【正文】 數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（ 1010a）得 3333 2 . 0 35 7 . 7 1 6 2 . 3 31 . 6t tKd d m m m mK? ? ? ? 8)計(jì)算模數(shù) m 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 16 33c o s 6 2 . 3 3 c o s 1 4 2 . 6 323n dm m m m mz ? ?? ? ? 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（ 1017）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 ? ?3 22232 c os Fa San dFK T Y YYmz? ??? ? ??? (1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1)計(jì)算載荷系數(shù) 3 ?????? ?? FFVA KKKKK 2)根據(jù)縱向重合度 ??? ，從圖 1028 查得螺旋角影響系數(shù) ??Y 3)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) os 23c os 3333 ??? ??ZZ v 44 3391 9 9 .6 2c o s c o s 1 4v ZZ ?? ? ? 4)查取齒形系數(shù) 由表 105查得 ??FY ??FY 5)查取應(yīng)力較正系數(shù) 由表 105查得 ??SY ??SY 6)由圖 1020c 查得 小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE 5003 ?? 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE 3804 ?? 7)由圖 1018取彎曲疲勞壽命系數(shù) ?FNK ?FNK 8)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=，由式（ 1012）得 ? ? MP aMP aSK FEFNF ???? ?? ? ? MP aMP aSK FEFNF ???? ?? 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 17 9)計(jì)算大、小齒輪的 ? ?FSaFaYY? 并加以比較 ? ? 325 33 ???F SaFa YY ? ? ? 015 65 44 ???F SaFa YY ? 大齒輪的數(shù)值大 (2)設(shè)計(jì)計(jì)算： ? ?3 22232 c os Fa SadFK T Y YYmz? ??? ? ??? = 3 3222 1 . 9 1 1 0 7 . 2 2 1 0 0 . 8 8 c o s 1 4 0 . 0 1 5 6 5 5 1 . 8 31 2 3 1 . 6 3 5 m m m m? ? ? ? ? ???? 對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值2 2m mm? ,但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得分度圓直徑3 mm? ，來計(jì)算應(yīng)有齒數(shù)，于是有： 小齒輪齒數(shù) 33 c o s 6 2 . 3 3 c o s 1 4 3 0 . 2 42nd βz m ?? ? ? 取 3 31z? 大齒輪齒數(shù) 43 2 .9 1 3 1 9 1z uz? ? ? ? 取 4 91z ? 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避 免浪費(fèi)。 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 19 ( ~ 1 ) 28 ~ 28 25od ? ? ? ?mm 因 為 此 段 上 要 開 鍵 槽 ， 故 要 擴(kuò) 大 3% 來 增 加 強(qiáng) 則0 25 26d ? ? ?mm 0 62L mm? 1）、 1 32d mm? 考慮到軸承蓋得裝卸問題 1 50L mm? 2）、 因齒輪為斜齒輪則軸承受徑向力和軸向力作用，高速級轉(zhuǎn)速較高，載荷一般，故選用角接觸球軸承 7007AC， mmmmmmBDd 156235 ????? ，故 mmd 353 ? ， mmL 143 ? 3）、 當(dāng)直徑變化處的端面是為了固定軸上零件或承受軸向力時(shí)，則相鄰直徑變化要大些，故 mmd 404 ? ， 4 mm? 4）、 由于第 五 段上軸的直徑和此段上齒輪的直徑相差不大，故采取直接 在軸上加工齒輪的加工制造方式 4 42d mm? 4 45L mm? 5） 軸徑變化僅為了裝配方便或區(qū)別加工表面時(shí)，不承受軸向力也不固定軸上零件的，則相鄰直徑變化較小，即 5 35d mm? 5 mm? 確定軸向圓角和倒角尺寸 參照機(jī)設(shè)書 P365 表 152，取軸端倒角 ? ? ，各軸肩出圓角半徑見軸的零件圖 ，選軸的 直徑尺寸公差 m6。 (7)、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 1）、 判斷危險(xiǎn)截面 由軸的結(jié)構(gòu)圖以及受力圖和各平面的彎矩圖綜合可知齒輪左端截面 5因加工齒輪有尺寸變化，引起應(yīng)力集中，故該截面 左側(cè)需校核驗(yàn)證 2)、 截面左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3 3 3 30 1 0 1 35 . d . m m m m? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) 3 3 3 30. 2 0. 2 35 85 75TW d m m m m? ? ? ? 截面左側(cè)的彎矩 M為：1 1 2 6 . 9 2 5 1 2 6 2 04 3 . 7 8 3 6 . 8 31 2 6 . 9 1 2 6M M N m N m N m??? ? ? ? ? ? ? ? 截面上的扭矩 T 為： 1 T N m? ? ? 截面上的彎曲應(yīng)力： 33 6 . 8 3 1 0 8 . 5 94 2 8 7 . 5b Mσ M P a M P aW ?? ? ? 截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： 32 1 . 0 3 1 0 2 . 4 58575T TTτ M P a M P aW ?? ? ? 軸的材料為 40Cr 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由機(jī)設(shè)書 P362 表 151查得： aB MPσ 735? aMPσ 3551 ?? aMP1551 ??? 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按機(jī)設(shè)書 P40附表32 查取 因 0250401 .dr ?? .dD ?? 經(jīng)插入后得： ? ??? 又由附圖 31可得軸的材料敏性系數(shù)為 ? ??q 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 23 則： 8211022800111 9611232780111 .).(.)( αqk .).(.)( αqk τττ σσσ ???????? ???????? 由附圖 32的尺寸系數(shù) ? 由附圖 33 的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ? 軸按磨削加工，由附圖 34得表面質(zhì)量 τσ ?? 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 1?q? ，則按式 312 及 314b 得綜合系數(shù)為： 1721950 1860 821116021950 1770 96111....βεkK....βεkKττττσσσσ?????????????? 合金 鋼的特性系數(shù) 3020 .～.σ ?? 取 ??? 15010 .～.τ ?? 取 ??? 則可計(jì)算 安全系數(shù) caS 3551 ??????? ? ..σσK σS maaσσ ? 1551 ????????? ? ..ττK τS mταττ ? 2222 .SSS SSSτστσca ????????? ， 故可知其 安全 二 中速軸的設(shè)計(jì) 選擇軸的材料 該軸 選取 45 鋼 ,調(diào)質(zhì)處理。 （ 4）確定軸 上 圓角和倒角尺寸 參照表 152， 取 軸端倒角 ? ? ，各軸肩出圓角半徑為 1mm （ 5）求軸上的載荷 1）求軸上的力 已知 2 2 28 , 177 .02 4 m in , 109 .41P KW n r T N m? ? ? ? 322 22 2 1 0 9 .4 1 1 0 1 0 5 6 .2 81 5 3 .3 4t TF N Nd ??? ? ? 221ta n 2 0 1 0 5 6 . 2 8 ta n 2 0 3 9 8 . 2 3c o s c o s 1 5 . 1 1tr FF N Nβ ?? ? ? 2 2 1ta n 1 0 5 6 .2 8 ta n 1 5 .1 1 2 8 5 .2 0atF F N N?? ? ? ? 333 32 2 1 0 9 . 4 1 3 4 1 8 . 5 3 1 0 3 4 1 8 . 5 36 4 . 0 1t TF N Nd ??? ? ? 332ta n 2 0 3 4 1 8 . 5 3 ta n 2 0 1 2 8 4 . 7 1c o s c o s 1 4 . 4 1tr FF N Nβ ?? ? ? 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 25 3 3 2ta n 3 4 1 8 .5 3 ta n 1 4 .4 1 8 7 8 .3 7atF F N N?? ? ? ? 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出以下受力分析圖，在確定軸承的支撐點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊中查取 a 的值，對于 7208AC 型角接觸球軸承，由指導(dǎo)書查得 a=23mm，根據(jù)軸的計(jì)算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖，從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖可以看出兩齒輪中心截面受彎矩較大，分 別計(jì)算兩截面處的力與矩： 2 1 2 3 121 2 31 0 5 6 . 2 8 4 9 7 0 3 4 1 8 . 5 3 4 9 1 9 2 8 . 9 84 5 7 0 3 9ttNH F ( l l ) F l ()F N Nl l l?? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? 2 3 3 2 331 2 31 0 5 6 . 2 8 3 9 3 4 1 8 . 5 3 3 9 6 5 2 6 1 0 . 0 24 5 6 5 3 9ttNH F l F ( l l ) ()F N Nl l l?? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? 2 2 3 1 9 2 8 .9 8 3 9 7 5 .2 3H N HM F l N m m N m? ? ? ? ? ? 3 3 1 2 6 1 0 .0 2 4 5 1 1 7 .4 5H N HM F l N m m N m? ? ? ? ? ? 22 2 8 5 . 2 0 1 9 6 . 4 7 2 9 . 5 422aa FDM N m m N m?? ? ? ? ? 33 8 7 8 . 3 7 6 4 . 0 1 2 8 . 1 122aa FDM N m m N m?? ? ? ? ? 32132132122 )( lll MMlFllFF aarrNV ?? ????? 3 9 8 . 2 3 ( 4 5 7 0 ) 1 2 8 4 . 7 1 4 5 2 9 5 4 0 2 8 1 1 0 3 0 2 . 3 54 5 6 5 3 9 NN? ? ? ? ? ????? 32132323233 )( lll MMlFllFF aarrNV ?? ????? 1 2 8 4 . 7 1 ( 7 0 3 9 ) 3 9 8 . 2 3 3 9 2 9 5 4 0 2 8 1 1 0 1 4 0 2 . 7 34 5 7 0 3 9 NN? ? ? ? ? ??? 2 2 33 3 13 0 2 . 3 5 3 9 1 1 . 7 91 4 0 2 . 7 3 4 5 6 3 . 1 2V N VV N VM F l N N mM F l N N m? ? ? ? ?? ? ? ? ? 2 2 2 2m a x 3 3 1 1 7 .4 5 6 3 .1 2 1 3 3 .3 4HVM M M N m N m? ? ? ? ? ? ? N m?? 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 26 載荷 水平面 H 垂直面 V 支持力 F 23NHFN?? 23NVFN?? 彎矩 M 23 5HHM N mM N m?? 23 2VVM N mM N m?? 總彎矩 m ax N m?? 扭矩 N m?? 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 27 （ 6）、按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面強(qiáng)度，根據(jù)機(jī)設(shè)書 P373 式（ 155）及表中數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，故取α =,軸的計(jì)算應(yīng)力 2 2 2 2 33( ) 1 3 3 . 3 4 ( 0 . 6 1 0 9 . 4 1 ) 1 0 2 0 . 0 60