【正文】 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小要取決于彎曲程度所決定的承載能力，而吃面接觸疲勞強度所決定的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，可取彎曲強度算得的模數(shù) ，就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 mm? 。 11 6 8 .3 6 2 7 .3 4 2 82 .5tdZ m? ? ? ? 大齒輪的齒數(shù)， 2 1 1 28 120 .4 121Z i Z? ? ? ? ? ? 這樣設(shè)計出的齒輪傳動既滿足了吃面接觸強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。 12 驗算齒面接觸強度 取 Z MPa? ， ? 。 齒輪傳動的作用力及計算載荷（ 020?? ）。 選擇齒輪材料和熱處理方式 考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪采用 8級精度，有方案圖知齒輪為直齒圓柱齒輪。齒面硬度 240HBC。 13 1) 由機械設(shè)計表 107取 1?d? 。 3) 選取載荷系數(shù) ? 。 5) 計算應(yīng)力循環(huán)系數(shù) N 。 根據(jù)， 3 /v m s? 、 8 級精度。由 33 bh ? ， ? ? 查表 1013得 ? ? ；故載荷系數(shù) 1. 25 1. 03 1 1. 47 0 1. 93A v H HK K K K K??? ? ? ? ? ? 校核所得分度圓直徑 由式 1010a 得3333 1 . 9 31 0 4 . 8 5 1 3 0 . 0 11 . 2 5ttKd d m mK? ? ? ? 計算模數(shù) m 。 1. 25 1. 03 1 1. 42 1. 83A v F FK K K K K??? ? ? ? ? ? 查取齒數(shù)系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)，由表 105 查得： 3 ? 、 4 ? 、 3 ? 、4 ? 。 ? ?33 2 .6 5 1 .5 8 0 .0 1 9 72 1 2 .5 7F a saFYY? ??? ? ?44 2 .1 2 1 .7 7 0 .0 1 8 52 1 2 .5 7F a saFYY? ??? 小齒輪的數(shù)值大。按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑 3 mm? 則算出小齒輪的齒數(shù)。 幾何尺寸計算 計算分度圓直徑： 33 27 4 108d Z m mm? ? ? ? ? 44 92 4 368d Z m mm? ? ? ? ? 計算中心距： 34 1 0 8 3 6 8 29222dda m m? ?? ? ? 計算齒輪寬度： 3 1 108 108db d m m?? ? ? ? 取 4 108B mm? ， 3 113B mm? 。實際傳動比 4392 127ZZ? ? ? ? 522232 1 2 1 . 2 5 3 . 5 1 0 3 . 4 1 1( ) 2 . 5 1 8 9 . 81 0 8 1 0 8 3 . 4 1H H EKT ZZbd ?? ?? ? ? ? ???? ? ? ???? ??? ?44 9. 87 7 46 0. 8HM P a M P a?? ? ? 安全。 由式 103有 圓周力 523 32 2 3 .7 1 0F 6 8 5 1 .8 5 N108t Td ??? ? ? 17 634 42 2 1 .1 9 1 0F 6 5 2 1 .7 4368t T Nd ??? ? ? 徑向力 033F ta n 68 51 .8 5 ta n 20 24 66 .6 7rt FN?? ? ? ? 44 ta n 65 21 .7 4 ta n 20 23 47 .8 3ortF F N?? ? ? ? 軸向力 33 06 8 5 1 .8 5 7 2 8 9 .2 0c o s c o s 2 0ta FFN?? ? ? 44 06 5 2 1 .7 4 6 9 3 8 .0 2c o s c o s 2 0ta F ?? ? ? (3)高低齒輪的參數(shù)列表如下： 表 71 齒輪參數(shù) 名 稱 高速級 低速級 模數(shù) (mm) 4 中心距（ mm） 292 齒數(shù) 1Z 28 27 2Z 121 92 分度圓直徑（ mm） 1d 70 108 2d 368 齒寬 (mm) 1b 75 113 2b 70 108 材料及熱處理 45 鋼調(diào)質(zhì) 45 鋼調(diào)質(zhì) 三 .齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 以大齒輪為例。如圖 51所示， 其他有關(guān)尺寸參看大齒輪零件圖 18 圖 51 低速齒結(jié)構(gòu) 第八章、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 、 中間軸 中間軸的功率 P 、轉(zhuǎn)速 n 、轉(zhuǎn)矩 T 。根據(jù)機械設(shè)計表 153 取 0 115A? 2 33m i n 023 . 7 21 1 5 3 9 . 196Pd A m mn? ? ? ? 中間軸的最小直徑顯然是安裝軸承處的直徑 IId? 。因軸承同時收油徑向力和軸向力 作用，故選用單列圓錐滾子軸承。 其尺 寸 為 4 0 8 0 1 9 .7 5d D T? ? ? ? ?。 采用如圖 81所示裝配方案。齒輪右端采用軸肩定位，軸肩高度 ? ，故取 5h mm? 。軸環(huán)寬度 ? ，且軸環(huán)右端定位高速齒的左端。 取安裝高速齒軸段 IV V? 的直徑 45IV Vd mm? ? 。 取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離 16a mm? ，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承的位置時，應(yīng)距箱體內(nèi) 壁一段距離 s，取 8s mm? （參看圖 81）。鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 56mm 。輪轂與軸的配合均為 76Hn 。此處選軸的直徑公差為 16m 。 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算圖（圖 82）。 21 3 7 0 060 N .mm3 6 4 7 6 .5 3 N .mm3 1 9 3 7 4 .4 0 N .mm2 9 9 9 2 8 .8 4 N .mm3 4 5 1 6 .6 7 N .mmFh1Ft 2Ft 1Fh22Fr 1Ft 1Fv1Fh1Fv2Fh2Fr 2Fv1Fv2Fr 11 0 7 3 1 1 .7 0 N .mm1 1 7 9 5 .6 2 N .mm 圖 82 軸的載荷分析圖 據(jù)圖計算各平面的支反力及彎矩 求軸上的載荷，將計算出的 F,M 值列于表 81： 表 81 各平面的支反力及彎矩 22 抗彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上的承受最大彎矩和扭矩的截面 的強度。 精確校核軸的疲勞強度。因 II III? ， 1 ?? , 45 ?? ．經(jīng)插值后可查得 ?? ?? ?? ， 又由附表 31 可得軸的材料敏感系數(shù)為 ??q ， ?tq 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 )()1(1 ???????? ??? ?qk )()1(1 ???????? ??? ?qk 由附圖 32 的尺寸系數(shù) ??? 。并取 ????k???k ，于是得 ????k ， ???? ???? ?? kk 25 軸按磨削加工 ,由附圖 34 的表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? ?? ?? 軸未經(jīng)表面強化處理，即 1?q? ，則綜合系數(shù)為 ??????? ???? ??kK ??????? ???? ??kK 所以截面左側(cè)的安全系數(shù)為 2751 ??????? ? mkS ??? ? ???? 2 1 5 51 ????????mkS ??? ????? 2222 ????????? SSS SSS ca???? 故可知其安全．至此，中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及強度校核完畢。 據(jù)表上述表 51 知： 1 kw? ， 1 412 / minnr? ， 41 10T N mm? ? ? 作用在齒輪上的力 據(jù)第七章設(shè)計計算知： 111traFNFN??? 初步確定軸的最小直徑 26 據(jù)機械設(shè)計式（ 152）初步估算最小直徑 ，選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 采用如圖 83所示裝配方案。故 30II IIIl mm? ? ， 35II IIId mm? ? 。 初選滾動軸承。因 軸承同時受有徑向力和軸向力作用，故選用單列圓錐滾子軸承 30207。則 35III IV V II V IIId d m m???? 而 IVl mm? ? 。齒輪左端 采用軸肩定位，軸肩高度 ? ，故取 5h mm? 。軸環(huán)寬度 ? ，取 12V VIl mm? ? 。根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與大帶輪的輪轂右端面的距離 30l mm? ，則， 50II IIIl mm? ? 。 則： 已 知滾 動軸 承 寬 mm? ，則( 75 72) 45. 25V I I V I I Il T S a m m? ? ? ? ? ? ?， 136IV V III V III III IV V V IIIl l l l mm? ? ? ?? ? ? ? 3) 軸上零件的周向定位 帶輪、齒輪的周向定位均采用平鍵連接，按 VI VIId? ，由機械設(shè)計表 61查得平鍵截面 12 8bh? ? ? 。同時為了保證齒輪與軸配合的良好對中性，故選擇齒輪輪轂與軸配合為 76Hn 同樣，帶輪與軸的連接選用平鍵為 8 7 36b h l? ? ? ? ?。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的。 4) 確定軸上圓角和倒角尺寸 參考機械設(shè)計表 152，取軸端倒角 01 45? ，各軸肩處圓角半徑均為 1。對于 30207 型圓錐滾子軸承，由機械設(shè)計手冊查得 mm? ，因此，作為簡支梁的軸的支承跨距為 1 2 3 90. 3 188 .45 64. 45 343 .2L L L m m? ? ? ? ? ?。根據(jù)式（ 155）及表82 的數(shù)值，并取 1?? ，軸的計算應(yīng)力 MP aW TMca 880801123000)( 3 22212 ?? ????? ）（?? 又已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 151 查得 MPa60][ 1 ??? ， ca? ? ][ 1?? ，故安全。 1).判斷危險截面 據(jù)受力彎矩圖及結(jié)構(gòu)圖分析知，只需校核截面 VI 左右兩側(cè)即可 . 2).截面 VI 左側(cè) : 抗彎截面系數(shù) 3333 2 8 mmmmdW ???? 抗扭截面系數(shù) 3333 8 5 7 mmmmdW T ????? 截面 VI 左側(cè)的彎矩 M 為 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 1 ?2 ? 1 ? 2 ? 彎矩 M mmNMM HH ??? 2 0 8 7 121 mmNM V ?? 1 6 8 4 N mm?? 總彎矩 mmNMMM VH ????? 5221 扭矩 T mmNT ?? 880801 30 mmNmmNM ??????? 5 截面 VI 上的扭矩 T mmNT ?? 880801 截面上的彎曲應(yīng)力： MP aMP aWMb ???? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MP aMP aWT TT ???? 由教材表 151查得 M P aM P aM P aB 1 5 52 7 56 4 0 11 ??? ?? ??? ，截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表 32 查取。由附圖 33 的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ??? 軸按磨削加工 ,由附圖 34 的表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? ?? ?? 軸未經(jīng)表面強化處理，即 1?q? ，則綜合系數(shù)為 31 ??????? ???? ??kK ??????? ???? ??kK 查手冊得碳鋼的特性系數(shù) ~??? ，取 ??? ~??? ，取 ??? 則計算安全系數(shù) caS 值，得 2751 ??????? ? mkS ??? ? ???? 2 1551 ????????mkS ??? ????? 2222 ????????? SSS SSS ca???? 故可知其安全． 3).截面 VI 右側(cè) : 抗彎截面系數(shù) 3333 mmmmdW ???? 抗扭截面系數(shù) 3333 1 2 8 0 mmmmdW T ????? 截面 VI 右側(cè)的彎矩 M mmNM ?? 1 4 3 2 截面 VI 上的扭矩 T mmNT ?? 880801 截面上的彎曲應(yīng)力 MP aWMb ???? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MP aMP a