機(jī)床設(shè)計(jì)說明書.

1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書（機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)）（機(jī)床部分）設(shè)計(jì)題目：車床主軸箱設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì) 者：劉卩日學(xué)號(hào)：200900162103指導(dǎo)教師： 鄒斌山東大學(xué)機(jī)械制造及其自動(dòng)研究所二O三年一月1、設(shè)計(jì)目的通過機(jī)床主運(yùn)動(dòng)機(jī)械變速傳動(dòng)系統(tǒng)得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在擬定傳動(dòng)和變速的結(jié)構(gòu)方案過 程中，得到設(shè)計(jì)構(gòu)思、方案分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機(jī)械制圖、零件計(jì)算、編寫技術(shù) 文件和查閱技術(shù)資料等方面的綜合訓(xùn)練，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，并具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。2、各運(yùn)動(dòng)參數(shù)的確定2.1確定傳動(dòng)方案2.1.1已知條件【1】確定轉(zhuǎn)速范圍：主軸最小轉(zhuǎn)速 n mi n=40 r/mi n【2】

2、確定公比:=1.41【3】轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)：z=92.1.2結(jié)構(gòu)分析式9弋33從電動(dòng)機(jī)到主軸主要為降速傳動(dòng)，若使傳動(dòng)副較多的傳動(dòng)組放在較接近電動(dòng)機(jī)處 可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，節(jié)省材料，也就是滿足傳動(dòng)副前多后少的原則，因該機(jī)床級(jí)數(shù)較小，在無重復(fù)級(jí)數(shù)出現(xiàn)的情況下采用9=3i 33方案。在1降速傳動(dòng)中，防止齒輪直徑過大而使徑向尺寸常限制最小傳動(dòng)比gn -丄；在升4速時(shí)為防止產(chǎn)生過大的噪音和震動(dòng)常限制最大轉(zhuǎn)速比imax豈2。在主傳動(dòng)鏈任一傳動(dòng)組的最大變速范圍Rmax二imaxJmin - 8 10。在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證中間傳動(dòng)軸的變速范圍最小，根據(jù)中間傳動(dòng)軸變速范圍小的原則選擇結(jié)構(gòu)網(wǎng)。從而確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)如

3、下：一_工”-y ,7一-一-1_* _| |彳f一一二 一 rSuj-：一、-二二二一一亠JIII檢查傳動(dòng)組的變速范圍時(shí)，只檢查最后一個(gè)擴(kuò)大組：R2hWX2P2 -1 其中 =1.41，X2=3, F2 = 3所以 R2 -1.41 3 2=8.64乞810，合適。2.1.3繪制轉(zhuǎn)速圖【1】確定傳動(dòng)軸軸數(shù)傳動(dòng)軸軸數(shù)=變速組數(shù)+定比傳動(dòng)副數(shù)+ 1 = 2 + 1 + 1 = 4?！?】確定各級(jí)轉(zhuǎn)速并繪制轉(zhuǎn)速圖由 nmin=40,=1.41,z=9 確定各級(jí)轉(zhuǎn)速，分別為 632、446、316、228、158、114、80、56、40min。在四根軸中，除去電動(dòng)機(jī)軸，其余三軸按傳動(dòng)順序依次設(shè)為I

4、、川。1與nn與川軸之間的傳動(dòng)組分別設(shè)為a、b。(1)先確定軸u的轉(zhuǎn)速傳動(dòng)組b的級(jí)比指數(shù)為2，希望中間軸轉(zhuǎn)速較小，因而為了避免升速，又不致傳動(dòng)比太小，可取鬲=$2=2，b2=1/ =1/1.4 bi3 =1/$4 =1/4軸U的轉(zhuǎn)速確定為：316、228、158r/min。確定軸I的轉(zhuǎn)速對(duì)于軸I,其級(jí)比指數(shù)為1,可取為=1/=1/1.4，&2=1/2=1/2，印3=1/確定軸I轉(zhuǎn)速為316r/min。由此也可確定加在電動(dòng)機(jī)與主軸之間的定傳動(dòng)比i = 720/320 = 2.25下面畫出轉(zhuǎn)速圖(電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速相近)。【3】確定各變速組傳動(dòng)副齒數(shù)(1) 傳動(dòng)組a:查文獻(xiàn)【8】表 6-4

5、冃1 =1/=1/1.4 , ai2=1/ 2=1/2 , a：3 =1/ 3 = 1/2.8ai3 =1/ =1 時(shí)：Z2 =,64、66、68、70、72、74、76、78、80、82、84,ai1 = 1/=1/1.4 時(shí)：Z2 二，,65、67、68、70、72、73、75、77、79、80,ai2 =1/ 2 =1/2 時(shí)：Z2 二，,63、66、69、72、75、78、81、84、86、87,可取Sz =72在ai3 =1/ 0 =1 一行中找到最小乙=36在不=1/，1/1.4 一行中找到最小Z2 =30在ai2 =1/ 2 =1/2 行中找到最小Z3 =24于是可得軸I齒輪齒數(shù)

6、分別為：36、30、24于是 ia1 =36/36, ia30/42 , ia24/48可得軸U上的三聯(lián)齒輪齒數(shù)分別為：36、42、48(2)傳動(dòng)組b:查文獻(xiàn)【8】表 6-4, =妒=2 , b2 =1 =1/1.4 b3 =1/擴(kuò)=1/42=2 時(shí)： J 二，107、108、110、111、113、114,bi2 =1/=1/1.4 時(shí) J =,107、108、109、110、111、113、114、115,bi3=1/ 4=1/4時(shí)J =,104、105、109、110、114、115,可取Sz =110,于是可得軸U上的最小齒數(shù)分別為：46、37、22?？傻么ㄝS上的三聯(lián)齒的齒數(shù)分別為64

7、、73、88。2.1.4繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖根據(jù)軸數(shù)，齒輪副，電動(dòng)機(jī)等已知條件可有如下系統(tǒng)圖：IIII2.2選取電動(dòng)機(jī)【1】計(jì)算切削力Fz (N)FZ=1900ap f 0.75 =1900X3.5 x 0.35.75=3026 N ；其中背吃刀量ap=3.5mm, f =0.35文獻(xiàn)表2-4切削速度v=90 m/min文獻(xiàn)6表2-4【2】計(jì)算切削功率F0(kw)FZ v612003026 9061200=4.4kw【3】計(jì)算主電動(dòng)機(jī)功率R(kw)-Hkw選取的電機(jī)額定功率應(yīng)大于功率 R,查文獻(xiàn)【3】表2-3選取丫160 M2-8,其額定功率為5.5kw，額定滿載轉(zhuǎn)速為720rmin，最大額定轉(zhuǎn)距2

8、.0。2.3帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=720r/min,傳遞功率P=5.5KW傳動(dòng)比i=2.22，兩班制，一天運(yùn)轉(zhuǎn)16小時(shí)，工作年數(shù)10年。2.3.1確定計(jì)算功率取Ka -1.2，文獻(xiàn)【4】表11.5貝U Pca 二 KaP =1.2 5.5 = 6.6KW2.3.2選取V帶型根據(jù)小帶輪的轉(zhuǎn)速和計(jì)算功率，文獻(xiàn)【4】表11.15(P188)選A型帶。2.3.3確定帶輪直徑和驗(yàn)算帶速1、初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑查文獻(xiàn)【4】圖11.15和表11.6查得小帶輪基最小直徑d =75mm d1 = 100mm2、驗(yàn)算帶速v：d1 n1v =60 1000r/min ；mm，合適。= 3.76m/ s其中門廠小帶

9、輪轉(zhuǎn)速，di-小帶輪直徑，3.14 100 720v =60 00003、計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑d2 =100 2.252.3.4確定帶傳動(dòng)的中心距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度設(shè)中心距為a,則0. 7 ( d1 d2) _a 2 (d1 d?)于是227.5豈a乞650,初取中心距為a。=500mm帶長(zhǎng) L =2a-(d1d2).(d2 -dj24a=2 500 3.14/2 (100 225)2(225 -100)4 500=1518.0625mm查文獻(xiàn)【4】圖11.3取相近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld , Ld -1600mm。帶傳動(dòng)實(shí)際中心距L _La = a0 + = 541mm22.3.5驗(yàn)算小帶輪的包角一般小帶

10、輪的包角不應(yīng)小于120 od d冷:18021 573丄 165.675 -120，合適。a2.3.6確定帶的根數(shù)1、計(jì)算單根V帶的額定功率:P =(PoPo)k：kL查文獻(xiàn)【4】表11.8 , ：P=2.73kw表 11。10,P0 =0.15kw表 11.7 , k ： = 0.97 ；表 11.12 , kL =0.99R =(p0=p0)k-.kL =(2.73+0.15 ) 0.97 0.99=2.76kw2、計(jì)算V帶的根數(shù)Pea6.6Z =墜二右 2.38，取 Z=3.pr2.762.3.7計(jì)算單根帶的初拉力的最小值2)qv其中：Pea-帶的傳動(dòng)功率KWV-帶速,m/s ;q-每米

11、帶的質(zhì)量，kg/m;取q=0.1kg/m，文獻(xiàn)【4】8-3 ;6 6250 972Fo =500() 0.1 3.76 -251.9N3.76 30.992.3.8計(jì)算作用在軸上的壓軸力Fq ： 2ZF0siJ 3 251 sin 165.7 =1494N2 22.4確定各軸轉(zhuǎn)速2.4.1確定主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為9 J參照資料6P51頁表n iv = nm i/3 =40咒1.413 =80r/min1.82.4.2各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速軸U可從主軸80r/min按22/88的傳動(dòng)副找上去，軸川的計(jì)算轉(zhuǎn)速80r/min ；軸U的計(jì)算轉(zhuǎn)速為160r/min ;軸1的計(jì)算轉(zhuǎn)速為320r/min

12、。文獻(xiàn)【6】P53,圖 1.392.4.3驗(yàn)算主軸轉(zhuǎn)速誤差轉(zhuǎn)速誤差:（n - n 標(biāo)）100% _10（-1）% =4.1%n為主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速。n，n 0.98DiD2 Ua Ub1、=40, n =720 0.98 100 24 22225 4888二 39.2r / min（n -n標(biāo)）100% =39.240，合格40100%= 0.2% : 4.1%2、n2 =56, n： =720 0.98 1003022 ， 56r / min 225 4288（n -n標(biāo)）100% -56 -56，合格56100% =0 ： 4.1%3、（n 一n標(biāo)）100% =78.480合格80100% =

13、0.2% : 4.1%n3=80,n；=720 0.98 100 3678.4r/min225 36884、1002446X a（n n標(biāo)）100% 二112.7 -112100% =0.0625% : 4.1%，合格n4 =112, n4 =720 0.98112.7r / min22548 64n5 =160,n5 =720 0.98 100 30 蘭=161r/min225 4264（n -n標(biāo)）100% =161-160合格160100% =0.0625% : 4.1%6、，100 36 46n6 =224,n6 =720 0.98 一 一 =225.4r/min225 36 64（n

14、 - n 標(biāo)）100% -225.4 -224224，合格100% =0.0625% : 4.1%7、（n -n標(biāo)）100% =309.4 320合格320100% =0.33% : 4.1%5=320,n7 =720 0.98 100 24 73 =309.4r /min22548371003073n8 = 448, n8 =720 0.98441.9r / min2254237（n - n標(biāo)）100% -441.9 448合格448100% =0.12% : 4.1%9、（n 一n標(biāo)）100% 二618.7 -640合格640100%= 0.33% : 4.1%n9 =640, n =72

15、0減0.98沢100蟲=618.7r / min9225 36372.5計(jì)算各傳動(dòng)軸傳遞的功率其中r二。995為滾動(dòng)軸承的效率；g=0.97為齒輪傳動(dòng)的效率；b =0.96為V帶傳動(dòng)的效率。P電=5.5kwP =5.5 996 7.995 = 5.25kwF2 =5.5 0.96 0.97 0.995 = 5.07kw2 2P3 =5.5 0.96 0.970.995 -4.87kw2.6各傳動(dòng)軸直徑的確定確定傳動(dòng)件計(jì)算轉(zhuǎn)速：主軸：由實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)p90表6-8知主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速是第一個(gè)三分之一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的最高一級(jí)轉(zhuǎn)速，即nj =80r/min各傳動(dòng)軸：軸U可從主軸為80/min按18/57的傳

16、動(dòng)副找上去，似應(yīng)為250r/min。但是由于軸U上的最低轉(zhuǎn)速 160r/min經(jīng)傳動(dòng)副可使主軸得到50/min和100r/min和200r/min三種轉(zhuǎn)速。100/min和200r/min要傳遞全部功率，所以軸U的計(jì)算轉(zhuǎn) 速應(yīng)為160r/min。同理I軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為320r/min 。2.6.1軸0(電機(jī)軸)(1) 材料選取：主軸采用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。(2) 計(jì)算直徑：根據(jù)功率P=5.5KW查文獻(xiàn)【9】圖3-3(P87)得電機(jī)軸前軸頸直徑D1=70100mm，取D1 =90mm，主軸后軸頸直徑D2 ( 0.70.80) D，取 D2 : 0.8D0.8 90 = 72mmd/D=0.55 -

17、 i-. 主軸內(nèi)孔直徑的確定：d/D _0.7D1 D2（平均直徑）D= 81mm2d =0.6 D = 48.6mm262軸III(主軸):(1) 材料選?。翰捎?5號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。(2) 計(jì)算直徑：按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算，軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為9550000-TWtn0.2d3 Lt 1機(jī)械設(shè)計(jì)P314式中：t扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，Mpa；T軸所受的扭矩，Nmm ；Wt-軸的扭轉(zhuǎn)界面系數(shù)，mm3 ；n軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速，r/min ；P軸傳遞的功率，kw ；d計(jì)算截面處軸的直徑，mm ；.J 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，Mpa；由上式可以得軸的直徑式中:95500000.2【查文獻(xiàn)【4】表16-2得：C=112P=4.87k

18、w;n=80r/min ；d3 一 C3 P =1123 4.87 二 44.05mm，n 80取 d3 =60mm2.6.3 軸(1)材料選取:采用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。（2）計(jì)算直徑查文獻(xiàn)【4】表16-2得：C =112P=5.07kw;n=160r/min ；d2=35.44mm取 d2 =50mm2.6.4 軸 I(1) 材料選?。翰捎?5號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。(2) 計(jì)算直徑：查文獻(xiàn)【4】表15-3得：C =112 ；P=5.25kw；n=320r/min ；4 _C3 P =1123 5.25 = 28.45mm1, n . 320取 di =40mm2.7各傳動(dòng)組齒輪模數(shù)的確定和校核2.

19、7.1 模數(shù)的確定按下列公式初定模數(shù)：I 叭16300初Z護(hù)了文獻(xiàn)【6】， m 厶1jj式中：mj -按接觸疲勞強(qiáng)度估算的齒輪模數(shù)（mmPd -驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率（kw）nj -被計(jì)算齒輪（小齒輪）的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min ）u 大齒輪與小齒輪齒數(shù)之比，“ +”號(hào)用于外嚙合，“-”號(hào)用于內(nèi)嚙合Zi -被計(jì)算齒輪的齒數(shù)（一般取傳動(dòng)中的小齒輪）B m -齒寬系數(shù)，：m=6-10，B為齒寬，m為模數(shù) m匕-許用接觸應(yīng)力（MPa 查文獻(xiàn)【6】表4-16，得!-j =1100Mpaf48)15.25則 a組 mj =163003旦丿=1.89，取 mji=2.5 ；8 24248 11002 90024b

20、組 mj =1630038 222 88 11002 16022= 3.32，取 mj2 =4 ；2.7.2 模數(shù)的校核按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪模數(shù):按彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪模數(shù)mj = 163003 (u 嘰水心:mZ2u!F nj 文獻(xiàn)【6】mw =275*kksks p，文獻(xiàn)【6】其中：1）P是被驗(yàn)算齒輪傳遞的功率（KW，P = Pd2）k1是工作狀況系數(shù)，考慮載荷沖擊的影響：沖擊性機(jī)床（刨床、插床）k1=1.6-1.8 ，主運(yùn)動(dòng)（中等沖擊）k1=1.2-1.6 輔助運(yùn)動(dòng)（輕微沖擊）k1=1-1.23）k2是動(dòng)載荷系數(shù)（考慮由于齒輪制造誤差引起的齒輪附加動(dòng)載荷影響）4）k3是齒向載荷分布系數(shù)

21、，5） ks是壽命系數(shù)，ks二ktknkpkq，ks的極限值ksmax、ksmin由表4-23查出，當(dāng)ks - ksmax 時(shí)，取 ks - ksmax，當(dāng) ks - ks min 時(shí)，取 ks _ ksmin6）kt是工作期限系數(shù)， =.60nT.C07）n是齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/mi n ）8) m是交變載荷下的疲勞曲線指數(shù)9) Co是基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)10) T是預(yù)定的齒輪工作期限，中型機(jī)床推薦 T=15000-20000h11) kn是轉(zhuǎn)速變化系數(shù)，查表4-2012) kp是功率利用系數(shù)，查表4-2113) kq是材料強(qiáng)化系數(shù)，查表4-2214) Y是齒型系數(shù)，查表4-241、變速組a：按變速

22、組內(nèi)最小齒輪Z24算各齒輪模數(shù)。齒輪選用40Cr，整淬處理，7級(jí)精度。按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，取k1=1.4 ；查文獻(xiàn)【6】表4-17，k2=1.3 ；查文獻(xiàn)【6】表4-18，ka=1.04 ；T取18000查文獻(xiàn)【6】表4-19，m=3 c0=107k n、k p、kq均查表,帶入公式:ks = ktknkpkq得: ks =ktknkpkq =4.6 0.82 0.58 0.76 =1.66mj =163003按彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算ks 二 ktknkpkq =1.19 0.82 0.78 0.77 =0.59帶入公式:3 1.4 1.3 1.04 0.59 5.04 gv =27531.68:2

23、4 0.444 8 900 320所以取模數(shù)為3。2、變速組b:按變速組內(nèi)最小齒輪Zg=22算各齒輪模數(shù)。齒輪選用40Cr，整淬處理，7級(jí)精度。按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，取k1=1.4 ；查文獻(xiàn)【6】表4-17，k2=1.3 ；查文獻(xiàn)【6】表4-18，k3=1.04 ；T取18000查文獻(xiàn)【6】表4-19，m=3 c0=107kt60 450 18000107=3.65kn、kp、kq均查表,帶入公式：ks二ktknkpkq得:ks =ktknkpkq =3.65 0.93 0.58 0.76 =1.44mj =1630。3(88/22 1)1.4 1.3 1.04 1.44 4.878 222 8

24、8/22 11002 4503.24按彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算3 60 450 18000q10%2= 1.34ks ktknkpkq =1.34 0.93 0.78 0.75 =0.73帶入公式:叭 W531.434 73 4.87 =2.83-24 0.444 8 450 160所以取模數(shù)為4齒輪各參數(shù)分度圓齒根圓齒頂圓齒輪齒數(shù)模數(shù)直徑齒根高齒頂高直徑直徑乙243723.75364.578Z24831423.753136.5153Z3303903.75382.596Z44231263.753118.5132Z53631083.753100.5114Z63631083.753100.5114Z722

25、488547896Z888435254342360Z946418454174192乙064425654246264Z1173429254282300Z12374148541381563、參考機(jī)械制圖表14-12各運(yùn)動(dòng)部件的校核3.1齒輪強(qiáng)度的校核根據(jù)要求，校核第一變速組中受力最大的齒輪和第二變速組中受力最大的2T齒輪。由圓周力Ft可知齒輪直徑越小，受力越大，故在第一變速組中校核d齒數(shù)最小齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度及與它相嚙合的齒輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度；根P據(jù)扭矩公式T = 9550000可以知道轉(zhuǎn)速越大，扭矩越小，故應(yīng)校核第二變速組n中齒數(shù)最少的齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度及與它相嚙合的齒輪的齒根彎曲疲勞

26、強(qiáng) 度。3.1.1變速組a根據(jù)GB10015-88選取 就2為7級(jí)精度，其中z 24采用40C（調(diào)質(zhì)）硬度為280HBS，Z2 =48采用45鋼，硬度為240HBS，兩者材料硬度相差40HBS?！?】小齒輪齒面接觸強(qiáng)度的校核55/八 i人”檢 95.5匯10 R 95.5漢10 漢5.25 廠“ “4 “（1） 小齒輪傳遞的扭矩T1-5.57 10 Nmmn900（2） 齒寬系數(shù)d =1,文獻(xiàn)【4】表12.13；（3）小齒輪 4 = mzj = 3 24 二 72mm ；z248（4）齒數(shù)比5之22 ；Z1241（5）查文獻(xiàn)【4】表12.12得材料的彈性影響系數(shù)Ze =189.8MPa2（6）

27、由文獻(xiàn)【4】圖12.17按齒面硬度查得小齒輪的接觸強(qiáng)度極限 二Hlm1 =600MPa ；（7）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：設(shè)計(jì)工作壽命為10年，每年工作300天，兩班制；N60n 1 jL60 900 1 （2 8 300 10） =2.6 109N22.6 1093.28=8.1 10由文獻(xiàn)【4】圖12.18取接觸疲勞壽命系數(shù)Khn1 =0.9（8）計(jì)算許用接觸應(yīng)力:安全系數(shù)取S=11（9）小齒輪圓周速度奸歳二煜芯4吧丘 h 1 =KHN1im1 =0.9：600 =540MPa 1 S根據(jù) v1 = 4.24二 r)1d1t，7級(jí)精度，由文獻(xiàn)【4】圖12.9得動(dòng)載系數(shù)仏=1.53(10)計(jì)算載荷系

28、數(shù)直齒輪：Kh：二 Kf： =1由文獻(xiàn)【4】表12.9查得使用系數(shù)Ka J.25由文獻(xiàn)【4】表12.11用插值法查得7級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承不對(duì)稱布置時(shí),，1.504所以載荷系數(shù) K =KaKvKh Kh,嚴(yán) 1.25 1.53 1.504 1 -2.87計(jì)算齒面接觸強(qiáng)度：二h=2.5Ze2KT；*U 1=2.5189.82_2.87_5.5710_：j-3=384MPaI；hl-540MPa丫訕3u.1 9032所以齒面接觸疲勞強(qiáng)度符合要求?！?】大齒輪齒根彎曲強(qiáng)度的校核(1)大齒輪傳遞的扭矩595.5 10 R門2595.5 105.07450-1.07 105N* mm(2) 齒寬系數(shù)d

29、 =1,文獻(xiàn)【4】表12.13；(3) 大齒輪 d2 =mz4 =3 60 = 180mmb 24(4) 齒寬齒高比：8h 3由 b =8，Kh 2=1.504 查文獻(xiàn)【4】圖 12.14得 K-1.4 h所以載荷系數(shù) K -KaKvKf :K-1.25 1.53 1.4 1 -2.67(5) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4;由文獻(xiàn)【4】圖12.23c查得小齒輪的彎曲疲勞極限 Je1 =500MPa,大齒輪的彎曲疲勞極限-fe2 =380MPa由上得：9N2/6 10=8.1 1083.2由文獻(xiàn)【4】圖12.24查得彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn2 =0.88所以l；F 2 =K

30、FN2；FE2S0.88 3801.4= 238.8MPa（6）查取齒形系數(shù)：由文獻(xiàn)【4】圖12.21查得YFa2=2.28查取應(yīng)力校正系數(shù)：由文獻(xiàn)【4】圖12.22查得Ysa2 =1.73計(jì)算齒根彎曲強(qiáng)度校核:F22KT1d md|2a2Ysa22 2.67 1.07 1051 3 18022.28 1.73 = 23.18MPa所以齒根彎曲疲勞強(qiáng)度復(fù)合要求。3.1.2變速組b根據(jù)GB10015-88選取Z7Z8為7級(jí)精度，其中z 22采用40G （調(diào)質(zhì)）硬度為280HBS，z =88采用45鋼，硬度為240HBS，兩者材料硬度相差40HBS【1】小齒輪齒面接觸強(qiáng)度的校核（1）小齒輪傳遞的扭

31、矩 =95.5 10 E =95.5 10507 =2.1 105N *mmrn2224（2）齒寬系數(shù)d =1,文獻(xiàn)【4】表10-7；（3）小齒輪 d7 二 mz7 =4 22 = 88mm ；z88（4）齒數(shù)比u二一 =4 ；z?221（5） 查文獻(xiàn)【4】表12.12得材料的彈性影響系數(shù)zE =189.8MPa（6）由文獻(xiàn)【4】圖12.17c按齒面硬度查得小齒輪的接觸強(qiáng)度極限；Him1 =600MPa ；（7）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：設(shè)計(jì)工作壽命為10年，每年工作300天，兩班制；Np0r小山=60 224 1 （2 8 300 10） =6.4 106.4 1083.2=2108由文獻(xiàn)【4】圖1

32、2.18取接觸疲勞壽命系數(shù)Khn 0.93(8) 計(jì)算許用接觸應(yīng)力:安全系數(shù)取S=10.93 6001= 558MPaKHN 1-lim1S(9)小齒輪圓周速度V1600003.14 224 8860000= 1.12嘆根據(jù)V1 = 1.12ms，7級(jí)精度，由文獻(xiàn)【4】圖12.9得動(dòng)載系數(shù)K1.1(10)計(jì)算載荷系數(shù)直齒輪：Kh 二 Kf：. = 1由文獻(xiàn)【4】表12.9查得使用系數(shù)Ka =1.25由文獻(xiàn)【4】表12.11用插值法查得7級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承不對(duì)稱布置時(shí)，1.504所以載荷系數(shù) KaKvKh :K-1.25 1.1 1.504 1 -2.07計(jì)算齒面接觸強(qiáng)度：=2.5 189.

33、8u2 2.07 2.1 105V1 漢963=491MPa LH 卜 558MPa.4所以齒面接觸疲勞強(qiáng)度符合要求?！?】大齒輪齒根彎曲強(qiáng)度的校核(1)大齒輪傳遞的扭矩595.5 10 R595.5 104.87715=6.55 10 N mm(2)齒寬系數(shù)d =1,文獻(xiàn)【4】表12.13;(3) 大齒輪 d8 二 m = 4 88 =352mm(4) 齒寬齒高比：=32=8h 4由-=8，心一：=1.504查文獻(xiàn)【4】圖12.14得K =1.4 h所以載荷系數(shù)K二心仏心Kf：.25 1.1 1.4 1 =1.93(5) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4;由文獻(xiàn)【4】圖12

34、.23c查得小齒輪的彎曲疲勞極限 “E1 =500MPa,大齒輪的彎曲疲勞極限二 FE2 =380MPa由上得：8“6.4心0“8N 22 103.2由文獻(xiàn)【4】圖12.24查得彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn2 =0.88所以h 2二 5宀2 = 0.88 380 =238.8MPa S1.4(6)查取齒形系數(shù)：由文獻(xiàn)【4】圖12.21查得 冷2=2.24查取應(yīng)力校正系數(shù)：由文獻(xiàn)【4】圖12.22查得Ysa2=1.75計(jì)算齒根彎曲強(qiáng)度校核:F22 1.93 6.55 1051 4 35222.24 1.75 = 19.99MPa 乞所以齒根彎曲疲勞強(qiáng)度復(fù)合要求。3.2軸的校核由課程設(shè)計(jì)要求可知只要對(duì)軸

35、u軸進(jìn)行校核即可。2T由圓周力Ft可知，當(dāng)扭矩T1最大時(shí)，F(xiàn)t最大，所以只需對(duì)一個(gè)變速組d內(nèi)一個(gè)軸上所受扭矩最大的齒輪進(jìn)行校核即可。P由式T =9550000可知，在功率一定的條件下，齒輪所受的扭矩越大，軸n的轉(zhuǎn)速越小，所以只要校核齒輪分度圓直徑最大的齒輪即可。3.2.1軸的受力分析對(duì)軸進(jìn)行受力分析如下圖所示:NH3軸受力分析當(dāng)軸上轉(zhuǎn)速最低時(shí)，齒輪所受的扭矩最大，此時(shí)n=160r/min , P=5.07KwU軸上齒輪Z2和Z7分別與齒輪乙和Z8嚙合。所以只要在校核軸時(shí)使用 J和Z7 齒輪即可。1）扭矩計(jì)算：P由公式T =9550可計(jì)算扭矩：np5 07T =9550=9550=302.6N.

36、mmn1602）齒輪上力的計(jì)算：對(duì)于齒輪Z2 : fL=2T =2 302600 =4262N d2142Fr2 二 Ft2tan =4262X tan20=1551N2T對(duì)于齒輪Z7 : Ft7-2 30260088= 6877N=Ft7ta n： =6877X tan20=2503N因?yàn)閆7和Z8所在的軸所在的位置形成45,所以將齒輪Z7上的力投影到齒輪乙所受力的方向上，得：Ft7 =Fr7cos45 =4862.7NFr7 二 Fr7 cos45 =1770N3) 支承力的計(jì)算L = 128mmL2 = 187mmL3 = 173mm水平方向:ZM A =0,Ft2L1 Ft7( L1L

37、2)- FNH 2( L1L2 L:)=0ZMb =0,Ft7 L3 Ft2( L3 L2) Fnh 1( L1L2 L：3)=0計(jì)算得：Fnh 2二3296NFNH1=3253N垂直方向:zM A 0,Fr2L1 FrX L1 L2) FNV 2( LL2L-)=0zMb =0,F r7L3F r2( L3 L2)- F NV 1( L1L2L3) 0計(jì)算得:Fnv2 =1549NFnvi =1771N3.2.3計(jì)算彎矩1) 水平方向：0vxvAC F(x) = Fnh1 =3253N，方向與 Fnh1 相反M 1H(x) = Fnh1 x=3253xNACv xv AD, Fs2(x)二

38、Ft2 - Fnh1 = 4262 - 3253= 1009N，方向與 Fnh1 相同M 2h( x) = Fnh 1 x- Ft4( x - L) =416384-1009xADv xv AB Fs2(x) = Fnh2 =3296N，方向與 Fnh 2 相同Msh(x) = Fnh2 ( L1 L2 L3-X)=1068448-3296x2) 垂直方向：0vxvAC F(x) = Fnv1 =1771N，方向與 Fnv1 相反M 1v(x) - Fnv1 x=1771xACvxvAD, Fs2(x) Fr2 Fnv1 = 1771 -1551 = 220N，方向與 Fnv1 相同M 2v

39、(x) = Fnvi x- F( x - Li) =198528-220xADvxvAB, Fs2(x) = Fnv2 =1549N，方向與 Fnh2 相同M3v( x) = Fnv2 ( Li L2 L3-X) =755912-1549x3.2.4彎矩圖由以上內(nèi)容可畫出彎矩圖如下圖所示 其中總彎矩計(jì)算：MC = . Mch2Mcv2 = M163842 1498882 =442540N.mMd Mdh2 M dv2 二 985492 1292282 =162517N.m3296Fs/Nf1009M1H41638498549Fs/N220Y/A1549Mv11711498881292284425401625173.2.5扭矩的計(jì)算扭矩已在軸校核的最初已計(jì)算出來：T=302.6N3.2.6按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度校核公式可由文獻(xiàn)【2】式（15