○6计算大小齿轮的
YFS并进行比较 ζFYFS1Y4.383.95??0.02234 FS2??0.02244
［ζF］196［ζF］17612YY FS1 ［ζF］21［ζF］取较大值代入公式进行计算 则有 ζF22KT12?1.2?5.62?104?YFS2Y?3.95?0.6938 ε?bd1m40?40?2=115.51<［ζF］2 故满足齿根弯曲疲劳强度要求 （6） 几何尺寸计算 d1=m·Z=2×20=40 mm d2=m·Z2=2×90=180 mm a=m ·（Z1+Z2）=2×（20+90）/2=110 mm b=40 b2=40 取小齿轮宽度 b1=45mm （7）验算初选精度等级是否合适 齿轮圆周速度 v=π·d1·n1/（60×1000） =3.14×40×436.36/（60×1000） =0.913 m/s 对照表可知选择8级精度合适。 七 传动轴的设计: 1、齿轮轴的设计 (1) 确定轴上零件的定位和固定方式 （如图） 11 1，5—滚动轴承 2—轴 3—齿轮轴的轮齿段 4—套筒 6—密封盖 7—轴端挡圈 8—轴承端盖 9—带轮 10—键 (2)按扭转强度估算轴的直径 选用45#调质，硬度217~255HBS 轴的输入功率为PⅠ=2.57 KW 转速为nⅠ=436.36r/min 根据课本，并查表，取c=115 d≥C·3 P2.57?115?3?20.7mm n436.36Ⅰ(3)确定轴各段直径和长度 ○1从大带轮开始右起第一段，由于带轮与轴通过键联接，则轴应该增加5%，取D1=Φ30mm，又带轮的宽度 B=（Z-1）·e+2·f =（2-1）×18+2×8=34 mm 则第一段长度L1=34mm 2右起第二段直径取D2=Φ36mm ○ 根据轴承端盖的装拆以及对轴承添加润滑脂的要求和箱体的厚度，取端盖的外端 面与带轮的左端面间的距离为30mm，则取第二段的长度L2=64mm ○3右起第三段，该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，则轴承有径向力，而轴向力为零，选用6208型轴承，其尺寸为d×D×B=40×80×18，那么该段的直径为D3=Φ40mm，长度为L3=20mm ○4右起第四段，为滚动轴承的定位轴肩,其直 径应小于滚动轴承的内圈外径，取D4=Φ48mm，长度取L4= 10mm ○5右起第五段，该段为齿轮轴段，由于齿轮的齿顶圆直径为Φ66mm，分度圆 12 直径为Φ60mm，齿轮的宽度为65mm，则，此段的直径为D5=Φ66mm，长度为L5=65mm 6右起第六段，为滚动轴承的定位轴肩,其直径应小于滚动轴承的内圈外○径，取D6=Φ48mm 长度取L6= 10mm ○7右起第七段，该段为滚动轴承安装出处，取轴径为D7=Φ40mm，长度L7=18mm (4)求齿轮上作用力的大小、方向 ○1小齿轮分度圆直径：d1=40mm 2作用在齿轮上的转矩为：T1 =5.62×10N·mm ○ 4 ○3求圆周力：Ft Ft=2T1/d1=2×5.62×104/40=2810N ○4求径向力Fr Fr=Ft·tanα=2810×tan200=1011.6N （5）轴长支反力 根据轴承支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位置，建立力学模型。 水平面的支反力：RA=RB=Ft/2 =1405 N 垂直面的支反力：由于选用深沟球轴承则Fa=0 那么RA’=RB’ =Fr×62/124=505.8N （6）画弯矩图 右起第四段剖面C处的弯矩： 水平面的弯矩：MC=1.405 Nm 垂直面的弯矩：MC1’= MC2’=0.505 Nm 合成弯矩： MC1?MC2?MC?MC1?1.4052?0.5052?1.493Nm （7）画转矩图： T= Ft×d1/2=56.2Nm （8）画当量弯矩图 因为是单向回转，转矩为脉动循环，α=0.6 可得右起第四段剖面C处的当量弯矩： MeC2?MC2?(αT)2?5.99Nm 222 （9）判断危险截面并验算强度 1右起第四段剖面C处当量弯矩最大，而其直径与相邻段相差不大，所以剖○ 面C为危险截面。 已知MeC2=73.14Nm ,由课本得: ［ζ-1］=60Mpa 则： ζe= MeC2/W= MeC2/(0.1·D43) 13 =73.14×1000/(0.1×483)=6.61 Nm<［ζ-1］ 2右起第一段D处虽仅受转矩但其直径较小，故该面也为危险截面： ○ 2MD?（αT）?0.6?56200?33720Nm ζe= MD/W= MD/(0.1·D13)=35.4×1000/(0.1×303)=12.49 Nm<［ζ-1］ 所以确定的尺寸是安全的 。 (1) 传动轴的设计 确定轴上零件的定位和固定方式 （如图） 1，5—滚动轴承 2—轴 3—齿轮 4—套筒 6—密封盖 7—键 8—轴承端盖 9—轴端挡圈 10—半联轴器 (2)按扭转强度估算轴的直径 选用45#调质，硬度217~255HBS 轴的输入功率为PⅡ=2.35 KW 转速为nⅡ=101.48 r/min 根据课本，并查表，取c=115 d≥C·3P2.35?115?3?32.775mm n101.48Ⅰ (3)确定轴各段直径和长度 1从联轴器开始右起第一段，由于联轴器与轴通过键联接，则轴应该增加5%，取Φ○ 45mm，根据计算转矩TC=KA×TⅡ=1.3×227.6=295.88Nm，查标准GB/T 5014—2003， 选用LXZ2型弹性柱销联 轴器，半联轴器长度为l1=84mm,轴段长L1=82mm 2右起第二段，考虑联轴器的轴向定位要求，该段的直径取Φ52mm,根据轴承端盖○ 的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器左端面的距离为30mm，故取该段长为L2=74mm 3右起第三段，该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，则轴承有径向力，而轴向力○ 14 为零，选用6211型轴承，其尺寸为d×D×B=55×100×21，那么该段的直径为Φ55mm，长度为L3=36 4右起第四段，该段装有齿轮，并且齿轮与轴用键联接，直径要增加5%，大齿轮○ 的分度圆直径为270mm，则第四段的直径取Φ60mm,齿轮宽为b=60mm，为了保证定位的可靠性，取轴段长度为L4=58mm 5右起第五段，考虑齿轮的轴向定位,定位轴肩，取轴肩的直径为D5=Φ66mm ,○长度取L5=10mm 6右起第六段，该段为滚动轴承安装出处，取轴径为D6=Φ55mm，长度L6=21mm ○ (4)求齿轮上作用力的大小、方向 ○1大齿轮分度圆直径：d1=270mm 2作用在齿轮上的转矩为：T1 =54.01×10N·mm ○ 4 ○3求圆周力：Ft Ft=2T2/d2=2×54.01×104/270=3762.96N ○4求径向力Fr Fr=Ft·tanα=3762.96×tan200=4000.74N （5）轴长支反力 根据轴承支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位置，建立力学模型。 水平面的支反力：RA=RB=Ft/2 = 2000.37 N 垂直面的支反力：由于选用深沟球轴承则Fa=0 那么RA’=RB’ =Fr×62/124= 1000.19 N 右起第四段剖面C处的弯矩： 水平面的弯矩：MC=RA×62= 62.011 Nm 垂直面的弯矩：MC1’= MC2’=RA’×62=19.22Nm 合成弯矩： MC1?MC2?MC?MC1?62.0112?19.222?64.92Nm （6）画转矩图： T= Ft×d2/2=252.90 Nm 因为是单向回转，转矩为脉动循环，α=0.6 可得右起第四段剖面C处的当量弯矩： MeC2?MC2?(αT)2?165.04Nm 222 （7）判断危险截面并验算强度 ○1右起第四段剖面C处当量弯矩最大，而其直径与相邻段相差不大，所以剖面C为危险截面。 已知MeC2=307.56Nm ,由课本有: ［ζ-1］=60Mpa 则： 15