【正文】 ?????? ???????? ??????? ?? 查表并插值 則載荷系數(shù) K 的初值 Kt=179。 179。 108 N2＝ 179。已知該軸傳遞的功率 P＝ ,轉(zhuǎn)速 n1=, 小齒輪的齒寬 B1=67mm,齒數(shù) Z1=19mm,模數(shù) m=4,單向連續(xù)運轉(zhuǎn)，有較大沖擊載荷。 106179。 106179。 105 N178。 19＝ 76mm 圓周力 Ft、徑向力 Fr、和軸向力 Fa 大大小如下： NdTF t 1327176 5 ????? NFF ntr 296890c os 20t a n13271c ost a n ?????? ?? 00tan1 3 2 7 1tan ????? ?ta FF (3) 確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45 鋼，初步估計軸的最小直徑，取 A＝ 115，可得 mmnpAd 33m in ????? (4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 a． 擬定軸上零件 的裝配方案 裝配方案如圖 所示。 軸段②該軸段安裝滾動軸承，考慮到軸承只承受軸向力，選擇圓錐滾子軸承，取軸段直徑為 d2=55mm，選用 30211 型圓錐滾子軸承，尺寸 d179。 T＝ 55179。 ,軸 第 26 頁 承右端為擋油 環(huán)，長度為 28mm，則 L2=T(軸承寬度 )＋ 28＝ 。 軸段④該軸段為一齒輪軸，齒輪齒頂圓直徑為 da=84mm,齒輪寬 b=67mm。 軸段⑥該軸段直徑與軸段②相同，取 d6=55mm,其長度為軸承寬度與擋油環(huán)長度之和，故 L5=40mm。 2) 減速器中間軸 (Ⅲ號軸 )的設(shè)計與校核 齒輥破碎機二級圓柱齒輪減速器的傳動軸，其傳動簡圖見圖 ，該軸裝有兩個齒輪，分別為高速級的大齒輪 Z2 低速級的小齒輪 Z3。 (1) 求輸入軸上的轉(zhuǎn)矩 T T=179。 mm (2) 求作用在齒輪上的力 該軸上大齒輪 Z2 的分度圓直徑 為： d2 = mz =4179。 20＝ 120mm 圓周力 Ft、徑向力 Fr、和軸向力 Fa 大大小如下： 大齒輪 Z2： 62 2 1 . 5 6 1 9 1 0 2 1 2 5 9 5 . 9248t TFNd ?? ? ? 22 ta n ta n 2 01 2 5 9 6 4 5 8 4c o s c o s 0nrtF F N?? ?? ? ? ?? 22ta n 0atFF ??? 小齒輪 Z3 63 3 2 1 .5 6 1 9 1 0 2 2 6 0 3 1 .6120t TFNd ??? ? ? 第 27 頁 33 ta n ta n 2 01 2 5 9 6 9 4 7 5c o s c o s 0nrtF F N?? ?? ? ? ?? 3 0aF ? (3) 確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45 鋼，初步估計軸的最小直徑，取 A＝ 115，可得 33m i n 2 0 .11 1 5 6 2 .81 2 2 .9pd A m mn? ? ? ? ? (4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 a． 擬定軸上零件的裝配方案 裝配方案如圖 所示。選用 22213 型圓錐滾子軸承，尺寸 d179。 B＝ 65179。 31,軸承右端為擋 油環(huán)，長度為 34mm，則 L1=B(軸承寬度 )＋ 34＝ 65mm。故取該軸段寬度 L2＝ 80mm。 軸段④ 該軸段安裝齒輪， 齒輪右端用擋油環(huán)固定，左端使用軸肩定位，取軸段直徑同軸段②，為 d4=70mm，已知齒輪輪轂寬度為 77mm,取該軸段寬度 L4＝ 74mm。 (5) 軸上零件的周向固定 軸段②上安裝的小齒輪與軸的周向定位采用 A型普通平鍵，按 d2=70mm，從機械設(shè)計手冊中查的平鍵的截面尺寸為 b179。 12，根據(jù)輪轂寬度，由鍵長系列中選取鍵長 L=75mm,為了保證齒輪與軸具有良好的對中性，取齒輪與軸的配合為 H7/r6。 h179。 12179。 滾動軸承與軸的周向定位是采用過渡配合保證的，因此軸段直徑尺寸公差為 m6。 當軸在傳遞轉(zhuǎn)矩 T 時，鍵的工作表面受到壓力作用，工作表面受擠壓，鍵受剪切，失效形式是鍵，槽軸和輪轂槽三者中最弱的工作面被壓饋和鍵被剪壞。假定擠壓應(yīng)力在鍵的接觸面上是均勻分布的，此時擠壓強度條件是 2ppTd k l?????????? N/mm2 式中， d — 軸徑； k — 鍵與輪轂槽（或軸槽 ）的接觸高度， mm, k=, h 為鍵高。 b 為鍵寬 。 p?????＝ 90 N/mm2。 對小齒輪， T=179。 mm 。 k==179。 75 20 55l L b mm? ? ? ? ?。考慮到制造誤差使鍵上載荷分布不均，按 個鍵計算。 8 6 . 7 /1 . 5 1 . 5pppN m m??? ??? ? ? ? ?? 所以小齒輪與軸采用雙鍵聯(lián)接可以滿足強度要求。 106 N178。 d=70mm。 12＝ 6mm。 與軸的聯(lián)接采用雙鍵，故 6 22 1 . 5 6 1 0 8 9 . 4 /7 0 6 4 8 1 . 5pp N m m???? ??? ? ? ??? ? ? 所以大齒輪與軸的聯(lián)接采用雙鍵滿足強度要求。 1 2 2 31 2 2 300V V r rH H t tR R F FR R F F? ? ? ?? ? ? ?靜 力 平 衡 方 程 ： 2 3 22 3 268 166 255 068 166 255 0t t Hr r VF F RF F R? ? ?? ? ?彎 距 方 程 ： 聯(lián)立求解得 支反力 水平面 1 152HRN? 2 13587HRN?? 垂直面 1 55VRN? 2 4946VRN?? 再根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算簡圖。從軸的結(jié)構(gòu)簡圖和當量彎矩圖中可以看出，齒輪 3 左側(cè)截面的當量彎矩最大，是軸的危險截面。 106 N178。查簡明機械零件設(shè)計手冊中軸的常用材料及其主要機械性能則 45的抗拉極限強度 265 0 /B N mm? ? ， ? ? B?? ?? ，即58~65N/mm2,取 ? ? 2/60 mmN?? ，軸的計算應(yīng)力為 ? ?32738006 5 9 .4 /0 .1 7 0cc M N m mW ????? ? ? ?? 根據(jù)計算結(jié)果可知，該軸滿足強度要求。 (1) 求輸入軸上的轉(zhuǎn)矩 T T=3613700 N178。 49＝ 294mm 第 32 頁 圓周力 Ft、徑向力 Fr、和軸向力 Fa 大大小如下： 4 4 3 6 1 3 7 0 0 2 2 4 5 7 8294t TFNd? ? ? 44 ta n ta n 2 02 4 5 7 4 8 9 4 6c o s c o s 0nrtF F N?? ?? ? ? ?? 4 0aF ? (3) 確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45 鋼，初步估計軸的最小直徑，取 A＝ 115，可得 33m i n 1 8 .9 21 1 5 8 3 .250pd A m mn? ? ? ? ? (4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 a．零件的裝配方案 軸上零件的裝配方案見圖 。所以選用 23218c 型圓錐滾子軸承，尺寸 d179。 B＝ 90179。 40,軸承右端為擋油環(huán)，長度為 28mm，則 L1=B(軸承寬度 )＋ 28＝ 68mm。故取該軸段寬度 L2＝ 95mm。 軸段④ 該軸段為一軸環(huán)， d4=95mm， L4＝ 83mm。 軸段⑥ 該軸段用來安裝半聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器右端用擋圈定位，軸段直徑d6=85mm， L6=120mm。 h179。 16179。 校核鍵的強度： 2ppTd k l?????????? N/mm2 式中， d — 裝鍵處的軸徑 , d=95mm。 h=16mm,則 k=8mm。 b 為鍵寬 。 p????? — 許用擠壓應(yīng)力， N/mm2。 6 22 3 . 1 6 1 0 1 3 3 /9 5 8 6 2ppN m m???? ??? ? ? ???? 采用雙鍵聯(lián)接。 8 8 . 7 /1 . 5pppN m m??? ??? ? ? ?? 鍵的強度滿足要求。然后由軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖，扭矩圖，和當量彎矩圖（見圖 ）。此截面的 MH,MV,M,T 及 Mca 數(shù)值如下： 彎距 水平面 1400112HM N mm?? 垂直面 509628VM N mm 合成彎距 22 1489978HVM M M N m m? ? ? ? 扭距 T T=179。 mm 當量彎距 221 4 8 9 9 7 8 0 .6 3 6 1 3 0 0 0 3 1 7 1 0 1 4caM M TN mm???? ? ? ? ? 第 35 頁 圖 減速器輸出軸的受載荷圖 第 36 頁 ② 校核軸的強度 軸的材料為 45，調(diào)質(zhì)處理。 (7) 精確校核軸的疲勞強度 對于重要的軸，必須按安全系數(shù)精確校核軸的疲勞的疲勞強度。 ② 計算危險截面應(yīng)力 截面左側(cè)彎距為 28 4 3 6M = 1 4 8 9 9 7 8 8 5 1 4 1 684 N m m? ? ? 截面上扭距為 T= 抗彎截面系數(shù) W==179。 953=171475mm3 截面上的彎曲應(yīng)力 29 .9 3 /b M N m mW? ?? 截面上的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力 22 1 /TT N mmW? ?? 彎曲應(yīng)力幅 /ab N mm???? 彎曲平均應(yīng)力 0m? ? 扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力副與平均應(yīng)力相等，即 21 5 .5 /2am N m m???? ? ? ③ 確定影響系數(shù) 軸的材料為 45，調(diào)質(zhì)處理， 抗拉極限強度 265 0 /B N mm? ? ， 21 /275 mmN??? ，21 /140 mmN??? 。根據(jù) r/d=， D/d=95/90=，查表并插值可得 ? ? ， ? ? 。 (8) 軸承壽命的計算 ① 計算軸承支反力 由以上軸的載荷計算可知： 水平支反力 R1H=16668N R2H=7910N 垂直支反力 R1V=6067N R2V=2879N 則合成支反力 221 1 122166 68 791 0 184 49HVR R RN??? ? ? 222 2 2226 0 6 7 2 8 7 9 6 7 1 5HVR R RN??? ? ? ② 當量動載荷 調(diào)心滾子軸承無派生軸向力， S1=S2=0。 第 38 頁 又由于軸承的工作溫度和軸承所受的沖擊載荷對軸承的壽命系數(shù)有一定的影響，故引入溫度系數(shù) ft 和載荷系數(shù) fp。取 ft＝ 1；破碎機工作時有較強的沖擊載荷，取 fp＝ 。聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造和安裝誤差、運轉(zhuǎn)中的磨損、基礎(chǔ)的下沉以及由于受載荷和工作溫度變化而引起軸的變形，往往使兩軸不能保證嚴格對中而產(chǎn)生某種程度的相對位移。 本設(shè)計中，由于要求不高，所以選擇凸緣聯(lián)軸器就能滿 足其要求了。 103/50=382 取安全系數(shù)為： 1000/382= 故選擇 YLD14 型聯(lián)軸器。 齒輪箱的主要結(jié)構(gòu)形式 較早的雙齒輥破碎機采用的是一種特制長齒齒輪傳動．這種齒輪往往是鑄造后經(jīng)過修整而制成 (見圖 )。圖 中齒輥破碎機使用一種專用的減速器，該減速器的兩個輸出軸通過萬向聯(lián)軸器直接帶動兩齒輥相對回轉(zhuǎn)。這種傳動方式可允 第 39 頁 許齒輥在較 大范圍內(nèi)移動。該機構(gòu)通過 4 個齒輪及活動扇形齒板構(gòu)成，當調(diào)整輥隙時 (即活動軸承移位 )，能保證二齒輥繼續(xù)運轉(zhuǎn)。這種傳動形式中，上、下兩對齒輥可實現(xiàn)反向?qū)L旋轉(zhuǎn)，而且可以保證兩對齒輥間的中心距在較大 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時傳動不致中斷。兩個大齒輪分別安裝在主動齒輥和從動齒輥上，與兩個大齒輪互相嚙合的小齒輪安裝在兩個浮動軸上，是惰輪，只傳遞扭矩。 開式齒輪傳動設(shè)計 開式齒輪傳動，不易潤滑，因此要考慮磨損的影響。 計 算 項 目 及 說 明 結(jié) 果 (1) 選擇齒輪材料 小齒輪選 用 20Cr 大齒輪選用 40Cr (2) 按齒根彎曲疲勞強度計算 確定齒輪傳動等級，按 11 /0 .0 2 2 ) n( 0 .0 1 3 npv t ?估取圓周速度vt=齒寬系數(shù)ψ d HRC 5662 HRC 5055 Ⅱ公差組 8 級 vt=ψ d＝ 第 41 頁 小輪齒數(shù) Z1 大輪齒數(shù) Z2 齒數(shù)比 u u= Z2 / Z1=58 / 23 齒根彎曲疲勞強度設(shè)計計算公式 ? ?3 212 F saaFd YYYZKTm ? ? ????? 大輪轉(zhuǎn)矩 T2＝ 179。 P