【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 4 齒 輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 選擇齒輪材料和熱處理的工藝 根據(jù)工作要求，須要采納齒面硬度 ≤ 350HBS。 = () 2． 選擇載荷系數(shù) K 因 為采用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，帶式輸送機(jī)作為工作部分。 取 m=2 7． 進(jìn)行齒輪的齒數(shù) 1Z 和 2z 的計(jì)算 1 ??? mdZ 取 Z1 =19 5 2910 5 ???? ZZ ? 取 Z2 = 152 8． 計(jì)算實(shí)際的齒數(shù)比 39。 ??? ZZ? 計(jì)算齒數(shù)比的相對(duì)誤差 39。 % 允許 9． 確定齒輪的主要尺寸 11 2 19 38d mZ? ? ? ?(mm) 22 2 152 304d m Z? ? ? ?(mm) 中心距 ? ? ? ?1211 3 8 3 0 4 1 7 122a d d? ? ? ? ?(mm) 齒輪寬度 21 1 38 38dBd?? ? ? ?(mm) B1 = B2 + (5～ 10) = 43～ 48(mm) 取 B1 =47 (mm) 10． 計(jì)算圓周轉(zhuǎn)速 v 11 3 .1 4 3 8 4 7 3 .3 3 3 0 .9 4 16 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dnv ? ??? ? ???(m/s) 11. 選擇齒輪精度 按照教材《機(jī)械原理與機(jī)械零件》選取 9級(jí)為齒輪的等級(jí)， 但是依據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)的計(jì)算與條件選擇 7級(jí)為齒輪的精度等級(jí) 對(duì) 齒輪的彎曲強(qiáng)度進(jìn)行校核 1． 依據(jù) 4﹒ 2﹒ 1中的式子可以得知兩齒輪的許用彎曲 應(yīng)力為： ? ?1 244F? ? MPa ? ?2 204F? ? MPa 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 2． 對(duì)兩齒輪齒根的彎曲應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算 根據(jù)教材《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》可以查得 1FY = 2FY = 比較 ? ?FFY ?/ 的值 1FY /[ 1F? ]= 2FY /[ 2F? ]= 對(duì)大齒輪齒根彎曲應(yīng)力計(jì)算得 152338 2222 111 ?? ???? ZmB YKT FF? ? ?1)(2 9 FM Pa ??? 因此可以確定齒輪的彎曲強(qiáng)度足夠 對(duì) 齒輪的幾何尺寸進(jìn)行計(jì)算 1 .對(duì)齒頂圓直徑 ad 進(jìn)行計(jì)算 按照《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》可以得知 h*a =1 c* = ? ?1 1 1 12 2 ( 1 9 2 1 ) 2 4 2a a ad d h Z h m?? ? ? ? ? ? ? ? ?(mm) ? ?2 2 2 22 2 ( 1 5 2 2 1 ) 2 3 0 8a a ad d h Z h m?? ? ? ? ? ? ? ? ?(mm) 2. 對(duì) 齒距 進(jìn)行計(jì)算 P = 2179。 179。 = 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 設(shè) 計(jì)齒輪的結(jié)構(gòu) 根據(jù)計(jì)算的結(jié)果，對(duì)于小齒輪可以采用軸齒輪的結(jié)構(gòu)。 對(duì)大齒輪的相干尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算： 1．計(jì)算軸孔直徑 d=? 50(mm) 2．計(jì)算輪轂直徑 1D ==179。 179。 38= 取 c=15(mm) 7．計(jì)算腹板中心孔直徑 0D =( 1D + 2D )=(170+80)=125(mm) 8．計(jì)算腹板孔直徑 0d =（ 2D 1D ） =（ 28080） =50(mm) 可以得 0d =50(mm) 9．計(jì)算 齒輪倒角 n==179。179。齒輪失效的方式主要有齒輪的折斷、齒面點(diǎn)蝕、齒面磨損、齒面膠合和塑性變形五種。 （ 1） 在齒輪傳動(dòng)中，由于齒輪傳遞的額定功率計(jì)算出的載荷稱為名義載荷。 （ 2） K=KaKcKAKc 齒輪幾何參數(shù)對(duì)齒輪的尺寸和傳動(dòng)質(zhì)量有很大的影響，在滿足強(qiáng)度的條件下，應(yīng)合理選擇。模數(shù)主要影響齒根彎曲強(qiáng)度，但是不能夠直接影響到齒面接觸強(qiáng)度。增大齒輪寬度可以使齒輪直徑和中心距減?。坏X寬過(guò)大，將使載荷沿齒向分布更趨不勻。 （ 3）分度圓壓力角。 （ 4）齒數(shù)比。 （ 5）螺旋角。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 5 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 5,1 選擇軸的 材料和熱處理工藝 根據(jù)手冊(cè)《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》，可以查到 最好選則 45號(hào)鋼，而且應(yīng)該采用調(diào)質(zhì)處理， HB217～ 255 b? =650MPa s? =360MPa 1?? =280MPa 設(shè)計(jì)計(jì)算軸的幾何尺 寸 根據(jù)強(qiáng)度準(zhǔn)則初步對(duì)軸的最小直徑進(jìn)行計(jì)算 2d =c223nP=1153 = 2d =179。并且還能夠遵守強(qiáng)度準(zhǔn)則有足夠的強(qiáng)度，因此應(yīng)該設(shè)計(jì)為階梯軸。因?yàn)樽钚〉木嚯x dmin=35 mm，所以先大體選則型號(hào)為 6207 的深溝球軸承，該滾動(dòng)軸承寬度為 12 mm，裝配的尺寸 60 mm，因 而應(yīng)該在最左端保存一段 40mm的間隔。同時(shí)考慮到使套筒的端面可以固定地壓緊齒輪，這個(gè)軸段應(yīng)該要比輪轂的寬度還短一些，因而能夠設(shè)計(jì)第二段的間隔為 100 mm。 3. 兩個(gè)齒輪之間應(yīng)該根據(jù)軸肩定位的方法，設(shè)計(jì)寬度為 15 mm，由于高速級(jí)的從動(dòng)輪右端已定位，而且其輪轂寬度設(shè)計(jì)為 55 mm，取用軸的直徑為 40 mm，并且輪轂的右端應(yīng)該運(yùn)用套筒定位，同時(shí)為了可以使套筒的端面能夠壓緊齒輪，應(yīng)該取第五段距離為 55mm。這樣的話各段長(zhǎng)度的直徑基本可以確定。 右側(cè) 1. 先初步的進(jìn)行滾動(dòng)軸承的選擇，由于軸承基本上受徑向力的影響比較大，因而應(yīng)該安裝深溝球軸承，按照設(shè)計(jì)的要求，并且依據(jù)滾動(dòng)軸承的特點(diǎn)，應(yīng)該將其安裝處選擇在直徑的 35mm 處，根據(jù)軸承產(chǎn)品使用說(shuō)明和《機(jī)械設(shè)計(jì)基本手冊(cè)》，可以先初步選取基本的游隙組 0距離標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的 6207號(hào)深溝球軸承，能夠查得其尺寸為 d179。 B=34179。15,因而軸承右端的直徑應(yīng)設(shè)計(jì)為 34mm。 2. 先設(shè)計(jì)齒輪處即軸的第六段的直徑為 40mm，根據(jù)軸肩定位的方式對(duì)齒輪的左端進(jìn)行設(shè)計(jì)，已知軸肩的高度 h，所以采用 h=，如此的話軸環(huán)處的直徑應(yīng)該設(shè)計(jì)為 d=48mm，而且可以得知軸環(huán)的寬度 b，因而取用 L=14mm。（ 2）計(jì)算 徑向力 rF = tF tan=179。= 因?yàn)槭?直齒輪， 所以 軸向力 aF =0 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 從動(dòng)軸RARBRHA RHBFtFtFrRvA RvBFt水平面彎矩垂直面彎矩合力彎矩扭矩危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩從動(dòng)軸受力簡(jiǎn)圖圖 51從動(dòng)圖受力簡(jiǎn)圖 HAR = HBR = tF =179。110179。 = () VCM = VAR L=179。() 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 16 轉(zhuǎn)矩 T=() 校核 CM = 22 VCHC MM ? = 22 ? =() eM = ? ?22 aTM C ? = ? ?22 8 7 5 ?? =() ? ?b1?? =55MPa d≥10 ? ?beM13 ??=1055* 3 =(mm) 對(duì)鍵槽的安全性進(jìn)行考率 d= 45mm 計(jì)算抗彎截面系數(shù)： W= 3d = 33 ?? 計(jì)算抗扭截面系數(shù)： ? 3d = 33 3 1 7 0 087 ?? 計(jì)算截面左側(cè)的彎矩 M為： M= ??? 197085N178。 mm 計(jì)算截面上的彎曲應(yīng)力： MP aWMb 197085 ???? 計(jì)算截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： MP aWT TT 170012 5314 03 ???? 因?yàn)檩S的材料，并且應(yīng)經(jīng)進(jìn)行了調(diào)質(zhì)處理。 并且因?yàn)檫^(guò)盈配合處的???k，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)插值法 求的，可以得出 ???k=， ??? ??? 同時(shí)軸采用磨削的工藝進(jìn)行加工，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? ?? ?? 因?yàn)檩S的表面沒(méi)有經(jīng)過(guò)強(qiáng)化處理，所以 1?q? ，既綜合系數(shù)值為 ??????? ???? ??kK ??????? ???? ??kK 查設(shè)計(jì)手冊(cè)得碳鋼的特性系數(shù)： ??? ； ??? 最后計(jì)算安全系數(shù)值： 2751 ??????? ?maKS ??? ???? 22 1551 ??????? ? maKS ??? ? ??? 2222 ????????????? SS SSS ca 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 17 軸在截面左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的 計(jì)算抗彎截面系數(shù)： W= 3d = 33 0 6 1 2 01 0 2 ?? 計(jì)算抗扭截面系數(shù)： ? 3d = 33 1 2 2 4 11 0 2 ?? 計(jì)算截面左側(cè)的彎矩 M為： M= ??? 197085N178。 mm 計(jì)算 截面的彎曲應(yīng)力： MP aWMb 197085 ???? 計(jì)算截面扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： MP aWT TT ???? 因?yàn)檩S的材料，并且進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 MPaB 640?? ， MPa2751 ??? ， MPa1551 ??? 。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 18 本章小結(jié) 軸作為 組成機(jī)器的重要部分之一，它用于支撐傳動(dòng)件和軸上其他零件，并傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。主要內(nèi)容包括：軸的強(qiáng)度計(jì)算；軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和軸的剛度計(jì)算。根據(jù)軸上零件裝卸、定位和加工等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，確定出軸的形狀和各部分尺寸 1． 一般減速器中的軸，在變應(yīng)力的作用下，其失效形式主要是疲勞斷裂。碳素鋼比合金鋼價(jià)格低廉，并且對(duì)應(yīng)力集中的 敏感性較小，所以使用的情況更普遍 ； 3．設(shè)計(jì)軸時(shí)，通常要預(yù)算軸的最小直徑，以此作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù) ； 4．在實(shí)現(xiàn)軸構(gòu)造的初步設(shè)計(jì)后，應(yīng)進(jìn)行校核計(jì)算。對(duì)于軸的強(qiáng)度和剛度計(jì)算，各國(guó)都有計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。因此 選用單列深溝球軸承主動(dòng)軸承 比較好。300179。h ? Lh 滿足要求 .對(duì)高速軸軸承進(jìn)行檢驗(yàn) 徑向力： 22222 2 ????? VHr FFF 軸承型號(hào)： N310E 軸承基本額定載荷： C=105kN 基本額定壽命： ?LPCn6010h 6 ）（?，球軸承： ?? 3. 所以 10 636PCn60 610hL ????? ）（）（? 預(yù)期計(jì)算壽命： h87600L39。 40 GB/T1096— 2022， b=16， L=50， h=10，應(yīng)該選 45 號(hào)鋼，可以得到其許用擠壓力為 ? ?p? =100MPa p? = lhFt` = hldTI4000 = 32308 ??? =? ?p? 經(jīng)過(guò)計(jì)算強(qiáng)度足夠，所以合格 2． 考慮到與齒輪聯(lián)接處的直徑 d=50mm，因此鍵槽應(yīng)該在軸中部安裝，可以選擇在同一方位母線上，鍵可以選取 14179。 ? = 按照手冊(cè)可以查得 TL8 型彈性套住聯(lián)軸器，其公稱尺寸轉(zhuǎn)矩為 nT =250， CT nT 。并且可以緩和沖擊減小啟動(dòng)的載荷，最好選取安裝有良好彈性而且轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小的聯(lián)軸器。選用凸緣聯(lián)軸器 所以選用凸緣聯(lián)軸器型號(hào)為： GY81J 60?107 GB/T 58432022 其主要參數(shù)如下：材料 HT200，公稱轉(zhuǎn)矩 ，軸孔直徑 mmdd 6021 ?? ， 軸孔長(zhǎng) mm107LL21 ??。聯(lián)軸器的主要作用是在于軸與軸之間的連接，以傳功、轉(zhuǎn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。至于軸承的設(shè)計(jì)主要包括軸承的承載能力的計(jì)算，有失效形式、壽命的計(jì)算、靜前度額計(jì)算和極限轉(zhuǎn)速的 計(jì)算。 用聯(lián)軸器連接的兩軸的軸線在理論上應(yīng)該是嚴(yán)格對(duì)中的，但是因?yàn)橹谱骱脱b配上可能存在的誤差以及承載后可能發(fā)生的變形等原因，一般來(lái)說(shuō)很難可以保證被連接的兩軸是比型號(hào) 公稱 轉(zhuǎn)矩T/(N 1min? 軸孔 直徑 d/mm 軸孔 長(zhǎng)度 L/mm 外徑 D/mm 材料 軸孔 類型 鍵槽 類型 TL6 250 3300 35 82 160 HT200 Y 型 A 型 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 22 較嚴(yán)格對(duì)中的，因此往往會(huì)發(fā)生兩軸間的角位移、徑向位移、軸向位移和等包括這些位移組合的綜合位移。因此需要我們?cè)O(shè)計(jì)聯(lián)軸器時(shí)，要采取各種各樣的措施，能夠解決之前提到可能出現(xiàn)的種種問(wèn)題，從而提高機(jī)器 的安全性和可靠