?60?1?142.1?4800 NL=4.09?107
原估计应力循环次数正确。
接触寿命系数ZN 由图12.18【4】 ZN=1.18 许用接触应力[?H] [?H]??HlimZNSHmin?750?1.18【4】
（式12.11）
1.05[?H]=843.9MPa
验算 ?H?ZEZHZ?2KTu?1【4】
? （式12.8） 2ubd1=518.1 ?H?518.1MPa?[?H]
计算结果表明，接触疲劳强度较为合理，齿轮尺寸无需调整。否则，尺寸调整后还应再进行验算。 3.确定传动主要尺寸
实际分度圆直径d 因模数取标准值时，齿数已重新确定，但并未圆整， 故分度圆直径不会改变，即
d?mz?2.5?26?65mm d?65mm
中心距a a?mz/2?65/2?32.5mm a=32.5mm 齿宽b b??dd?1?65?65mm b=65mm
*m?1?2.5?2.5mm ha=2.5mm 齿顶高ha ha?ha*齿根高hf hf?(ha?c*)m?(1?0.25)?2.5?3.125mm hf=3.125mm
齿顶圆直径da da?d?2ha?65?2?2.5?70mm da=70mm 齿根圆直径df df?d?2hf?65?2?3.125?58.75mm df=58.75mm 齿距p p??m?7.85mm p=7.85mm 齿轮中心到齿条基准线距离H
H?d/2?65/2?32.5mm H=32.5mm 基圆直径db db?dcos??65?cos20o?61.1mm db=61.1mm 重合度?? 查图10.1-15【4】 ???1.82 4．按齿根弯曲疲劳强度验算
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重合度系数Y? Y??0.25?0.75???0.25?0.75=0.66 Y?=0.66 1.82齿间载荷分配系数KFa 由表10.10【4】， KFa?1/Y??1/0.66 KFa=1.51 齿向载荷分布系数KF? b/h?65/(2.25?2.5)?11.6
由图12.14【4】 KF??1.35 载荷系数K K?KAKVKF?KF??1.35?1?1.51?1.35 K=2.75 齿形系数YFa 由图12.21【4】 YFa=2.60 应力修正系数Ysa 由图12.22【4】 Ysa=1.59 弯曲疲劳极限?Flim 由图12.23c【4】 ?Flim1?600MPa ?Flim2?450MPa 弯曲最小安全系数SFlim 由表12.14【4】 SFlim=1.25 弯曲寿命系数YN 由图12.24【4】 YN=0.95 尺寸系数YX 由图12.25
[?F]?【4】
YX=1.0
?FlimYNYXSFmin【4】
(式12.19) [?F]=456MPa
许用弯曲应力[?F]
?600?0.95?1.01.25验算 ?F?2KTbdm【4】
YFaYSAY? （式12.16）
?2?2.75?44324.765?65?2.5?2.60?1.59?0.66=63MPa ?F?63MPa<[?F]
传动无严重过载，故不作静强度校核 3.5 轴的设计计算 3.5.1 齿轮轴的设计计算
1.输出轴的功率P、转速n和转矩T
由上述计算可知P?P输??1??3?0.475?0.95?0.98=0.442kW n=124.1r/min
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于是 T?95500002.作用在齿轮上的力
P0.442?9550000??34013.7N?mm n124.1 已知齿轮轴的分度圆直径为d?mz?2.5?26?65mm 而 圆周力Ft?2T2?34013.7??1046.6N d65径向力Fr?Fttan??1046.6?tan20O?380.9N
3.初步确定轴的最小直径
轴的材料为40Cr，调质处理。初步估算轴的最小直径。
d?A03P【5】
（式15-2） n查表15-3【5】取AO?112 则dmin?112?30.442?17.1mm 124.1
图6 齿轮轴装配示意图
轴的最小直径显然是安装从动链轮处轴的直径d1(如图6所示)。此轴上有一键槽，应适当增大轴径：单键增大5%。 取 d1min?18mm
为了使所选的轴与链轮孔径相适应，同时，链轮轴孔的直径是?29mm，故取
d1?29mm；又由于链轮轮毂长度为l?33mm，故该轴尺寸l1?33mm； 4.轴的结构设计
1）拟定轴上零件的装配方案
选用如图7所示的装配方案：螺母、轴端挡圈、链轮、轴承端盖、右端轴承、、右端套筒、齿轮轴、左端套筒、轴承、轴承端盖依次从轴的左端向右安装。 2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
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（1）为了满足从动链轮的轴向定位要求，b?c轴段右端需制出一轴肩，轴肩高度
h?(0.07~0.1)d?(2.1~3)mm，故取b?c段的直径d2?32mm；b?c长度可参考安
装尺寸取l2?160mm
（2）初步选取滚动轴承。因轴承受到径向力较大，故选用单列向心球轴承。参照工作要求并根据d2?32mm，由轴承产品目录中初步选取单列向心球轴承6207，其尺寸为d?D?B?35?72?17，故d3?d7?35mm、l7?19mm；而d5?65mm。
轴端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。根据轴承的安装尺寸，d4?d6?42mm。 其余尺寸可根据其他相关零件而确定，即l5?55mm，l4?l6?25mm 5. 轴的强度计算
按弯扭合成强度条件校核计算
通过轴的结构设计，轴的主要结构尺寸、轴上零件的位置、以及外载荷和支反力的作用位置均已确定，轴上的载荷如图7所示：
图7 齿轮轴载荷分析示意图
许用应力值 用插入法由表16.3【4】 查得 [?0b]?10.2，[??1b]?60MPa 5MPa22
应力校正系数??[??1b]60 ??0.59 ?[?0b]102.5表6齿轮轴受载计算结果
载荷 支反力 弯矩 总弯矩 扭矩
垂直面V
水平面 H
F1?F2?190.45N F3?F4?523.3N MH?28258.2N?mm
22MV?10284.3N?mm
M?M?M2V2H?10284.3?28258.2?30071.5N?mm
?T?0.59?T?0.59?34013.7?20068.1N?mm
6）. 由于齿轮为K式直齿轮，按弯扭合成应力校核的强度
MCa?(?T)2?M2?36152.8N?mm
?Ca?MCa?48.9MPa?[??1]?60MPa W故安全。
3.5.2主动链轮轴的设计计算
由从动链轮的结构尺寸可知轴的直径为d?30mm，其长度可参考装配尺寸确定。此轴所受载荷较小（可忽略），可不进行强度校核计算。 3.6 导向轮与齿条导轨的设计计算
导向轮与齿条导轨的主要作用是引导单个清洗装置在齿条导轨上作往复移动。 3.6.1齿条导轨 1.尺寸的确定
齿条导轨的齿形设计已在上述求得，以下主要设计其导轨的结构尺寸。 齿条导轨承受单个清洗装置的重量，即受力
F?G?m1g?100?9.8?980N
参考其相关参数，即升降速度为v1?10m/min； 单个清洗机构往复行走速度为v2?25m/min；
根据实际工作需要，即要求一小时大约可清洗墙面A?400~600m2。 故由A?v1.l1得
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