【正文】 直徑由后面高速軸的設(shè)計而定。帶輪結(jié)構(gòu)圖如下： （二）高速級齒輪傳動的設(shè)計 1．選定高速級齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)。因為斜圓柱齒輪具有傳動穩(wěn)定性高，且傳動時不存在打齒的現(xiàn)象，可以有效的延長齒輪的壽命。故選用 87 級精度。大齒輪材料也選為 45 號鋼，經(jīng)過正火處理使其硬度為 190HBS。選用 45 號鋼是因為其單位質(zhì)量的性價比比合金鋼的要高，適于做中高強度的軸和齒輪。齒數(shù)比 ??u 。 1） 試選定載荷系數(shù) ?tK 。 3） 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mmNmNTT ?????? 421 103 9 7 7 。 5） 由機設(shè)教材表 106 查得材料的彈性影響系數(shù) MPaZ E ? （大齒輪均采用鍛造）。再由教材圖 1021C 按齒面硬度查得大齒輪的接觸疲勞強度極限 MPaitH 3902lim ?? 。212 101 5 9 ????? iNN （其中 1n 為 1 軸轉(zhuǎn)速 ， 39。 8） 由機設(shè)教材圖 1019 查得接觸疲勞壽命系數(shù) ?NHK ， ?NHK 。再由教材表 104 查得 8 級精度、調(diào)質(zhì)小齒輪相對軸承非對稱布置時： 322 )( ?????? ddK H ??? 5 )( 3 ????????? ?b 根據(jù) ?hb 、 ??HK 由教材圖 1013 查得 ： ??FK ， 故載荷系數(shù) ????????? ?? HHVA KKKKK 。 3） 計算當量齒數(shù) 。 4） 查取齒數(shù) 系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)，由教材表 105 查得： ?FaY 。 5） 由教材圖 1020C 按齒面硬度查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限MPaFE 3801 ?? ；由教材圖 1020B 按齒面硬度查得大齒輪的彎曲疲 勞強度極限 MPaFE 3252 ?? 。 7） 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取彎曲疲勞安全系數(shù) ?S MP aSK FNFNF ][ 111 ????? ?? MP aSK FNFNF ][ 222 ??? ?? 8） 計算大小齒輪的][ FSaFaYY??并加以比較 247 ][ 11 ????F SaFa YY ?； 018 ][ 22 ????F SaFa YY ? ， 以大齒輪的數(shù)值大 。故可取由彎曲疲勞強度算得的模數(shù) ，并就近圓整為標準模數(shù) mmmn ? ， 而按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑mmd ? 。 ???? ZiZ ，取 842?Z ， 實際傳動比 ?? ZZi 與原傳動比 3。 5 幾何計算 （ 1）中心距計算 mmmZZa n 14c os2 )8424(c os2 )( 21 ??????? ??將中心距圓整為 139mm （ 2） 按圓整后的中心距修正螺旋角 ： ??? ?????? )8424(a rc c os2 )(a rc c os 21 a mZZ n? （ 3） 計算大小齒輪的分度圓直徑： mmmZd n os os11 ????? ?? mmmZd n os os22 ????? ?? （ 4） 計算齒輪寬度 mmddb 7 7 7 ????? ? 圓整后取 62mm。由于 1Z 、2Z 、 1d 、 2d 、 ? 、 b 發(fā)生了變化，故相應(yīng)的有關(guān)參數(shù) 1FaY 、 2FaY 、 1SaY 、2SaY 、 ?? 、 VK 、 ?HK 、 ?FK 、 ?Y 、 HZ 等都要進行修正，然后再修正 13 各個計算結(jié)果，看齒輪強度是否夠。 （ 3） 8 7 7 a n2413 1 a n3 1 1 ????????? ???? ? Zd ，根本此縱向重合度 ??? ， 從教材圖 1028 查得螺旋角影響系數(shù) ??Y 。 （ 5） 齒高 mmmh nt 6 2 ???? ??hb 由教材表 104 查得 8 級精度，調(diào)質(zhì)小齒輪相對支承非 對稱布置時， )()( 3322 ???????????????? ?? bddK H ??? 再由教材 1013 查得： ??FK ； （ 6） NdTF t 511 ????? mmNmmNb FK tA /100/ ???? 故查 取 ?HK 、 ?FK 時，假設(shè) mmNbFK tA ??? 1 0 0/ 是合適的，仍用?? ?? FH KK ； （ 7） 齒面接觸 疲勞強度計算用載荷系數(shù) 1 9 7 7 ????????? ?? HHVA KKKKK ； 齒根彎曲疲勞強度計算載荷系數(shù) ????????? ?? FFVA KKKKK （ 8）由教材圖 1030 選取區(qū)域系數(shù) ?HZ 14 （ 9）3 211 ]][[12HEHt ZZuud TKd ?????????? ) ( 25 ?????? ???? （ 10） 247 ][ 11 ???F SaFa YY ? ][ 22 ???F SaFa YY ?，知大齒輪的數(shù)值大。 6 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計，小齒輪由于直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪孔板式 結(jié)構(gòu) ，結(jié)構(gòu)尺寸用經(jīng)驗公式和后續(xù)設(shè)計的中間軸配合段的直徑來進行計算 7 其 結(jié)構(gòu)草圖如下： 8 所設(shè)計的齒輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)匯總?cè)缦拢? 名稱 結(jié)構(gòu)尺寸經(jīng)驗公式 轂孔直徑 d 由中間軸設(shè)計而定 輪轂直徑 3D dD ? 輪轂寬度 L 90~72)~( ?? dL 腹板最大直徑 0D na mdD )14~10(0 ?? 板孔分布圓直徑 1D 2/)( 301 DDD ?? 孔板直徑 2D ))(( 302 DDD ??? 腹板厚度 C BC )~(? 9 齒輪相關(guān)參數(shù)如下： 名稱 公式或相關(guān)符號 結(jié)果 法面模數(shù) nm 2． 5mm 15 法面壓力角 螺旋角 n? ? ?20 ? 齒數(shù) 1Z 24 2Z 84 傳動比 2i 3． 5 分度圓直徑 1d 61． 779mm 2d 216． 227mm 齒頂圓直徑 naa mhdd ??? *11 2 66． 779mm naa mhdd ??? *22 2 221． 227mm 齒根圓直徑 naf mchdd ???? )(2 *11 55． 529mm naf mchdd ???? )(2 *22 209． 977mm 中心距 ?cos2 )( 21 ZZma n ?? 139mm 齒寬 51 ??bB 67mm bB?2 62mm 四 . 軸的設(shè)計 A）、輸入軸Ⅰ的設(shè)計。已知高速級小齒輪的分度圓的直徑 mmd ? 則圓周力： NdTF t 7397422 1 1 ????；徑向力： NFF ntr ostan ??? ?? 16 NFF ta 8 77 7 a n7 9 3 9 4t a n ???? ?? 3）、初步確定軸的最小 直徑 按扭轉(zhuǎn)強度進行計算 由公式31103 ][ 5 5 0 0 0 0 nPAnpdr?? ? ，估算最小直徑，有： 選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù) 教材 表 153，取 mmA 12601 ? 則 mmnPAd 3 8 49 7 4 4 2 6 33 110m i n1 ???? 輸入軸的最小直徑顯然是與 V 帶大帶輪 的直徑 dⅡ?1配合 ，為了使所選的軸的直徑與 V 帶 帶 輪 的 孔 相 適 應(yīng) ， 其 用 的 是 鍵 連 接 ， 則mmdd %)71(39。 由于大帶輪不是標準件，故就選大帶輪的輪轂孔孔徑 dⅡ?1為 27mm。 a、擬定軸上的裝配方案，如下圖 b、根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。 由于 11d 等于大帶輪的 0d ，又因為其輪轂寬度0)~( dB ? ，取 mmdB 0 ?? 。 （ 2）初步選擇滾動軸承 由于我所選用的齒輪為斜齒輪會在軸向和徑向產(chǎn)生力 ，故 軸承 不僅 受有徑向力 也受軸向力 的作用，故選用 圓錐滾子 軸承，參照工作要求，并根據(jù)mmd 2721 ?? 故選用 圓 錐 滾 子 軸 承 32021 型 ， 其 尺 寸 為mmmmmmmmTBDd 18176235 ??????? ，故 mmdd 356543 ?? ?? ， 右端軸承采用軸肩定位，由于軸承選用定位軸肩高度 11)~( dh ? ，取h=3mm,則軸肩大于小齒輪分度圓直徑，則設(shè) mmd 3032 ?? ， mmL 8032 ?? ，mmL 3543 ?? 。 （ 3）齒輪 軸 段。 （ 4）設(shè)軸承端蓋的總寬度為 47mm，（由減速器與軸承的端蓋設(shè)計）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 大 V 帶帶輪右端面的距離 L=80mm。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。 參考表 152 取軸端倒角為 452? 0 ，各軸肩處的圓角半徑見圖 18 5）求軸上的載荷。 d．水平面內(nèi)有軸的 彎矩方程如下： xFM Azz ??1 )670( ??x )67(2 ???? xFxFM tAzz )( ?? x mmNM z ??? 1 9 7 1m a x 由此得 1 受力分析圖中 水平面內(nèi)彎矩 圖 圖（ D）所示。 g．繪制 扭矩 圖 轉(zhuǎn)矩由上面算知 mmNT ?? 73974 19 此當量彎矩圖在軸 1 受力分析圖中圖（ F）所示； h．繪制當量彎矩圖 轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪力按脈動循環(huán)變化，取 1?? ，最危險截面處的當量彎矩： 2122 ])([ TMM ec ??? 合 21][ ?? mN?? I． 校核危險截面處的強度； )7 7 ( 0 ??? dM ece? M P aM P a 45][ 1 ??? ?? ?該軸強度合格。 由于定為齒輪軸，故條件相當寬裕，無需較核。 齒輪軸軸徑相對寬裕，故無需精確較核。 1 ）輸出軸上的功率 kWp 2 ?，轉(zhuǎn)速 m in/9 8 0 93 rn ?，轉(zhuǎn)矩mmNT ?? 2406142 2）求作用在齒輪上的力。 3）初步確定軸的最小直徑。m i nm i n ?????? ，圓整為 38mm 根據(jù)最小直徑選連軸器型號 轉(zhuǎn)矩 mmNTKTAca ??? 3 1 2 7 9 8 23（ 3.?AK ，軸Ⅰ已選） 根據(jù)條件查 《機械設(shè)計課程設(shè)計》指導(dǎo)書選取為 GY5 型 （ GB58432021） 剛性 聯(lián) 軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 400000 mmN? ，半聯(lián)軸器的孔徑為 mmd 381 ? 故mmd 381 ? ，半聯(lián)軸器長度 L=82mm,半聯(lián)軸器與軸配合的彀孔長度為mmL 7876 ?? 4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 a、擬定軸的裝配方案 22 b、根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。為了保證軸不壓軸端面，故 67 段的長度取 82mm。 由于齒輪用的是斜齒輪，故軸既受 徑向力 又受軸向力的作用 ，故選 圓錐滾子軸 承，根據(jù) mmd 4565 ?? 故 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》表 6154 選用 32021 型 圓錐滾子 軸承，其尺寸mmmmmmmmTBDd 20218050 ??????? ，故 mmdd 502154 ?? ?? ，而 mmL ??