【正文】 ③由表 [15]10 7? 選取齒寬系數(shù) ?? ② ④由表 [15]10 6? 查得材料的彈性影響系數(shù) MPaEZ ? ⑤由圖 [15]10 21d? 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限 lim 1 60 0 MPaH? ? ；大齒輪的接觸疲勞強度極限 lim 2 55 0 M PaH? ? ⑥由式 [15]10 13? 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 9116 0 6 0 9 1 0 1 ( 1 5 3 0 0 2 8 ) 3 . 9 3 1 1 0hN n jL? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (8) 9 812 31 10 73 8NN u ?? ? ? ? ⑦由圖 [15]10 19? 取接觸疲勞壽命系數(shù) 1 ? ； 2 ? 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，由式 [15]10 12? 得 1 l i m11 0 . 9 6 0 0[ ] 5 4 0 M Pa1H N HH K S?? ?? ? ? (9) 2 l i m 22 1 . 0 3 5 5 0[ ] 5 6 6 . 5 M P a1H N HH K S?? ?? ? ? 2）計算 ①試算小齒輪分度圓直徑 1td ，代入 []H? 中較小的值 213132312. 32 ( )[]1. 3 22 .3 5 10 5. 48 1 18 9. 8 2. 32 ( ) 37 .5 6 m m 1. 1 5. 48 54 0EtdHKT Zudu?????? ? ?? ? ? （ 10） ②計算圓周速度 v 、 11 3 7 . 5 6 9 1 0 1 . 7 8 8 6 6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0tdnv m s? ? ??? ? ??? ③計算齒寬 1 1 .1 3 7 .5 6 4 1 .3 1 6 m mdtbd?? ? ? ? ? （ 11） 8 ④計算齒寬與齒高之比 模數(shù) 113 7 . 5 6 1 .6 3 m m23tt dm z? ? ? （ 12） 齒高 2 .2 5 2 .2 5 1 .6 3 3 .6 7 4 m mthm? ? ? ? （ 13） 4 1 . 3 1 6 1 1 .2 4 53 . 6 7 4bh ?? （ 14） ⑤計算載荷系數(shù) 根據(jù) v m s? ， 7級精度，由圖 [15]108? 查得動載系數(shù) ? ； 直齒輪， 1HFKK????； 由表 [15]10 2? 查得使用系數(shù) ? ； 由表 [15]10 4? 用插值法查得 7級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時 ? ? ； 由 ? ， ? ? 查圖 [15]10 13? 得 ? ? ；故載荷系數(shù) 1 . 2 5 1 . 1 1 1 1 . 4 1 8 1 . 9 6 7A V H HK K K K K??? ? ? ? ? ? ⑥按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式 [15]10 10a? 得 3311 1 . 9 6 73 7 . 5 6 4 3 . 1 2 m m 1 . 3ttKdd K? ? ? （ 15） ⑦計算模數(shù) m 114 3 .1 2 1 .8 7 5 m m 23dm z? ? ? （ 3）按齒根彎曲強度設(shè)計 由式 [15]10 5? 得彎曲強度的設(shè)計公式為 13 212 ()[]Fa SadFYYKTm z??? （ 16） 1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ①由圖 [15]10 20c? 查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 1 50 0 MPaFE? ? ；大齒輪的彎曲強度極限 2 38 0 M PaFE? ? ； ②由圖 [15]10 18? 取彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 ? ； 2 ? ； ③計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=，由式 [15]10 12? 得 111 0 . 8 5 5 0 0[ ] 3 0 3 . 5 7 M P a1 . 4F N F EF K S?? ?? ? ? 222 0 . 8 8 3 8 0[ ] 2 3 8 . 8 6 M P a1 . 4F N F EF K S?? ?? ? ? ④計算載荷系數(shù) K 1 . 2 5 1 . 1 1 1 1 . 3 5 1 . 8 7 3A V F FK K K K K??? ? ? ? ? ? （ 17） ⑤查取齒形系數(shù) 由表 [15]10 5? 查得 1 ? ； 2 ? （線性插值法） ⑥查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 [15]10 5? 查得 1 ? ； 2 ? （線性插值法） 9 ⑦大、小齒輪的[]Fa SaFYY?并加以比較 1112 . 6 9 1 . 5 7 5 0 . 0 1 3 9 6[ ] 3 0 3 . 5 7F a S aFYY? ??? 2222 . 1 6 1 . 8 1 0 . 0 1 6 3 7[ ] 2 3 8 . 8 6F a S aFYY? ??? 經(jīng)過比較，大齒輪的數(shù)值大 2）設(shè)計計算 3322 1 . 8 7 3 2 2 . 3 5 1 0 0 . 0 1 6 3 7 1 . 3 7 3 m m1 . 1 2 3m ? ? ?? ? ?? 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) 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，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎曲強度算得的模數(shù) 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 2 mmm? ，按接觸強度算得的分度圓直徑 1 mmd ? ，算出小齒輪齒數(shù) 11 4 3 .1 2 2 1 .5 62dz m? ? ? 取 25 則有大齒輪齒數(shù)： 21 5 .4 8 2 5 1 3 7z uz? ? ? ? （ 4）幾何尺寸計算 ①計算分度圓直徑 11 25 2 50 m md z m? ? ? ? (18) 22 137 2 274 m md z m? ? ? ? 3d 我取為 100 由于 34137d d mm?? ②計算中心距 121 5 0 2 7 4= = 1 6 2 m m22dda ? ?? (19) ? ?342 2020dda mm??? ③計算齒輪齒寬 1 50 55 m mdbd?? ? ? ? 取 2 55 mmB ? ， 1 60 mmB ? （ 5）結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于小齒輪的直徑 比較小，可以做成齒輪軸；大齒輪的直徑比較大但其齒頂圓直徑小于 500 mm，可做成腹板式結(jié)構(gòu)，具體尺寸可參考圖 [15]10 39a? 。因此 ,機(jī)體結(jié)構(gòu)對減速器的工作性能 ,加工工藝 ,材料消耗 ,重量及成本等有很大的影響。 鑄鐵減速器機(jī) 體的結(jié)構(gòu)尺寸見下表 : 表 3 鑄鐵減速器機(jī)體的結(jié)構(gòu)尺寸 Table 3 Cast iron gear reducer structure size of the body 名 稱 符 號 減速器尺寸關(guān)系 尺寸選擇 機(jī)座壁厚 機(jī)蓋壁厚 機(jī)座凸緣厚度 機(jī)蓋凸緣厚度 機(jī)座底凸緣厚度 地腳螺釘直徑 地腳螺釘數(shù)目 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 機(jī)蓋和機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑 聯(lián)接螺栓 d2的間距 軸承端蓋螺釘直徑 δ δ 1 b b1 b2 fd n d1 d2 l d3 +1≥8 +1≥8 1 +12 a≤250 時， n=4 fd (～ ) fd 150～ 200 (～ ) fd 8 9 12 20 16 4 12 8 175 7 表 4 c值 Table 4 c value 螺栓直徑 M8 M10 M12 M16 M20 M24 M30 C1min C2min 沉頭座直徑 13 11 20 16 14 24 18 16 26 22 20 32 26 24 40 34 28 48 40 34 60 注：多級傳動時， a取低速級中心距。 （ 2）初步確定軸的最小直徑 按式 [15]15 2? 初步估算軸的最小直徑。 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 1ca AT KT? ，查表 [15]14 1? ，考慮到轉(zhuǎn)矩變化和沖擊載荷大（如織布機(jī)、挖掘機(jī)、起重機(jī)、碎石機(jī)），故取 ? ，則： N mcaT ? ? ? ? 按照計算轉(zhuǎn)矩 caT 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件并且考慮到補償兩軸綜合位移，查表 [14]83? ，選用 GICL1 鼓形齒式聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 800 Nm? 。 （ 3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于此軸是裝有聯(lián)軸器的齒輪軸，所以結(jié)構(gòu)采用外伸梁布局，外伸部分裝聯(lián)軸器，兩軸承布置在齒輪的兩端，軸系采用兩端單向 固定布置，為避免因溫度升高而卡死，軸承端蓋與軸承外圈端面留出 mm 的熱補償間隙，軸的初步結(jié)構(gòu)如下圖所示。半聯(lián)軸器與軸配合的孔徑長度為 82 mm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在 軸的端面上，因此 1d 段的長度應(yīng)比 82略小一些，現(xiàn)取 1 80 mml ? 。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離30 mml? ，故取 2 50 mml ? 。因軸承主要承受徑向載荷作用，故選用深溝球軸承?？紤]到軸承與齒輪潤滑方式不一樣 ，因此需要以擋油環(huán)將其隔開，可取擋油環(huán)的寬度為 20 mm，因此 3 43 mml ? 。 5）根據(jù)齒輪傳動的設(shè)計可知， 5 54 mmd ? ， 5 60 mml ? 6）根據(jù) 4）可知， 6 48 mmd ? ；軸環(huán)寬度 ? ，即 4 mmb ? ? ? ，取 8 mmb ? ，則有 6 8 mml ? 。 （ 5）求軸上載荷并做出軸的彎矩圖和扭矩圖 圖 3軸的計算簡圖 Calculation diagram of shaft 其中 1 1 2 2 80 50 23 2 14 1. 5 m mL l l B? ? ? ? ? ? ? 2 4 120 2 2 20 23 2 93 .5 60 2 15 5 m mL B l B? ? ? ? ? ? ? ? ? 3 1 62 1 4 .5 2 6 0 2 8 1 4 .5 2 3 2 6 4 m mL B l B? ? ? ? ? ? ? ? ? 4 2 23 2 m mLB? ? ? 1) 求水平面支反力 12NH NH tF F F??； 2 2 3 2()N H tF L L F L? ? ? ? (21) 式中： 3112 2 2 2 . 3 5 1 0 8 9 4 50t TFNd ??? ? ? 代入數(shù)據(jù)有： 1 NHFN? 2 63 NHFN? 2） 繪制水平面的彎矩圖 13 圖 4水平面的彎矩圖 horizontal plane bending moment diagram 其中 12 4 0 4 9 5 .3 H NHM F L N m m? ? ? ? 3）求水平面支反力 12NV NV rF F F??； 2 2 3 2()N V rF L L F L? ? ? ? (22) 式中： t a n 8 9 4 t a n 2 0 3 2 5 . 3 9 rtF F N?? ? ? ? ? 代入數(shù)據(jù)有： 1 NVFN? 2 ? 4）繪制垂直面的彎矩圖 圖 5垂直面的彎矩圖 Vertical bending moment dia