大齿轮当量齿数:
查表得:
查图得重合度系数Yε=0.679 查图得螺旋角系数Yβ=0.793
查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为:
由图查取弯曲疲劳系数:
取弯曲疲劳安全系数S=1.4,得许用弯曲应力
故弯曲强度足够。
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7.5计算齿轮传动其它几何尺寸
(1)计算齿顶高、齿根高和全齿高
(2)计算小、大齿轮的齿顶圆直径
(3)计算小、大齿轮的齿根圆直径
7.6齿轮参数和几何尺寸总结
参数或几何尺寸 法面模数 法面压力角 法面齿顶高系数 法面顶隙系数 螺旋角 齿数 齿顶高 齿根高 分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 齿宽 中心距
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符号 mn αn ha* c* β z ha hf d da df B a 小齿轮 2.5 20 1.0 0.25 左13°20'16\35 2.5 3.125 89.926 94.926 83.676 95 167 大齿轮 2.5 20 1.0 0.25 右13°20'16\95 2.5 3.125 244.084 249.084 237.834 90
第八章 轴的设计
8.1高速轴设计计算
(1)已经确定的运动学和动力学参数
转速n=1465r/min;功率P=17.52kW;轴所传递的转矩T=114208.87N?mm (2)轴的材料选择并确定许用弯曲应力
由表选用45,调质处理,硬度为217∽255HBS,许用弯曲应力为[ζ]=60MPa (3)按扭转强度概略计算轴的最小直径
由于高速轴受到的弯矩较大而受到的扭矩较小,故取A0=112。
由于最小轴段截面上要开1个键槽,故将轴径增大5%
查表可知标准轴孔直径为28mm故取dmin=28 (4)设计轴的结构并绘制轴的结构草图 a.轴的结构分析
高速轴设计成普通阶梯轴。显然,轴承只能从轴的两端分别装入和拆卸,轴伸出端安装V带轮,选用普通平键,A型,b×h=8×7mm(GB/T 1096-2003),长L=40mm;定位轴肩直径为33mm;联接以平键作过渡配合固定,两轴承分别和轴承端盖定位,采用过渡配合固定。 b.确定各轴段的直径和长度。
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第1段:d1=28mm,L1=54mm
第2段:d2=33mm(比第一段大5mm作为轴肩),L2=69mm(轴肩突出轴承端盖20mm左右)
第3段:d3=35mm(与轴承内径配合),L3=32mm(由轴承宽度确定)
第4段:d4=37mm(与齿轮1内径配合),L4=93mm(比配合的齿轮宽度短2mm,以保证齿轮轴向定位可靠)
第5段:d5=45mm(轴肩),L5=10mm
第6段:d6=35mm(与轴承内径配合),L6=17mm(由轴承和挡油环(定距环)宽度确定) 轴段 直径(mm) 长度(mm)
(5)弯曲-扭转组合强度校核 a.画高速轴的受力图
如图所示为高速轴受力图以及水平平面和垂直平面受力图 b.计算作用在轴上的力(d1为齿轮1的分度圆直径) 齿轮1所受的圆周力(d1为齿轮1的分度圆直径)
1 28 54 2 33 69 3 35 32 4 37 93 5 45 10 6 35 17
齿轮1所受的径向力
齿轮1所受的轴向力
带传动压轴力(属于径向力)Fp=2324.59N
第一段轴中点到轴承中点距离La=104mm,轴承中点到齿轮中点距离Lb=70.5mm,齿轮中点到轴承中点距离Lc=64.5mm
轴所受的载荷是从轴上零件传来的,计算时通常将轴上的分布载荷简化为集中力,其作用点取为载荷分布段的中点。作用在轴上的扭矩,一般从传动件轮毂宽度的中点算起。通常把轴当做置于铰链支座上的梁,支反力的作用点与轴承的类型和布置方式有关
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在水平面内
高速轴上外传动件压轴力(属于径向力)Q=2324.59N 轴承A处水平支承力:
轴承B处水平支承力:
在垂直面内
轴承A处垂直支承力:
轴承B处垂直支承力:
轴承A的总支承反力为:
轴承B的总支承反力为:
d.绘制水平面弯矩图 截面A在水平面上弯矩:
截面B在水平面上弯矩:
截面C左侧在水平面上弯矩:
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