【正文】 齒根高： fh =( ha* + ?fh )m = ( 1 + ) 3 = 齒 全高： h =( 2ah? + c*)m = 3 = 齒頂圓直徑： ad =( 2ah? + Z1)m = ( 2 1 + 17) 3= 57mm 齒根圓直徑： fd =(Z12ah? － 2c? )m = (17－ 2 1－ 2 ) 3= 基圓直徑： bd = dcos? = 51cos20 176。 ? = 17（ – tan20） / π = 5 第 2 章 動力參數(shù)的計算 液壓泵的驅(qū)動功率 ti BmPP ??= tBmpQ??? =15 15 / m P a L? = 式中 Bm? 泵 機(jī)械 效率，一般可在 之間選取 Δ P泵的高低壓腔壓 力 差 液壓泵的輸入扭矩 M = 4 .1 72 2 3 .1 4 1 0 0 0 m iniP Kwnr? ? ??= 第 3 章 齒輪泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計 結(jié)構(gòu)形式的確定 減輕徑向力的結(jié)構(gòu)措施 合理地選擇齒寬 B 和齒頂圓直徑 eD 縮小壓油腔的尺寸，即將壓出角（ 2? ? ）減小 為了減小作用在齒輪上的徑向力，壓出角 2? ? 越小越好，壓油腔的流速允許3~5ms ，對不要求逆轉(zhuǎn)的齒輪泵，一般取 2? ? 45176。 圖 31 齒輪泵壓出角與吸入角示意圖 6 從提高吸油性能和避免汽蝕的角度出發(fā)，希望吸入角 ? ′ 越大越好，一般在 45176。也可以將 ? ′擴(kuò)大到 120176。 將壓油腔擴(kuò)大到接近吸油腔側(cè)，在工作過程中只有 1~ 2 個齒 起 密封作用 在軸套的外圈開有高壓油槽與高壓腔相通，工作時只有 1~ 2 個齒起密封作用，過渡區(qū)很小，而齒輪在很大的 尖 形角范圍內(nèi)作用有出口壓力 gp 。 采用三片式結(jié)構(gòu) 由前泵蓋、泵體、后泵蓋組成，其優(yōu)點： 毛坯制造容易，甚至可用 型材 切料 便于機(jī)械加工 便于布置雙向端面間隙的液壓自動補(bǔ)償，從而改善補(bǔ)償性能和提高壽命 便于雙出軸布置 齒輪與軸做成分離式通過鍵連接 優(yōu)點：加工工藝性能好，齒輪側(cè)面加工容易，在平面磨床上很容易加工相同的齒寬 。 缺點：抗雜質(zhì)能力 差 ；在高溫時油膜強(qiáng)度低易燒壞；運動時摩擦力矩大；當(dāng)轉(zhuǎn)速很 低 時不易形成油膜易燒壞。 吸入角 ? ′ = 45176。 = 則取 gD = 10mm 1O 2O /2 dD /2 = aD /2cos ? ′ 7 ? dD = 1O 2O aD cos ? ′ = 51 – 57cos45176。 m，選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 ca aT KT? = = .Nmm 按照計算轉(zhuǎn)矩 caT 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊選用 HL1型彈性柱銷聯(lián)軸器， 其公稱轉(zhuǎn)矩為 160 .Nmm ，半聯(lián)軸器的孔徑 d = 19mm ，故取 I Id? = 19mm ，半聯(lián)軸器長度 L = 42mm ，半聯(lián)軸器與軸的配合的轂孔長度 1L = 30mm 結(jié)構(gòu)設(shè)計 圖 32 軸的結(jié)構(gòu)與裝配 為 了 滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求， III 軸段右端需制出一軸肩，故取IIIII 段直徑 II IIId? = 19 +19 (~） = 22mm 。 初步選擇滾動軸承 參照工作要求并根據(jù) II IIId? =22mm ，選取軸承型 號 329/22， 軸承配合為 m6，其尺寸 d D T?? =22 mm 40 mm 12 mm ， 故 VIVIId? = II IIId? =22 mm 。 由于齒輪輪轂寬度 B =15mm ，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 III IVl ? =13mm 。齒輪的左端與左軸承右端面之間采用套筒定位，套筒長度為 23mm 。 右端軸承的左端面采用軸肩進(jìn)行軸向定位，定位軸肩高度 h =2mm ，則VVId? =27mm ，并取長度略長些，取 VVIl? =32mm 。軸承端蓋放于左泵蓋中，左泵蓋與 另一端面進(jìn)行定位，這一端面與該 軸段的左端面有一定距離，則 II IIIl? =12+26+12+10=60mm 。 軸上零件的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的軸向定位均采用平鍵聯(lián)接 查機(jī)械設(shè)計手冊得 半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用 A型 平鍵 b h l?? = 6 6 25 ， 半聯(lián)軸器與軸的配合為 7/ 6Hk 齒輪與軸的聯(lián)接，選用 B 型 平鍵 b h l??= 8 7 10， 齒輪與軸的配合為 7/ 6Hn 鍵的強(qiáng)度校核 9 (1)A 型鍵的材料為鋼，查手冊得許用擠壓應(yīng)力 [p?]=100~120MPa,取[p?]=110MPa,鍵的工作長度 l L b??=256=19mm ,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度? = 6=3mm 由式 332 1 0 2 3 9 . 8 2 3 5 1 03 1 9 1 9p T k ld? ? ? ??? ??=[ p? ],故符合要求。 鍵的標(biāo)記為：鍵 B8 10 GB109679 確定軸上圓角和倒角尺寸 兩 軸 端 端 倒角為 1 45176。 = cosntFF ?? =176。 圖 34 軸的載荷分析圖 由以上圖可以計算： 表 31 截面 C 載荷值 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反 力 F 1NHF = , 2NHF = 1NVF = , 2NVF = 彎矩 HM = .Nmm VM = .Nmm 總彎矩 M M = 22HVMM? = .Nmm 扭矩 T T = .Nmm 11 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行 校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面 C ）的強(qiáng)度。因此1[]ca???? ，故安全。 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面 IV 和 V處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來看，截面 C 上的應(yīng)力最大。截面 C 生雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大（過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里中軸的直徑最大，故截面 C 也不必校核。由第三章附錄可知，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而該軸只需校核截面 III 左右兩側(cè)即可。由表 151 查得 B? =640MPa， 1?? =275MPa，1?? =155MPa。因? =， 2622Dd? ，經(jīng)插值后可查得 ?? =, ?? = 又由附圖 31 可得軸的材料的敏性系數(shù)為 q? =， q? = 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式（附表 34）為 ? ? ? ?1 1 1 0. 78 1. 85 9 1 1. 67 0kq? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1 1 1 0. 80 1. 41 8 1 1. 33 4kq? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? 由附圖 32的尺寸系數(shù) ?? ? ；由附圖 33 的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ?? ? 。 31及 167。 截面 III 右側(cè) 13 抗彎截面系數(shù) W W 按表 154 中 的 公式計算。因無大的瞬時過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱 性， 故可略去靜強(qiáng) 度校核。 14 從動軸的計算 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 圖 35 軸的結(jié)構(gòu)與裝配 由于齒輪寬度為 22mm ，為滿足從動軸不轉(zhuǎn)動，可在齒輪里加上滾動軸承，為使所用軸承寬度小于齒輪寬度和軸承外徑小于齒輪齒根圓直徑，選用軸承型號 7100C ， 軸承配合為 7/ 6Hm， 其尺寸 d D B?? =12mm 28mm 8mm 。 IIIII 軸段在其內(nèi)部腔體內(nèi)，而腔體直徑為 57 mm ， 故 II IIId? =57mm ,取其長度 II IIIl? =5 mm . 由一較大軸肩，取 III IVd? =25mm ，而其長度為 III IVl ? =70 mm ； 同時在軸段 III 處也有一軸套其直徑 D =25mm 。因為在軸段 IVV 與軸段 IIIIV 后接有變量機(jī)構(gòu)，為是其滿足變量特性 軸段 IVV要稍長些， 取 IVVl? =40mm ，并取一 橫截面，其寬度為 10mm 這樣就確定了從動軸各段的直徑和長度。 圖 37 軸的載荷分析圖 由以上圖可以計算： 表 32 截面 C 的載荷值 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 12NH NHFF? = 12NV NVFF? = 彎矩 HM = .Nmm VM = .Nmm 總彎矩 M M = 22HVMM? = .Nmm 精確 校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時，由于軸不受扭矩作用，則 只需要計算 軸 上危險截面 CC? 的彎曲應(yīng)力即可。 求強(qiáng)度安全系數(shù) n? 過盈配合處的 k???的值 , 由附表 38用插入法求出 ??? ? 軸按磨削加工 ,由附圖 34得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? = 故得綜合系數(shù)為 111 2 .2 8 3 1 2 .3 70 .9 2kK ??????? ? ? ? ? ? ? 軸的材料為 45 鋼 ,調(diào)質(zhì)處理 ， 由表 151查得 1?? = 275MPa 所以截面 C 的安全系數(shù)為 1 275 5 . 6 1 1 . 52 . 3 7 2 0 . 6 8 0 . 1 0amnSK? ???? ? ??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ,故安全 從動軸的剛度計算 由于從動軸上沒有扭矩作用，所以只計算它的彎曲剛度（撓度） 在采用 滾動 軸承的場合下，軸的撓度使局部單位壓力劇增并使?jié)櫥湍ぴ獾狡茐?，造成軸承的燒傷。 齒輪強(qiáng)度的計算 齒輪的材料及齒數(shù)的選取 選取齒輪的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 220~ 240HBs 齒輪的齒數(shù)為 Z = 17 齒面接觸疲勞強(qiáng)度的計算 齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核公式 ? ?321...H H E HdK T u ZZdu??? ??? 式中： HZ 區(qū)域系數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)直齒輪 a = 20176。 由圖 1021按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 HLim? = 550MPa 由圖 109查得接觸疲勞壽命系數(shù) HNK = 計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S = 1，由式 1012 得 ? ? l i m. 5 5 0 0 . 9 5 5 2 2 . 51H N HH K M P aS?? ?? ? ? 計算