?F2??F1YFa2?YSa22.28?1.73?97.55?YFa1?YSa12.84?1.57 ?F2?86.29MPa???F2??408MPa 根据计算结果可以得出齿根弯曲强度足够。 （5）齿轮的圆周速度 v??3.32m/s 60?100060?1000 根据教材P168表11-2可知，选用8级精度实合适的。 ???d1?n1??44?1440 v?3.32m/s 二、低速级： 设计方法、材料选择及工况系数、齿宽系数选择同高速级。 设齿轮按8级精度制造。 由于软齿面，载荷系数K?1.2,齿宽系数?d=1.2 5.229?106.12N?m?1.0612?105N?mm 小齿轮上转矩T1?9550?103?470.59 K?1.2 ?d=1.2 小齿轮分度圆直径： 取ZE?188,ZH?2.5 3 T1?1.061?10N?mm ZE?188 5 d1?32KT1u?1?ZE?ZH????du????H?????2 d1?2?1.2?1.0612?1052.35?1?188?2.5????? 1.22.35?564?2d1?59.45mm 取Z1?32 则Z2?2.35?32?75 75 故实际传动比 i实??2.34 32d59.45 模数m?1??1.9mm Z132m?2mm 根据教材P57表4?1，ZH?2.5 d1?59.45mm Z1?32 Z2?75 i实?2.34 m?2mm da1?68mmdf1?60mm 齿轮的几何尺寸计算 *da1?d1?2?m?ha?64?2?2?1?68mm *df1?d1?2?m?ha?64?2?2?1?60mm*da2?d2?2?m?ha?150?2?2?1?154mm da2?154mmdf2?146mm df2?d2?2?m?h?150?2?2?1?146mm*a 根据大齿轮的安装的轴的直径可得：b2??d?d?1.2?50?60mm 由于尺寸调整 b1?b2?4?60?4?64mm 中心距 a?m2?Z1?Z2???32?75??107mm 22
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b1?64mm b2?60mm a?107mm 验算轮齿弯曲强度: YFa1?2.56 ，YSa1?1.63 YFa2?2.27 ，YSa2?1.76 由?F?2?K?T1?YFa1?YSa12?K?T1?YFa1?YSa1????F? 2b?d1?Z1b?m?Z12?K?T1?YFa1?YSa12?1.2?1.0612?105?2.56?1.63?F1??2b?m?Z175?22?32 ?F1?110.7MPa???F1??480MPaY?Y2.77?1.76?F2??F1Fa2Sa2?110.7?YFa1?YSa12.56?1.63 ?F2?105.99MPa???F2??405MPa根据计算结果可以得出齿根弯曲强度足够。 齿轮的圆周速度 ??d1?n2??64?470.59??1.58m/s， v?60?100060?1000?选8级精度是合适的。 计 算 及 说 明
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结 果 1．材料的选择 高速轴与低速轴均用45号钢，进行调质处理 2．估算轴的最小直径 根据教材P245表14-2，取c?2。 （1）、 估算Ⅰ轴的直径： 33P5.445 按教材公式14-2可得：dⅠ?C?1?110??17.14mm n11440 因为轴上开有一个键槽，考虑到键槽对轴强度的削落，应增大轴径，此时轴 径应增大5%。 ?dⅠ?17.14?(1?5%)?17.997mm dⅠ?30mm 由于发动机轴直径为38mm,取联轴器30?82mm，将轴颈调整为dⅠ?30mm （2）、估算Ⅱ轴的直径： 33 P25.229按教材公式14-2可得：dⅡ?C??110??24.55mm n2470.59dⅡ?35mm 考虑到减速箱的协调性,所以dⅡ?35mm。 （3）、估算Ⅲ轴的直径： 33P5.021 按教材公式14-2可得：dⅢ?C?3?110??32.2mm n3200.25 因为轴上开有一个键槽，考虑到键槽对轴强度的削落，应增大轴颈，此时轴 颈应增大5%。 ?dⅢ?32.2?(1?5%)?33.81mm 由于联轴器取35?82mm,将轴颈调整为dⅢ?35mm。 dⅢ?35mm （4）、估计Ⅳ轴的直径： 33 P44.921按教材公式14-2可得：dⅣ?C??110??31.98mm dⅣ?38mm n4200.25 因为有键槽，所以dⅣ?33.579mm 。初估轴颈为dⅣ?38mm。 3．联轴器的选用 1选择联轴器的类型： ○ 对中、小型减速器，输入轴、输出轴均可采用弹性柱销联轴器，它加工制造容 易，装拆方便，成本低，能缓冲减振。 2计算转矩T： ○C 输入轴（Ⅰ轴）：由教材P291表17-1查得工作情况系数KA?1.5。 TC?KA?T?1.5?36.48?54.72N?m TC?Tn?250N?m 输出轴（Ⅲ轴）：由教材P291表17-1查得工作情况系数KA?1.5。 TC?KA?T?1.5?239.45?359.175N?m TC?Tn?630N?m 3型号选择： ○ 由设计指导书P附表9.3、9.4可查得： 126?127 YA38?80 输入轴联轴器选择为：TL6联轴器 (GB 4323-84)； YA32?82七、轴及联轴器结构的初步设计 - 13 -
输出轴联轴器选择为：HL3联轴器YA35?82 (GB 5014-85). YA38?824.轴承类型的选用 考虑到轴承主要承受径向载荷及较小的轴向载荷，选用深沟球轴承。 根据初估轴承处的轴的直径，由设计指导书P129?131附表10.1进行轴承型号的选择。 输入轴：选取轴承类型6007 基本尺寸d?35mm、D?62mm、B?14mm 输出轴：选取轴承类型6009 基本尺寸d?45mm、D?75mm、B?16mm 5．轴的结构设计 输出轴的设计： （1） 确定各轴段的直径：按结构和强度要求做成阶梯轴，外伸端直径为??35mm。为使联轴器能轴向定位，在轴的外伸端做一轴肩，所以通过轴承透盖，及与透盖毡圈接触的轴径为??40mm。由于选用两个6009型深沟球轴承，故安装轴承的轴颈为??45mm。安装齿轮的轴头直径取为?50mm，轴环外径取为?60mm。（详细尺寸见零件图） （2） 确定各轴段的长度： 齿轮轮毂宽度是60mm,故取安装齿轮的轴头长度为58mm，由轴承标准查 得6009型深沟球轴承宽度是16mm。根据齿轮端面、轴承端面与箱体内壁应保持一定的距离，取挡油环宽度为13mm；套筒为4mm；内嵌式端盖处加调整垫片2mm，用于调整轴向间隙； 通过轴承透盖的长度根据轴承盖的型式及箱体的结构确定为44mm。安装联轴器的轴头长度根据联轴器尺寸取为?16?82mm。由结构图可知，跨距l??2??13?2?60?55?10?4??171mm。 2??（3） 轴上零件的轴向固定：联轴器及齿轮处均采用A型普通平键连接，参考设计10?8?70mm；齿轮处键指导书P108附表5.11(GB 1096-79) 。联轴器上键为为14?9?48mm。 八、轴的计算 （1）、画结构简图和轴的受力图（图（a））,并确定轴上的作用力（图（b））。 转矩为 T2?106.12N?m 2T2?106.12齿轮的圆周力 Ft?2??3316.25N d364?10?3齿轮的径向力 Fr?Ft?tan??3316.25?tan20??1207.02N （2）、做水平面的弯矩MH图 （图（d）） F?l3316.25?116水平面内的支反力（图（c））: FAH?tCB??2249.62N lAB171 FBH?Ft?FAH?3316.25?2249.62?1066.63N 水平面弯矩: MHC?FAH?lAC?2249.62?55?123.73N?m （3）、做垂直面的弯矩MV图 (图（f）) 垂直面内的支反力(图（e）)： FAV? FBV
Fr?lCB1207.02?116??818.8N lAB171?Fr?FAV?1207.02?818.8?388.22N - 14 -
T2?106.12N?m Ft?3316.25N Fr?1207.02N FAH?2249.62N FBH?1066.63N MHC?123.73N FAV?818.8N FBV?388.22N 结 果 计 算 及 说 明 垂直面弯矩： MVC?FAV?lAC?818.8?55?45.03N?m （4）、作合成弯矩M图 （图(g)） 22?MVC?123.732?45.032?131.67??m 合成弯矩： MC?MHCMVC?45.03N?m MC?131.67N?m（5）、作转矩T图 (图（h）) 转矩： ?3?239.45N?m （6）、作当量弯矩Me图 (图（i）) 因单向传动，转矩可认为按脉动循环变化，所以应力校正系数??0.6，则??T3?0.6?239.45?143.67??m。 危险截面C处的当量弯矩： 2Me?MC?(??T3)2?131.672?143.672?194.88N?m T3?239.45N?m ??0.6 Me?194.88N?m （7）、校核危险截面轴径 ?B?700MPa 由于输出轴采用45号钢制造，取?B?700MPa，???1b??65MP，且考虑a[??1b]?65MPa 到键槽影响，d乘以1.05,则有： 2MC?(??T3)2Me131.672?143.672 ?e????13.47MPa 3?33W0.1?d0.1?（50?10?1.05） ?e?13.47MPa ?e?13.47MPa?[??1b],强度足够，故安全。 计 算 及 说 明
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结 果