【正文】 電機(jī) mNTT ??? ?電機(jī) mNiTT ??? 1 5262112 ?? x 學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文） 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 mNTT ??? 6 2526123 ??? mNiTT ??? ?? 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理如下 : 表 軸號 功率 KW 轉(zhuǎn)速 （ r/min） 轉(zhuǎn)矩 N 根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算蝸輪蝸桿 根據(jù)公式：EP nH ZlKF ???0? 式（ ） 式中： nF — 嚙合齒面上的法向載荷， N； 0l — 接觸線總長， mm ； K — 載荷系數(shù)； EZ — 材料彈性影響系數(shù)， 21MPa ；查表得 160?EZ ； ? ? 23 2 )( H PE ZZKTa ?? 式（ ） 式中： 2T — 蝸輪上轉(zhuǎn)矩， mmN? ； 52 ??T mmN? pz — 接觸系數(shù)， ?pz ； x 學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文） 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)式 mma )180 ( 23 5 ????? 中心距 a 取 160mm ；因?yàn)?20?i ；取 ?m ；取蝸桿 mmd 631 ? ； 此時(shí) ?ad，查表得出 ??PZ 故可用； 變位系數(shù)為 )(2 ??x ； 導(dǎo)程角 n111 ??? d mZqZ? ； 41,2 21 ?? ZZ ； 39。39。?? 式（ ） 查表：鋁青銅金 屬模鑄造， ? ? MPaF 90`?? ； 公式： 82 109 3 ??? hl LjnN ； 109 86 ???FNK ； 根據(jù)公式（ ） ? ? ? ? M P aFF ` ?? ?? ； 根據(jù)公式（ ） ? ?39。10258。m*10。/ mNT ? d? — 齒寬系數(shù)，取 ?d? ； EZ — 材料彈性影響系數(shù)，取 2 9 MPaZE ? ； ?? ZZu ? ? limHNH K ?? ? 式（ ） 計(jì)算循環(huán)次數(shù) 8111 ??? ntN 7222 ??? ntN 接觸疲勞壽命系數(shù)： 9171 ?? NK N 272 ?? NK N 查表： 小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 MPaH 5301lim ?? 大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 MPaH 4802lim ?? 由公式（ ）： ? ? MPaH ?? x 學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文） 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ? ? MPaH ?? 將 ? ?1H? ， ? ?2H? 中較小的帶入式（ ）： ? ? )(1 21ε331 ??? HHEt ZZZuudKTd ?? 其中 ? ，查表得 ?Z ；取 , ?? EH ZZ smndv t / 11 ??? ? mmddb t 4 31 ?? ? 計(jì)算齒寬與齒高之比 hb 模數(shù) mmZdm tt ?? 齒高 mmmh ?? ??hb 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) smv /? ， 7級精度等級，查表的動(dòng)載荷系數(shù)為 1?VK 直齒輪， 1?? ?? FH KK ； 查表得使用系數(shù) 1?AK ； 查表，用插值法查得 7 級精度，小齒輪相對支撐非對稱布置是， ??K ； 故載荷系數(shù)為 ?? ?? KKKKK VA 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑 mmdd t ?? 811 ??Zdm x 學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文） 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) ? ?3 21 12dZKTSYm F SaFa ?? ????????? 式（ ） 確定式中的各計(jì)算參數(shù) 查表的小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE 4201 ?? ； 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE 3802 ?? ； 齒寬系數(shù) ?d? ； 取安全系數(shù) ?S ； 彎曲疲勞許用應(yīng)力為： ? ? MP aSK FEFNF ?? ?? ? ? MP aSK FEFNF ?? ?? 載荷系數(shù) K取 ； 查取齒形系數(shù)： ?FaY ， ； 查取應(yīng)力校正系數(shù)： ?SaY ， ?SaY ； 計(jì)算大小齒輪的 ? ?FSaFaYY? 并加以比較 ? ? 11 ?F SaFa YY ? ； ? ? 01 36 22 ?F SaFa YY ? ； 小齒輪的數(shù)值較大； 設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)式（ ）： x 學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文） 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ? ? 1 3 6 8 5 6 2 0 2 φ βc o s2 33 2 2221d 2εβ3 ???? ???? F SaFa YYZYYKTm ?； 故齒輪模數(shù) 5?m ； 90。150 21 ?? ； 四 . 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 蝸輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 材料選用 45鋼調(diào)質(zhì)， MPaT 45?? 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算軸的最小直徑 根據(jù)公式： mmnpAd I ?? 式（ ） 式中： p — 軸的傳遞功率， KW ； n — 軸的轉(zhuǎn)速， min/r ； 取 1200 ?A ； 輸出軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，為了與聯(lián)軸器的孔相適應(yīng)，故選取聯(lián)軸器型號；聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩 3TKT Aca ? ，查表，轉(zhuǎn)矩變化小，故 ?AK ； 則： mmNTKT Aca ??? 9 2 3 5 9 53 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩 caT 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊，選用 TL9 型 彈性 聯(lián)軸x 學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文） 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 器，公稱轉(zhuǎn)矩為 1000000 mmN? ；半聯(lián)軸器的孔徑 mmd 501 ? ；半聯(lián)軸器的長度 mmL 112? ；半聯(lián)軸器與軸配合的孔長 mmL 841 ? ； 確 定軸的各段直徑和長度 為了滿足聯(lián)軸器，故 ? A 需要一軸肩，故 mmDAB 57? ；半聯(lián)軸器與軸配合，長 mmL 841 ? ，故 mml 801 ? ；初步選擇軸承，因承受徑向力，較小 的軸向力，故可 選用 圓錐滾子 軸承，因 mmd 572 ? ，故選用 30212 型 圓錐滾子 軸承；189560 ????? TDd 故 mmdd 6073 ?? ， mmTl ?? ， 取 mml 247 ? ；安裝蝸輪處 mmd 654 ? ， 蝸輪定位軸環(huán)段直徑 mmd 755 ? ； 軸承 定位軸環(huán)段直徑 mmd 686 ? ； 由于安裝聯(lián)軸器，故 mml 502 ? ，由于安裝軸承和套筒，故mmasTl ?????????? ； 由于要小于蝸輪mml 91,1 ? ， 安裝蝸輪 軸 mml 864 ? ； 蝸輪 定位軸環(huán) mmhl ?? ，取mml 105 ? ； 抵緊軸承 ， mmsal 5106 ???? ，取 mml 106 ? ； 見圖 ； 圖 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 蝸輪受水平力 NdTFt 41302 222 ?? 蝸輪受垂直力 NFF tr 1342tan22 ?? ? ；式中 020?? ； 繪制彎矩扭矩圖 ： x 學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文） 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 圖 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F NFF HH 206921 ?? NFF VV 67121 ?? 彎矩 M mmNMH ??? mmNM V ??? 總彎矩 mmNM ??? 扭矩 mmNT ?? 532850 校核軸上最大彎矩和扭矩的截面（ C 截面）；扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，取?? 根據(jù)公式： ? ?W TMca22 ?? ?? 式（ ） 式中： dW? 由式 ： MPaca ?? 此軸材料為 45 鋼調(diào)質(zhì)，查表得 ? ? MPa401 ??? ； ? ?1??? ?ca 故安全； 判斷危險(xiǎn)截面 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度影響來看，截面 V 和 ? 應(yīng)力最集中。截面 V 的應(yīng)力集中的影響和 ? 相近，但截面 V不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也比較大，故不必做強(qiáng)度校核。故只需校核截面 ? 左右兩側(cè)即可。, ?? ?? ?? 由圖可得材料的敏感系數(shù)為： , ?? ?? qq 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式為： ? ? ???? ??? ?qK ? ? ???? ??? ?qK 查表得：尺寸系數(shù) ??? ；扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ??? ； 軸按磨削加工，查表得表面質(zhì)量系數(shù)為： ?? ?? ?? 軸表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，即 1?q? ； 綜合系數(shù)為： ???????? ??kK ???? ???? ??kK 碳鋼的特性系數(shù)： ???? ；取 ??? ???? ；取 ??? 計(jì)算安全系數(shù) caS 值，則得： ??? ? maKS ??? ? ??? x 學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文） 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ??? ? maKS ??? ? ??? 22 ???? SSSSSS ca ????? 故可知其安全。 x 學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文） 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 蝸桿軸的強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 蝸桿的設(shè)計(jì) 蝸桿的工作條件如下表： 輸入功率 P1 轉(zhuǎn)速 n1 960r/min 由資料 1370p 表 153取 A0=120，由公式： ?? nPAd 為蝸桿的最小直徑，由裝配關(guān)系可知，最小處的直徑為裝聯(lián)軸器的直徑。 確定蝸桿上的作用力 蝸桿受力情況如下表： 切向力 1121 2dTFF at ?? 1095N 軸向力 2221 2dTFF ta ?? 4047N 徑向力 ?tan221 trr FFF ?? 1472N 由上表可知，蝸桿受的軸向力較大，故與蝸桿配合的軸承選擇圓錐滾子軸承，由于此處軸徑為 mm50? ，選擇軸承型號 為 30210， 蝸桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 擬定設(shè)計(jì)方案，如 ： x 學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文） 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 圖 根據(jù)定位要求確定個(gè)軸段軸徑和長度： 為了滿足聯(lián)軸器要求，１段軸徑由聯(lián)軸器確定為 mmd 401 ? ，而用于聯(lián)軸器軸向定位的軸肩高度為 7mm，故 2段軸徑為 mmd 472 ? ， 3 段是裝軸承段，根據(jù)載荷去圓錐滾子軸承，型號為 30210，故 mmdd 5073 ?? ，根據(jù)圓錐滾子軸承的軸 向定位要求，取 4段軸徑為 mmdd 5664 ?? 。由軸承確定 mmll ??? 。與聯(lián)軸器配合的鍵選擇類型為半圓鍵，標(biāo)記為 8 7 45 求蝸桿 上的載荷 首先根據(jù)結(jié)構(gòu)簡圖作出軸的計(jì)算簡圖： 圖 簡支梁支承跨度： L=273mm 根據(jù)蝸桿所受載荷作出其受力圖和彎矩圖如下： x 學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文） 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 圖 支反力 F ?? NHNH FF NFNV 2691 ? NFNV 12032 ? 彎矩 M mmNM H ?? 4 7 4 7 mmNM V ?? 367181 mmNM V ?? 1 6 4 2 0 92 總彎矩 mmNM ?? 826001 mmNM ?? 1801842 扭矩 T mmNT ?? 35210 按彎扭合成應(yīng)力校核蝸桿的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，只需對危險(xiǎn)截面進(jìn)行校核，（即截面 C），根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)和公式：