,如圖 所示的安裝齒輪和聯(lián)軸器處的直徑 d d1,一般應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)值 (見(jiàn) 查【 2】 表 107表 141)。 查【 2】 (P43),非定位軸肩： 軸徑變化僅為裝拆方便時(shí) ,相鄰直徑要小些 ,一般為 (1～ 3)mm,如圖 71中的 d2與 d3,d3與 d4,d5與 d6處的直徑變化。 求 d4： 為便于齒輪裝拆與齒輪配合處軸徑 d4應(yīng)大于 d3， 所以 ,d4= d3+(1～ 3)=38mm～ 40mm d4處安裝齒輪一般取標(biāo)準(zhǔn)值 ,查【 2】 (P97表 107).可知取 d4=40mm。 求 d7： 滿足齒輪定位的同時(shí) ,還應(yīng)滿足右側(cè)軸承的安裝要求 ,根據(jù)選定軸承型號(hào)確定 .右端軸承型號(hào)與左端軸承相同 ,取 d7=35mm 求 d6： d6與 d7用軸肩實(shí)現(xiàn)軸向定位 ,齒輪在左 端用軸環(huán)定位 ,軸環(huán)直徑 d6, 所以 ， d6=d7+2(～ )d7=～ 42mm，取 d6=42mm。所以 d6 =41mm。輪轂寬度 L0與孔徑有關(guān) ,查【 2】 (P43).知 ,一般情況下 ,輪轂寬度 L0=(～ )d,最大寬度 Lmax? (～2)d,輪轂過(guò)緊則軸向尺寸不緊湊 ,裝拆不便 ,而且鍵連接不能過(guò)長(zhǎng) ,鍵長(zhǎng)一般不大于 (～)d,以免壓力沿鍵長(zhǎng)分布不均勻現(xiàn)象嚴(yán)重 .軸上零件靠套筒或軸端擋圈軸向固定時(shí) ,軸段長(zhǎng)度 L應(yīng)較輪轂寬 L0短 (2～ 3)mm,以保證軸上零件定位可靠 .因此可以得到 L1=(～ 2)d2=(～ 2)179。 403=45mm～ 61mm 取 L4=48mm 因?yàn)檩S端倒角 45度 ,所以 ， L7=B+2=16mm。 齒輪位于軸的中間 ,即 L5+ L6=L 套筒 ,所以可得 L5=6mm,L6=10mm。此次設(shè)計(jì)的為凸緣式軸承蓋 ,查【 2】 (表 415),伸出端蓋外部分的長(zhǎng)度 LB 與伸出端安裝的零件有關(guān) ,與端蓋固定螺釘?shù)难b拆有關(guān) ,查【 2】(P44)。由裝拆彈性套銷距離 B確定 (B值可由聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)查出 ).軸承蓋軸段長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)軸承蓋的寬度 ,并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定。 +12= d5=46mm d7=35mm d6=42mm L1=52mm L4=48mm B=14mm L7=16mm L3=34mm L5=6mm L6=10mm df= 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 16 軸承蓋螺釘直徑： d3 螺釘 =(～ ) df =～ ， 取 d3 螺釘 =7mm 所以 LB=(～ ) d3 螺釘 =～ LB=。 則 L2 =e+m+LB=8++=26mm 由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距 ： L=L3+L4+L5+L6=60+34+6+10=110mm 求作用在軸上的外力和支反力 根據(jù)軸系機(jī)構(gòu)圖繪制軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 ,如圖 (a)(b)(c)(d)(e) 圖 軸的強(qiáng)度計(jì)算 軸上所受的外力有：作用在齒輪上的兩個(gè)分力 ,圓周力 tF 和徑向力 rF ,方向如圖所示；作用在齒輪和半聯(lián)軸器之間軸段上的扭矩為 T。 ?m d3 螺釘 =7mm LB= e=8mm m= L2 =26mm L=110mm T2=?m 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 17 (2)、求分度圓直徑：已知 : d 2=165mm (3)、 求圓周力 ： Ft=2T2/d2= N (4)、求徑向力： Fr=Ft178。tan20 0 N= 將作用在軸上的力向水平面和垂直面分解 ,然后按水平和垂直面分別計(jì)算 . ○1 .垂直面的支反力 (見(jiàn)圖 (b)) RAV=RBV=Fr/2=○2 .水平面上的支反力 (見(jiàn)圖 (c)) RAH=RBH=Ft/2=作彎矩圖 (1).作垂直彎矩圖 (見(jiàn)圖 (b)) 垂直面上截面的 D處的彎矩 MDV=RAV179。 110/2N?mm=16797N?mm (2).作水平面彎矩圖 (見(jiàn)圖 (c)) MDH=RAH179。 110/2N?mm=?mm (3).作合成彎矩圖 (見(jiàn)圖 (d)) 把水平面和垂直面上的彎矩按矢量和合成起來(lái) ,其大小為 : MD=(MDV2+MDH2)1/2=(167972+)1/2N?mm =?mm 4).作扭矩圖 (見(jiàn)圖 (e)) 扭矩只作用在齒輪和半聯(lián)軸器中間平面之間的一段軸上 ， T=T2=?m。軸的材料為 45 鋼 ,調(diào)質(zhì)處理 ,查【 1】 (P224 表 151),得[σ ]=60MPa。 mm ?? [σ ]=60MPa 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 18 22()Dca MTW ?? ???223()?? ?[+(179。 403)MPa = []?? =60MPa 由此可知 ,軸的強(qiáng)度滿足要求 。 (1)轉(zhuǎn)矩已知： T1=179。mm (2)分度圓直徑已知： d 1=50mm (3)求圓周力 ： Ft=2T1/d1= N (4)求徑向力： Fr=Ft178。tan20 0 N= 軸徑 d的設(shè)計(jì)計(jì)算公式為 ： d≥ A(P1/n1) 1/3 查【 1】 (P230表 153),取 A=115,代入上面公式 ,有 ： d= 查【 1】 (P230),上式求出的直徑為軸的最小直徑 ,即外伸軸段直徑 ,需要圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑 ,與標(biāo)準(zhǔn)件相配是應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)件相一致。所以 ,取 d1=(1+5%)= 查【 2】 (P139表 141),可知 ： 取最細(xì)的軸徑 d1=20mm 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1)確定軸上零件的位置和固定方法 單級(jí)減速器中 ,可以將齒輪安排 在箱體中央 ,軸承對(duì)稱布置在齒輪兩邊 .軸外伸端安裝聯(lián)軸σ ca= 45鋼調(diào)質(zhì)處理 P1= n1=(r/min) Ft= N Fr= d1=20mm 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)