立式磨簧机设计（总体、磨头设计）
由公式3-2得： n＝
20＝0.112r/min ??57P6
T1＝9.55×10×n (3-18)
1由公式3-18得：
0.74?10?3
T1 ＝9.55×106×0.112＝6.3098×104N?mm
b. 查参考文献[10]P111图6.9，齿轮、齿条的弯曲疲劳强度极限?Fim1＝220MPa,?Flin2=240MPa；
c.弯曲疲劳寿命系数：
查参考文献[10]P109图6.7取KFN1=0.90,KFN2=0.88； d.许用弯曲应力：
取定弯曲疲劳安全系数SF=1.4,应力修正系数YST=2.0
[?F]＝KFN YST?Fim/ SF (3-19) 由公式3-19得：
[?F1]＝KFN1 YST?Fim1/ SF＝240×0.88×2/1.4＝282.86MPa [?F2]＝KFN2 YST?Flin2/ SF＝220×0.9×2/1.4＝301.71MPa e.齿型系数YFa1、YFa2和应力修正系数YSa1、YSa2： 查参考文献[10]P120，表6.4得：
YFa1＝2.85，YFa2＝2.06
YSa1＝1.54，YSa2＝1.97
f.计算大小齿轮的YFa1 YFa2/[?F1]于YFa2 YSa2/[?F2]，并加以比较取其中大值
代入公式计算：
YFa1YSa12.85?1.54=＝0.0156 [?F1]282.86
YFa2YSa11.97?1.54＝＝0.0100 [?F2]301.71 圆柱齿轮的数值大，应按圆柱齿轮校核齿根弯曲疲劳强度
g.校核计算：
将相关参数代入3-16得：
2?1.15?6.3098?104 ?F2＝×2.85×1.54＝163.37MPa
所以设计的齿轮、齿条满足使用要求。
E．传动轴的设计
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毕业设计说明书
a. 轴的材料选择：
轴的材料选择45钢 b.最小直径估算：
查参考文献[10]P292表11.3，C=110。 由公式3-3得：
3 dmin＝110
0.74?10?3＝20.64mm
0.112 因为轴上开有键槽，
所以d= dmin×(1+7%) (3-20) 由公式3-20得： d＝20.64×（1＋7％）＝22.08㎜ 对轴进行圆整：
D＝30㎜
d1＝dmin＝30mm
由于轴的直径和齿轮的分度圆直径相差不大，所以考虑做成齿轮轴。如图所示：
图3-3 齿轮轴结构示意图
轴1段装滚子链联轴器，链与链轮间的啮合间隙可补偿两轴间的相对位移。 轴2、轴6段装轴承，该轴主要承受径向力，所以采用深沟球轴承。 轴4段为齿轮。
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立式磨簧机设计（总体、磨头设计）
F.齿条长度以及齿轮轴的安装高度的确定：
齿轮轴、齿条安装示意图如图3－4所示高度L5取决于弹簧的最长长度,L5 取决于弹簧的最小长度。L4为齿条的长度。假设初始状态下，上下磨头之间的距离为100mm，弹簧的最小长度是15mm，则L2＝100-15=85mm，弹簧的最长长度为150mm，则L5=150-100=50mm，齿条向下移动时，为有足够的下移空间L1=90mm，考虑到齿条的安装尺寸，以及防止齿条因过量进给与支撑板产生碰撞，齿轮轴的安装高度为175mm。齿条的安装尺寸拟确定为25mm,为防止在齿条最高、最低点时与齿轮啮合不充分，把齿条适当增长，拟确定为10mm，砂轮的补偿高度为5mm。 则齿条的总长度：
L4＝L5＋L2＋25×2＋10×2＋5 ＝50＋85＋50＋20＋5 ＝210mm
G．电机与减速器的选择
有上面的计算可知，输出功率为0.74W，则输入功率：
P入＝
P(?为总传动效率) (3-21) ?
轴承的传动效率为0.98，减速器拟采用摆线针轮
减速器，摆线针轮减速器传动效率高：由于该机啮合部位采用了滚动啮合，一般效率为可达0.98。
?＝0.98×0.98×0.98＝0.941
由公式3-21得：
0.74P入＝＝0.786W
0.941 由公式3-2得：
20齿轮转速 n1＝＝0.112r/min
??57齿轮的转速很低，结合摆线针轮减速器的选择，传动比不能太大，传送比大，摆线针轮的尺寸、价格都会相应增加。所以电机选择YC系列。查阅参考文献[3]，电机型号选择YC90S-4，额定功率0.55Kw，满载转速为1400r/min。
140传动比：i=＝1250
0.112根据传动比，以及输入功率选择减速器。查阅参考文献[3],减速器型号选择：ZD0.55-2B-1250。
3.5.3齿轮轴的校核
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毕业设计说明书
轴在初步完成结构设计后，进行校核计算。计算准则是满足轴的强度或刚度要求。
a. 求出主轴上的转矩 T
在工作时，主轴上所承受的功率P=0.74w（不计齿轮的啮合损耗和轴承损 耗的功率）。则由公式3-18得：
0.74?10?3T?9.55?10??63098.2 N·mm
0.112b．求作用在齿轮上的力
6 Ft?2T2?63098.2??2213.97N (3-22) d57Fr?Fttan??2213.97tan20??805.8N
(3-23)
c. 轴的受力分析
计算支承反力：
轴承相对齿轮成对称安装。 在水平面内：
2213.97 FH2＝FH1?＝1107N
2在垂直平面内：
Fv2＝Fv1?d.画弯矩图（图3-4） 在水平面内：
805.8?402.9N 2 MaH=Ftl1=1107×164=181548 N·mm
(3-24)
在垂直平面内 ：
MaV=Frl1=402.9×164=66075.6 N·mm
合成弯矩：
Ma?M2aH?M2aV?1815482?66075.62?193198.5 N·mm
(3-25)
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立式磨簧机设计（总体、磨头设计）
图3-4 轴的弯矩、扭矩图
e.危险截面的判断
合成弯矩以齿轮为中心成对称分布，所以只要一边满足强度要求即可。
f.轴的弯扭合成强度校核
由参考文献[10]表11.2查得[σ]=[ σ-1]=60Mpa,?????1?b??0?b?60?0.6 100W?0.1d3 ＝0.1×403＝6400mm3 (3-26) M2?(?T)2193198.52?(0.6?63098.2)2?e??
W6400 =30.19Mpa<[σ] (3-27)
g. 轴的疲劳强度安全系数校核
根据参考文献[13]表11.2,查得?B?640Mpa，??1?275Mpa，??1?155Mpa，???0.2，???0.1
W?0.2d3=0.2×403=12800 mm3 (3-28) 由参考文献[10]附表1.8查得K??1，K??1.8；由附表1.4查得绝对尺寸系数???0.95，???0.92；轴经磨削加工，由附表11.4得表面质量系数??1.0。则
弯曲应力： ?b?M193198.5??15.09MPa (3-29) W12800应力幅： ?a??b?15.09Mpa
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