【正文】 ? ； 對直齒輪 1HFKK????； 由載荷狀態(tài)均勻平穩(wěn)查表得使用系數(shù) 1AK? ； 從課本表 104 中的軟齒面齒輪欄查得的小齒輪相對支承非對稱布置、 7 級精度時 ? ? ； 由 h?， HK ? ?，由圖 10－ 13 得 FK ? ?；故載荷系數(shù) 1 1. 07 1 1. 42 1 1. 52 0A v F HK K K K K??? ? ? ? ? ? 6） tK 和 K 的數(shù)值相差較大，所以按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由公式得 3311 1 . 5 2 06 3 . 1 4 6 6 . 5 2 m m1 . 3ttKdd K? ? ? ? 7）計算模數(shù) m ： 116 6 .5 2 2 .7 724dm m m m mz? ? ? 按齒根彎曲強度設計 由彎曲強度的設計公式為 ? ?13 212 Fa SadFYYKTm z????? ???? (1) 確定公式內的各計算數(shù)值 1）根據(jù)查表得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 1 500FE aMP? ? ；大齒輪的彎曲強度 極限 2 380FE aMP? ? ； 2）由圖 10－ 18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 ? ， 2 ? ； 3）計算彎曲疲勞許用應力。 1 1. 07 1 1. 42 1 1. 52 0A v F FK K K K K??? ? ? ? ? ? 5）查取齒形系數(shù)。 查取應力校正系數(shù)。 6）計算大、小齒輪的 ? ?Fa SaFYY? ，并加以比較。 （ 2）設計計算 4322 1 . 5 2 0 1 3 . 3 7 1 0 0 . 0 1 4 8 8 2 . 1 91 2 4m m m m m? ? ?? ? ?? 對比計算結果，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計算 的 模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲所決定的承載能力，而齒面 接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與直徑的乘積）有 關，可取由彎曲強度算得的模數(shù) 并就近圓整為標準值（第一系列） mm? ，按接觸強度算得的分度圓直徑 1 mm? ，算出小齒輪齒數(shù)： 11 6 6 .5 2 272 .5dz m? ? ? 大齒輪齒數(shù) ???z 幾何尺寸計算 (1)計算分度圓直徑 mmmzd mmmzd 11 ???? ???? (2)計算中心距 21 ????? dda mm (3)計算齒輪寬度 1 1 6 7 .5 6 7 .5db d m m m m?? ? ? ? 取 2 68B mm? ， 1 73B mm? 。 2． 2 低速級減速齒 輪設計 1．選定低速級齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 1）按已知圖示的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。 3）材料按表 101 選取，因傳遞功率不大，大小齒輪均選用軟齒面。 大齒輪： 45 鋼，調質處理，硬度 217～ 255HBS，取 240HBS。 (1)確定公式內的各計算數(shù)值 ① 試選載荷系數(shù)。 ③ 由表 107 選取齒寬系數(shù) 1?d? 。 ⑤ 由圖 1021d 按齒面硬度查得： 小齒輪的接觸疲勞強度極限 aH MP6001lim ?? 大齒輪的接觸疲勞強度極限 aH MP5502lim ?? ⑥ 由式 1013 計算應力循環(huán)次數(shù) ⑦ 由圖 1019 取接觸疲勞壽命系數(shù) 。 ? ?2231 EtdHK T Zud u??????? ???? 2431 1 . 3 7 1 . 3 8 1 0 4 . 3 1 1 1 8 9 . 82 . 2 3 1 0 6 . 3 71 4 . 3 1 6 1 6td m m m m? ? ? ??? ? ????? 2）計算圓周速 度 ? 。 1 1 1 5 7 .4 9 1 0 6 .3 7dtb d m m m m?? ? ? ? ? 4）計算齒寬與齒高之比 bh 。 根據(jù) ?? ， 7 級精度，由書 10－ 8 圖表得動載荷系數(shù) ? ； 對直齒輪 1HFKK????； 由載荷狀態(tài)均勻平穩(wěn)查表得使用系數(shù) 1AK? ； 從課本表 104 中的軟齒面齒輪欄查得的小齒輪相對支承非對稱布置、 7 級精度時 ? ? ； 由 ? ， ? ? ，由圖 10－ 13 得 ? ? ；故載荷系數(shù) 1 1. 05 1 1. 42 9 1. 50 0A v F HK K K K K??? ? ? ? ? ? 6） tK 和 K 的數(shù)值相差較大，所以按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由公式得 3311 1 . 5 0 01 0 6 . 3 7 1 1 1 . 5 7 m m1 . 3ttKdd K? ? ? ? 7）計算模數(shù) m ： 111 1 1 . 5 7 3 . 7 1 930dm m m m mz? ? ? 按齒根彎曲強度設計 由彎曲強度的設計公式為 ? ?23 212 Fa SadFYYKTm z????? ???? (1) 確定公式內的各計算數(shù)值 1）根據(jù)查表得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 1 500FE aMP? ? ；大齒輪的彎曲 強度 極限 2 380FE aMP? ? ； 2）由圖 10－ 18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 ? ， 2 ? ； 3）計算彎曲疲勞許用應力。 1 1 .0 6 1 1 .3 9 1 .4 7 3A v F FK K K K K??? ? ? ? ? ? 5）查取齒形系數(shù)。 查取應力校正系 數(shù)。 6）計算大、小齒輪的 ? ?Fa SaFYY? ，并加以比較。 （ 2）設計計算 4322 1 . 4 7 3 7 1 . 3 8 1 0 0 . 0 1 3 6 6 3 . 1 71 3 0m m m m m? ? ?? ? ?? 對比計算結果，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計算 的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲所決定的承載能力，而齒面 接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與直徑的乘積）有 關，可取由彎曲強度算得的模數(shù) 并就近圓整為標準值 mm? ，按接觸強度算得的分度圓直徑 1 mm? ，算出小齒輪齒數(shù)： 11 1 1 1 .5 7 323 .5dz m? ? ? 大齒輪齒數(shù) ???z 幾何尺寸計算 (1)計算分度圓直徑 mmmzd mmmzd 11 ????? ????? (2)計算中心距 mmdda 2522 3921122 21 ????? (3)計算齒輪寬度 1 1 112 112db d mm mm?? ? ? ? 取 2 112B mm? ， 1 117B mm? 。 七 、軸、鍵、軸承的設計計算 布置圖如下（此圖主要表現(xiàn)軸的形狀，齒輪、鍵、鍵槽等和一些交線沒有畫出） 1P 、轉速 1n 和轉 矩 1T 。 軸（ 高速級）的小齒輪的直徑 1 mm? ，有 圓周力 : 112 2 1 3 3 7 0 0 39616 7 . 5tdT N m mFNd m m??? ? ? 徑向力： ta n 25 70 ta n 20 14 42rtF F N N? ?? ? ? ? ? 在安裝從動帶輪處作用在軸上壓軸力： 1m i n 0 m i n 1 6 4 . 2( ) 2 ( ) s in 2 6 2 2 8 . 4 1 s in 2 7 1 4 . 9 022pF z F N N? ?? ? ? ? ? ? ? 據(jù)經(jīng)驗值，取 ( ) minFF? ： m ( ) 271 352 9PPF F N N? ? ? ? 按教材《機械設計》式（ 152）初步估算軸的最小直徑。根據(jù)表 153 取 0 115A? ，于是得： 1 33m i n 017 . 21 1 5 2 7 . 7 15 1 4 . 2 9pd A m m m mn? ? ? ? 由于軸上必須開由兩各鍵槽，所以最小直徑按 13%增大： m in ( 27. 71 27. 71 13% ) 31d m m m m? ? ? ? 這是安裝 V 帶輪處的軸的直徑，為使其與 V 帶輪相適合，取 （ 1）擬定軸上零件的裝配方案 （ 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各 段直徑和長度 1）為了滿足 V 帶輪的軸向定位要求， 12 軸段右端需制出一軸肩h= ~ d（ ），取 h=，故 23 段的直徑 23d = 31 2 31 = 36 m m? ? ? ?，右端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑 D=40。故 12 段的長度應比軸配 合的轂孔長度L=93mm 略短，現(xiàn)取 12l =90mm? 。因軸承只受徑向力的作用，故選用深溝球軸承。故 3 4 7 8 40d d mm????，而 34 軸段的長度可取為 34 12l mm? ? ，右端應用軸肩定位，取 45 40 2 8 40 46d m m? ? ? ? ? ?。齒輪左端用軸肩固定，由此可確定 56 軸段的直徑，取 56 43 2 8 43 50d m m? ? ? ? ? ?，而 56 1 .4 1 .4 0 .0 8 4 3 4 .8 1 6l h m m? ? ? ? ? ?， 取56 6l mm? ? 。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑劑的要求，取端蓋的外端面與 V 帶輪右端面的距離 l=30mm，故取 23 20 30 50l m m m m? ? ? ?。故在軸的右端取7 8 1 6 7 7 3 1 6 8 1 2 7 0 3 9l B a s B l m m m m??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。 （ 3）軸上零件的軸向定位，軸上的圓角和倒角尺寸 齒輪、 V 帶輪與軸的周向定位均采取平鍵聯(lián)接，查表 61，得 齒輪：鍵尺寸參數(shù) b*h=12mm*8mm,L=50mm， t=4mm； V 帶輪：鍵尺寸參數(shù) b*h=10mm*8mm,L=50mm， t=4mm。各軸肩處的圓角半徑為 R=。 (注：軸的受力圖、彎矩圖和扭矩圖是為了直觀說明問題的關鍵所在。 ) 2）計算支反力 水平支反力： 1 1 20 , ( ) 0A t R XM F L F L L? ? ? ?? 有 1123 9 6 1 1 9 4 29111 9 5 7 03 9 6 1 2 9 1 1 1 0 5 0tBXA X t B XFLFNLLF F F N?? ? ???? ? ? ? ? 垂直面支反力： 1 1 20 , ( ) 0A r B ZM F L F L L? ? ? ?? 有 1121 4 4 2 1 9 4 10601 9 5 7 01 4 4 2 1 0 6 0 3 8 2rBZA Z r B XFLFNLLF F F N?? ? ???? ? ? ? ? 計算軸 O 處彎矩 水平面彎矩： 1 204O X AXM F L N?? 垂直面彎矩： 1 74OZ AZM F L N?? 合成彎矩： 22 217O O X O ZM M M N? ? ? 計算轉矩： 1 T N m? ? ? （ 5）校核軸的強度 由合成彎矩圖和轉矩圖知， O 剖面處彎矩最大，還有鍵槽引起的應力集中，故 O 處剖面左側為危險截面，該處軸的抗彎截面系數(shù)為 33 343 78063 2 3 2dW m m??? ? ?