【正文】 ? (417) (1) 確定公式中各參數(shù)值 ① 載荷系數(shù) tk 初選 tk = ② 太陽輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 AT 取載荷不均勻系數(shù) ? （下式中 sC 為行星輪數(shù)目） 則太陽輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為 3 5 8 2 . 1 4 9 2 1 . 2 5 3 6 3 . 8 42AcsTT K N mC? ? ? ? ? ③ 太陽輪和行星齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度為 lim5F? 、 lim6F? 查參考文獻(xiàn) [15]得： lim5F? = lim6F? =450MPa ④ 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 蚌埠學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 ? ? 95 6 0 6 0 ( 3 4 4 .4 4 6 5 .1 6 ) 2 1 6 3 0 0 1 0 1 .6 1 1 0A x s tN n n C? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 86 196 0 6 0 ( 3 4 4 . 4 4 6 5 . 1 6 ) 2 1 6 3 0 0 1 0 2 . 5 3 1 060B x s tN n n C? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （其中， An = 3n ， xn =） ⑤ 彎 曲疲勞壽命系數(shù) 5FNk 、 6FNk 查參考文獻(xiàn) [15]得 ： 5FNk =、 6FNk = ⑥ 計(jì)算許用彎曲應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) ? ，應(yīng)力 修正系數(shù) 2sTY ? ， 即： ? ?5 5 l im 5 0 .8 8 4 5 0 2 1 .7 4 6 5 .8 8F F N s T F Fk Y S M P a??? ? ? ? ? (418) ? ?6 6 l im 6 0 .9 4 5 0 2 1 .7 4 7 6 .4 1F F N s T F Fk Y S M P a??? ? ? ? ? ⑦ 查取齒形系數(shù) 5FaY 、 6FaY 和應(yīng)力校正系數(shù) 5SaY 、 6SaY 查參考文獻(xiàn) [15]得 ： 5FaY =、 6FaY =、 5SaY =、 6SaY = ⑧ 計(jì)算太陽輪和行星輪的 ? ?FaSaFYY? 并加以比較 ? ? 3555 2 . 8 5 1 . 5 4 9 . 4 2 1 05 1 7 . 6 5F a S aFYY? ??? ? ? (419) ? ? 3666 2 .2 8 6 1 .7 3 8 .2 8 1 04 7 6 .4 1F a S aFYY? ??? ? ? ? ? ? ?5 5 6 656Fa Sa Fa SaFFY Y Y Y??? ， 按太陽輪得齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。 ④ 校正并確定模數(shù) m? 330 3 .8 5 1 .5 8 1 .5 3 .9 2tm m k k?? ? ? ? ?mm 要使結(jié)構(gòu)有較大的接觸疲勞強(qiáng)度，且使結(jié)構(gòu)適中，取 m? =5mm (3) 計(jì)算齒輪傳動幾何尺寸 ① 中心距 0a 0 5 6( ) 5 ( 1 9 6 0 ) 2 1 9 7 .5?? ? ? ? ? ? ?a m z z m m ② 兩齒輪分度圓直徑 5d 、 6d 55 5 1 9 9 5?? ? ? ?d m z mm 66 5 60 300?? ? ? ?d m z m m ③ 齒寬 5b 、 6b 5 95 47 .5?? ? ? ? ?db d m m? 5 (5 ~ 1 0 ) 5 0?? ? ?b b m m 為了方便制造，降低制造成本，故 5650b b mm?? ④ 齒頂高 ah = *ah m=5 mm （ m1, *ah =1， *c =） 齒根高 ? ?** 1 .2 5 5 6 .2 5ffh h c m? ? ? ? ?mm ⑤ 齒頂圓直徑 5ad 、 6ad *555( 2 ) 2 95 10 10 5a a ad z h m d h m m? ? ? ? ? ? ? *666( 2 ) 2 30 0 10 31 0a a ad z h m d h m m? ? ? ? ? ? ? ⑥ 齒根圓直徑 5fd 、 6fd * * *555( 2 2 ) 2 2 95 10 2 83f a ad z h c m d h c m m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? **66 ( 2 2 ) 30 0 10 2 28 8fad z h c m m m? ? ? ? ? ? ? 蚌埠學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 (三 ) 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 由公式： 252 12 . 5H E HkT uz b d u??? ? ?????? ??? (421) (1) 確定公式中各參數(shù)值 ① 兩齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim5H? 、 lim6H? 查參考文獻(xiàn) [15]知： lim 5 lim 6 1500??HH M Pa?? ② 接觸疲勞壽命系數(shù) 5HNk 、 6HNk 查參考文獻(xiàn) [15]知： 5HNk =， 6HNk = ③ 計(jì)算許用接觸應(yīng)力 取安全系數(shù) HS = ? ?5 5 l im 5 0 .9 1 5 0 0 1 .2 5 1 0 8 0H H N H Hk S M P a??? ? ? ? (422) ? ?6 6 l im 6 0 .9 5 1 5 0 0 1 .2 5 1 1 4 0H H N H Hk S M P a??? ? ? ? ? ? ? ?56( ) 2 ( 1 0 8 0 1 1 4 0 ) 2 1 1 1 0?? ? ? ? ? ? ???H H H M P a? ? ? ④ 材料系數(shù) Ez 查參 考文獻(xiàn) [15]得： MPa? ⑤ 傳動比 u? 6560 z?? ? ? (2) 校核計(jì)算 22 1 . 4 6 3 6 4 3 0 0 3 . 1 6 12 . 5 1 8 9 . 8 8 3 5 . 5 55 0 9 5 3 . 1 6H M P a? ? ? ?? ? ? ? ? ??H?????? 故接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求。 (3) 分別計(jì)算變?yōu)楹簖X槽寬和 齒厚 齒厚 2 ( 2 ta n ) ( 3 . 1 4 / 2 2 0 . 2 5 ta n 2 0 ) 5 8 . 7 622? ? ? ? ? ? ? ? ? ?mS k j x m m m?? ? 齒槽寬 ( 2 ta n ) 6 .9 42e x m m m? ?? ? ? 基于 Pro/E 的礦用調(diào)度絞車設(shè)計(jì) 30 表 42 高速級行星齒輪系傳動主要參數(shù)表 名稱 代號 小齒輪 行星齒輪 大齒輪 模數(shù) m 5 壓力角 α 20176。選擇中間平面“ DTM2”面作為鏡像平面，單擊【確定】按鈕，分別對邊進(jìn)行倒角和倒圓角操作，重復(fù)以上步驟完成齒輪的創(chuàng)建 [12]，如圖 426 所示。 基于 Pro/E 的礦用調(diào)度絞車設(shè)計(jì) 32 圖 427 完成后的大內(nèi)齒輪 軸的設(shè)計(jì) (一 ) 中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 (1) 軸的材料選擇和最小直徑估算 軸的材料初選為 20CrMnTi，采用滲碳淬火方法進(jìn)行處理 [8]。平鍵的截面尺寸按軸徑初選 12 8bh? ? ? 鍵的長度可按輪轂寬度選定，初選 100mm?L 。 ② 繪制軸的力學(xué)模型圖 [1] 根據(jù)軸的受力情況繪制圖 428a。 由繞支點(diǎn) B 的力矩和 0BVM ??得： 32 1 2 3 2 2()NV r rF L L F L F L? ? ? ? ? 2 ( 170 2 32. 5 328 2 53 ) 65 182 7NVFN? ? ? ? ? ?（方向向下） 由繞支點(diǎn) A 的力矩和 0AVM ??得： 3 1 2 2 1 3 1 2 3( ) ( )N V r rF L L F L F L L L? ? ? ? ? ? (427) ? ?3 1 7 0 7 .0 2 3 2 .5 3 2 8 3 .2 2 3 2 .5 3 2 .5 5 3 6 5 6 8 1 3 .8 1NV ? ? ? ? ? ? ????? 由軸上的合力 0F?? 得： 3 2 2 3 0r r N V N VF F F F? ? ? ?，計(jì)算無誤 ② 水平面支反力圖 428d。 C 處彎矩： 21 1 8 2 3 .5 7 3 2 .5 5 9 .2 6 6 0 2? ? ? ? ? ? ? ?C V N VM F L N m B 處彎矩： ? ? ? ?2 1 2 2 2 1 8 2 3 . 5 7 3 2 . 5 3 2 . 5 1 7 0 7 . 0 2 3 2 . 5 1 7 4 . 0 1 0 2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?B V N V rM F L L F L N m ② 水平面內(nèi)的彎矩圖，圖 428e。 C 處： 2 2 2 25 9 .2 6 6 0 2 3 1 3 .9 4 1 9 3 1 9 .4 8 7C CV CHM M M N m? ? ? ? ? ? B 處： 2 2 2 21 7 4 0 1 0 .2 4 7 8 0 9 1 .2 5 0 8 .7 7 3 7 6B B V B HM M M N m? ? ? ? ? ? ④ 轉(zhuǎn)矩圖，圖 428g。 由于是單方向回轉(zhuǎn)軸，考慮啟動停止等因素，因此轉(zhuǎn) 矩產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力按脈動循環(huán)變化計(jì)算，折算系數(shù)取 ?? 2 297 452 .7 178 .470T N m? ? ? ? ? 蚌埠學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 C 處： ? ? 22 2 22 3 1 9 . 4 8 7 1 7 8 . 4 7 0 3 6 5 . 9 5 5 5 7c a CM M T N m?? ? ? ? ? ? B 處： ? ? 22 2 22 5 0 8 . 7 7 3 7 6 1 7 8 . 4 7 0 5 3 9 . 1 6 8 1 3c a BM M T N m?? ? ? ? ? ? (8) 危險截面強(qiáng)度的校核 截面 B 處彎矩?cái)?shù)值最大，因此稱為危險截面，只對截面 B 的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。 mm? 故由于 2 min 42d mm d?? 該軸強(qiáng)度足夠 (a)力學(xué)模型圖 (b)V 面力學(xué)模型圖 (c)V 面彎矩圖 (d)H 面力學(xué)模型圖 (e)H 面彎矩圖 (f)合成彎矩圖 (g)轉(zhuǎn)矩圖 (h)當(dāng)量彎矩圖 圖 428 中間軸的力學(xué)模型及轉(zhuǎn)矩、彎矩圖 基于 Pro/E 的礦用調(diào)度絞車設(shè)計(jì) 36 (9) 中間軸模型的創(chuàng)建 ① 在工具欄內(nèi)單擊 按鈕，系統(tǒng)彈出“草繪”對話框，選取“ RIGHT”面作為草繪平面，單擊【草繪】進(jìn)入草繪環(huán)境，繪制出 如下 二維草圖，在工具欄內(nèi)單擊 按鈕，如圖 429 所示； 圖 429 完成后的草繪界面 ② 在工具欄內(nèi)選擇 按鈕，依次單擊“放置”→“定義”，系統(tǒng)彈出“草繪”對話框，選取“ FRONT”面作為參考平面，單擊【草繪】進(jìn)入草繪界面，在工具欄內(nèi)選擇按鈕，在繪圖區(qū)選取軸的輪廓線，然后單擊 按鈕，完成中間軸的創(chuàng)建，如圖 430所示 ； 圖 430 中間軸的模型 ③ 創(chuàng)建鍵槽 在工具欄內(nèi)單擊 按鈕，系統(tǒng)彈出“基準(zhǔn)平面”對話框，選擇 “ FRONT”面作為蚌埠學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 基準(zhǔn)平面，輸入距離 16mm,完成 “ DTM1” 面的創(chuàng)建。 圖 431 完成后的中間齒輪軸 (二 ) 第三級太陽輪軸設(shè)計(jì) (1) 軸的材料選擇 軸的材料 初選為 20CrMnTi，采用滲碳淬火的方法進(jìn)行處理。平鍵的截面尺寸按軸徑初選 14 9bh? ? ? 鍵的長度可按輪轂寬度選定，初選 100L mm? (3) 太陽輪軸的校核 (4) 軸的力學(xué)模型的建立 ① 軸上各段距離的確定 軸的總長度為 L=118mm，齒輪 Z4 力的作用點(diǎn) C 距左支撐作用點(diǎn) A 的長度為1 mm? ，齒輪 Z4 力的 作用點(diǎn) C 距右支撐作用點(diǎn) B 的長度為 2 mm? ，右基于 Pro/E 的礦用調(diào)度絞車設(shè)計(jì) 38 支撐作用點(diǎn) B 距齒輪 Z3 力的作用點(diǎn) D 長度為 3 53L mm? 。 (5) 計(jì)算軸上的作用力 齒輪 (4)：圓周力 244 332 2 3 0 6 . 7 0 9 0 2 0 . 5 96 8 1 0tt TF F Nd ??? ? ? ?? 徑向力 004 4 4 ta n 20