【正文】 應(yīng)力： l i m 33 752F N S T xFP FY Y Y M P aS?? ?? l i m 44 736F N S T xFP FY Y Y M P aS?? ?? 根據(jù)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算式： ( 1 0 . 5 )ttF F a s a F a s a F PmRK F K FY Y Y Yb m b m?? ?? ? ?? 式中， FaY ——— 齒形系數(shù)，根據(jù)當(dāng)量齒數(shù) vz ，由機(jī)械設(shè)計(jì)圖 查得 ? ； saY ——— 應(yīng)力修正系數(shù)，根據(jù)當(dāng)量齒數(shù) vz ，由圖 查得 ? 。 20 。由 3 3 4 42 si n , 2 si nd R d R????， 得： 033 s in ( ) 2 6 . 5 72da c r R? ?? 44 s in ( ) 6 3 . 4 32da c r R? ?? 小錐齒輪當(dāng)量齒輪的齒數(shù)： 33 03 23 2 5 . 7 2c o s c o s 2 6 . 5 7v zz ?? ? ?（當(dāng)量齒輪的齒數(shù)無須元整），同理，大錐齒輪當(dāng)量齒輪的齒數(shù)： 44 04 46 1 0 2 .8 4c o s c o s 6 3 .4 3v zz ?? ? ?。即： 3 3 4 41 [ ( ) ( ) ]2 v v v vz tg tg z tg tg? ? ? ? ??? ? ? ? 式中 3v? ， 4v? 分別為大小錐齒輪當(dāng)量齒輪的齒頂圓壓力角。 當(dāng)量齒輪基圓直徑： 033 c o s 3 2 5 .7 2 c o s 2 0 7 2 .5 1v b vd m z m m?? ? ? ? ? ? 044 c os 3 10 2. 84 c os 20 28 9. 91v b vd m z m m?? ? ? ? ? ? 當(dāng)量齒輪的齒頂圓直徑，由 *3 3 322va v a v ad d h d m h? ? ? ?， 得： 3283. 16 , 314 .52v a v ad m m d m m?? 由 33 3cos vbva vadd? ?，得 033 3 7 2 . 5 1a r c c o s ( ) c o s ( ) 2 9 . 38 3 . 1 6vbva vad a c rd? ? ? ? 同樣可得： 044 4 2 8 9 . 9 1a r c c o s ( ) c o s ( ) 2 2 . 83 1 4 . 5 2vbva vad a c rd? ? ? ? 所以，重合度 ? ： 第 25 頁 共 46 頁 3 3 4 41 [ ( ) ( ) ]2 v v v vz tg tg z tg tg? ? ? ?? ? ? ? = 0 0 0 01 [ 2 5 . 7 2 ( 2 9 . 3 2 0 ) 2 1 7 . 4 5 ( 2 2 . 8 2 0 ) ]2 tg tg tg tg? ? ? ? ? ? 滿足重合度大于 1 的要求。 現(xiàn)將該對(duì)錐齒輪的主要幾何尺寸計(jì)算列出，如下表： 表 四 錐齒輪基本尺寸 名 稱 代 號(hào) 計(jì)算數(shù)值 分度錐角 ? 00342 6 .5 7 , 6 3 .4 3???? 分度圓直徑 d 346 9 , 1 3 8d m m d m m?? 錐距 R 77R mm? 齒頂高 ah 3ah mm? 齒根高 fh mm? 齒頂圓直徑 ad 3274. 37 , 140 .68aad m m d m m?? 齒根圓直徑 fd 3462 .5 6 , 13 4. 78ffd m m d m m?? 齒頂角 a? ???? 齒根角 f? ???? 齒頂錐角 a? 003428 .8 , 65 .6 6aa???? 齒根錐角 f? 003423 .8 9 , 60 .7 5ff???? 分度圓齒厚 s mm? 齒 寬 b 30b mm? 當(dāng)量齒數(shù) vz 342 5 .7 2 , 1 0 2 .8 4vvzz?? 當(dāng)量齒數(shù)比 vu 9vu? 平均模數(shù) m ? 平均分度圓直徑 md . 115mmd mm d mm?? 當(dāng)量齒輪的分度圓直徑 mvd 346 4 .2 9 . 2 5 7m v m vd m m d m m?? 第 26 頁 共 46 頁 三、錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度校核 直齒錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算比較復(fù)雜。這樣，就可以直接引用直齒圓柱齒輪的相應(yīng)公式。 （ 1） 輪齒受力分析 忽略齒面摩察力，并假設(shè)法向力 nF 集中作用在齒寬中點(diǎn)上，在分度圓上可將其分解為 圓周力 tF 、徑向力 rF 和軸向力 aF 相互垂直的三個(gè)分力。 （ 2） 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 以當(dāng)量齒輪作齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，則： 111tvH E H H PmvK F uZZ b d u????? 其中 HP? 為許用接觸應(yīng)力，其計(jì)算式為： l imH N W XHP HZ Z ZS?? ? 式中： limH? ——— 失效概率為 1%時(shí)，試驗(yàn)齒輪的齒面接觸疲勞極限，由圖 查得 lim 1500H? ? ； 第 27 頁 共 46 頁 NZ ——— 接觸疲勞強(qiáng)度的壽命系數(shù)，其值可根據(jù)當(dāng)量齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 60 hN nkt? ，查圖 得， ? ； WZ ——— 工作硬化系數(shù)，取 ? ； XZ ——— 接觸疲勞強(qiáng)度的尺寸系數(shù)，考慮尺寸增大使材料強(qiáng)度降低的系數(shù)，其值由 圖 查得 1XZ ? ； HS ——— 接觸疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，可由表 查得 ? 。 將3318 9. 8 , 2. 5 , 1 , 23 06 .7 6 , 25 , 57 .5 , 9E H t m vZ M P a Z K F N b m m d m m u? ? ? ? ? ? ?帶入 下式： 331tvH E HmvK F uZZ bd u? ?? = MPa ??? MPa 同時(shí)由接觸疲勞的設(shè)計(jì)公式： 233 24 ()(1 0 . 5 ) EHR R H PKT ZZd u? ? ?? ?=47mm 式中個(gè)參數(shù)按前述確定。 同理，得： 244 24 ()(1 0 . 5 ) EHR R H PK T Z Zd u? ? ?? ?=52mm （ 3） 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 安全系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)九章表 查得 ? （按 1%失效概率考慮）。 以當(dāng)量齒輪的有關(guān)參數(shù)帶入下式，可得直齒錐齒輪傳動(dòng)的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式，得： 311112 2 214( 1 0 .5 ) 1 Fa saFPRRYYKTmzu ???? ??=； 322122 2 224( 1 0 .5 ) 1 Fa saFPRRYYKTmzu ???? ??=。 5． 3 5n 軸上端的錐齒輪 5z 與 6n 軸左端的錐齒輪 6z （如圖 1）的傳動(dòng)設(shè)計(jì) 這對(duì)錐齒輪要求實(shí)現(xiàn)的傳動(dòng)比 56 1zi z??，它們的材料和基本尺寸可參看 5n軸下端的錐 齒輪 3z ，錐齒輪 5z 和 6z 可選取與錐齒輪 3z 同樣的。常壓法罐裝，是在大氣壓力下直接依靠被罐液料的自重流入包裝容器內(nèi)的罐裝方法。 該罐裝機(jī) 要求每次的罐裝量一定，因?yàn)槿莘e定量法 罐裝的精度較高，所以采用的定量方法為定量杯定量罐裝，其罐裝原理如下圖 5： 1234567891011通往儲(chǔ)液箱12 圖 5 定量杯定量罐裝原理圖 凸輪 凸輪軸 推桿 密封圈 固定量杯 密封墊圈 活動(dòng)套塞 進(jìn) 液管 彈簧 排氣空 1罐裝頭蓋 1進(jìn)液孔 其罐裝原理為： 由前面設(shè)計(jì)的傳動(dòng)比知道， 當(dāng)瓶子位于 罐裝工位時(shí)， 凸輪軸 1帶動(dòng)凸輪 2 旋轉(zhuǎn)，從而凸輪 2 將推桿 3 向下壓，推桿 3 推動(dòng)罐裝頭蓋 11 向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，與罐裝頭蓋連在一起的進(jìn)液管 8 向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到一定距離時(shí)，液體就可以從進(jìn)液孔 12 通過進(jìn)液管 8 向瓶里輸液，瓶里的殘余氣體將從排氣孔10 排出，完成罐液程序 。并且可根據(jù)需要，調(diào)節(jié)活動(dòng)套塞 7 以調(diào)節(jié)罐裝的液體容積。假設(shè)罐裝裝置的定量杯內(nèi)徑為 1 100d mm? ，則定量杯內(nèi)的液面到活動(dòng)套塞上端的高度 1h ，由公式： 211 ( ) 8 5 02dh mL??? 得： 1 108h mm? 。進(jìn)液管上的進(jìn)液孔取直徑 2 20d mm? ，其中心點(diǎn)到進(jìn)液管頂端的距離為 2 30h mm? ，取進(jìn)液管總長為 100l mm? ，當(dāng)推桿向下超過 20mm 時(shí)，就開始向瓶里輸液，在推桿的運(yùn)動(dòng)行程不超過時(shí) 20mm ，罐裝頭蓋正向瓶口對(duì)齊，以便準(zhǔn)確向瓶內(nèi)輸液。 推桿長度 1 250l mm? ，活動(dòng)套塞的總長度 2 60l mm? ，其上的進(jìn)液溝深為 3 5h mm? ，溝長 3 20l mm? ，如圖 6。罐裝頭蓋的直徑為 6 190d mm? ，其上兩邊的導(dǎo)桿孔直徑為 10mm ，其中心線距罐裝頭蓋最邊端的距離為 5 5l mm? ，如圖 7。 設(shè)凸輪以等角速度 ? 順時(shí)針回轉(zhuǎn)，其基圓半徑 ： 第 31 頁 共 46 頁 220 ()[]ds edr s etg? ??? ? ? 式中， e 為偏心距，等于 0； []? 為許用壓力角，取 0[ ] 30? ? 。凸輪機(jī)構(gòu)工作時(shí)，凸輪和從動(dòng)件都在運(yùn)動(dòng)。 OtsO 圖 8 凸輪輪廓曲線及速度時(shí)間函數(shù) 運(yùn)用反轉(zhuǎn)法繪制盤形凸輪機(jī)構(gòu)輪廓曲線的方法和步驟如下： （ 1）、將基圓 12 等分，根據(jù)推桿的運(yùn)動(dòng)行程為 20mm 計(jì)算出 66 20C B mm? ，再根據(jù)凸輪的運(yùn)動(dòng)規(guī)律依次計(jì)算出 11CB、 22CB、 33CB 、 44CB、 55CB ，再將它們連成光滑的曲線。 （ 2）、凸輪的最大壓力角在 6B 點(diǎn) 上（如圖 8），過 6B 點(diǎn)與基圓相切，則切線與 66CB所夾的銳角即為最大壓力角 ? ，計(jì)算得 ?? 0[ ] 30???。 其工作原理是：軟木塞 由于自重經(jīng)塞桶 7 落入軟木塞槽 6，然后 被 凸輪 5 壓 入壓塞管道， 與此同時(shí)， 與罐裝頭蓋連接的導(dǎo)瓶口蓋 4 將瓶口對(duì)中 ， 最后 ， 在 曲柄 滑塊 機(jī)構(gòu)的 滑塊 活塞 3 的推力下，軟木塞被 壓入瓶口，完成封口程序 ，如圖九 。 其圖解 法設(shè)計(jì)如下： （ 1）、 如圖十，以 O 為圓心，作半徑為 1r OO? = 80mm 的圓，因?yàn)?2 200OO mm? ，所以當(dāng)桿 1OO 和桿 12OO 垂直時(shí)， 222 1 1 2 215O O O O O O m m? ? ?。所以塞管壁頂端離 O 點(diǎn)的距離222 1 1 2 2 190l O O O O h m m? ? ? ?（取 2 180l mm? ） ，否則，塞管壁將阻礙滑塊的運(yùn)動(dòng)。 300 ( ) 20l O O O O m m? ? ? ?，取 139。 OO1O2 圖 10 曲柄 滑塊 機(jī)構(gòu)的圖解法 8 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 8． 1 0n 的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、 選 擇軸的材料 選擇軸的材料為 45 鋼，因其有足夠的強(qiáng)度，并對(duì)應(yīng)力集中敏感性低；同時(shí)