3.5.8链轮尺寸计算 分度圆直径：d1??齿顶圆直径： p25.40??170mm ?sin?180?z1?sin?180?21? d1??170mm ?180?da??p?0.54?cot??z1???180??25.4??0.54?cot? 21???185.87mm齿根圆直径：df?d1??d1?170mm?15.88mm?154.12mm 齿高：ha?0.5?p?d1??4.76mm 确定最大轴凸缘直径：dg?pcot d2??170mm da??185.87mmdf?154.12mm ha?4.76mm180?1.04h2?0.76?142.80mm ?z1齿宽：bf1?0.95b1?14.9625mm 齿侧倒角：ba公称=0.13p?3.81mm 齿侧半径：rx公称=p?25.4mm 3.6轴的设计计算与校核 3.6.1地轮轴的设计 ⑴ 选择轴的材料 该轴传递一般大小功率、转速也不高，作为主动力轴，故该轴的材料可以选择45钢。经调质处理，由表15-1查得许用应力为[??1]b=60MPa，硬度为217~255HBS，强度极限为?b?650MPa。 ⑵ 按扭转强度初步计算轴端直径 由表15-3可查得A0=103126,故而A0可取小值，取A0?110。则轴端直径为：
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dmin?A03 P30.6846?110?3?44.999mm n310 dmin?45mm 则可取轴端直径为： dmin?45mm ⑶ 轴的结构设计 ① 轴的设计 地轮轴两端装有锁死螺母来固定地轮，中间有一个链轮，链轮左面采用套筒轴向固定，周向固定靠平键和过渡配合。两轴承分别以轴肩和套筒定位，周向则采用过渡配合或过盈配合固定。轴做成阶梯轴，右轴承从右面装入，左轴承和链轮从左端装入。 ② 确定各轴段的直径和长度： 轴段Ⅰ：左端需要装锁紧螺母和地轮，螺母厚度为10mm,地轮宽度为50mm,故确定轴段Ⅰ长L1?70mm。 轴段Ⅱ：轴段Ⅰ和轴段Ⅱ之间的轴肩是地轮的定位轴肩，其高度h应保证定位可靠，取h?2.5mm，则d2?50mm。轴段Ⅱ的长度根据链轮到轴承的距离，还要考虑轴承到地轮的距离，轴承到地轮距离取50mm，故确定为L2?323mm。 轴段Ⅲ：轴段Ⅱ和轴段Ⅲ之间的轴肩是链轮的定位轴肩， L1?70mm d2?50mm L2?323mm h?2mm，则d2?54mm。轴段Ⅲ的长度需要根据集膜箱的长度以及其他相对应的结构，故取d3?54mm,L3?1095mm。 轴段Ⅳ：轴段Ⅲ和轴段Ⅳ之间的轴肩，用来作为轴承的定位轴肩，故取d4?50mm,确定轴段Ⅳ的长度，需要根据轴承宽度和轴承到地轮的距离来确定，轴承宽度取为B=20mm,故轴段长度L4?90mm。 轴段Ⅴ：同轴段Ⅰ一样，d5?d1?45mm，L5?L1?70mm。 ③ 键的选择 根据d2?50mm，选用平键连接，查得公称尺寸为： d3?54mmL3?1095mm d4?50mm, L4?90mm d5?d1?45mm L5?L1?70mm
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b?h?14mm?9mm 键槽用键铣刀加工，长为L?50mm。 ⑷ 受力分析计算 地轮轴轴传递的转距:T3?4.45?106Nmm 链轮上的圆周力:Ft?2T3/d2?2?4.45?10/50=1.78?10N 轴上的所受到链轮的径向力:Fr?Ft=1.78?105N 轴上的轴向力:Fx?0 受力简图如图3-1： T365 T3?4.45?106Nmm Fr?Ft=1.78?105N F2y Fr F1y图3-1 地轮轴受力简图 F1x?F2x?0F1y?1.4?105NF2y?3.5?104NF1x?F2x?0 F1y?1.4?105 N F2y?Fr?F1y?3.5?104N（5）计算平面弯矩 1.4?105?0.3005?4207Nm 平面弯矩：M1?F1y?l1? 根据平面弯矩进行描绘弯矩图，如图3-2所示： 弯矩图为： 4207Nm
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M1?4207Nm 图3-2 地轮轴弯矩图 2262（6）按弯扭合成应力校核轴的强度 由Mca?M2???T?2，根据设计要求，轴单向 运转，载荷有冲击，故其转矩可看成脉动循环变化，取??0.6，则 Mca?M???T3??4207000??0.6?4.45?102? 6?2.6?10Nmm 对危险界面强度进行校核： 由参考文献公式：W?0.1d3 ?ca?Mca2.6?10??20.8MPa?[??1] 3W0.1?506前已选定的轴材料为45钢，调制处理，查得[??1]?60MPa因为 ?ca?[??1]故安全。 3.6.2中间轴的设计 ⑴ 选择轴的材料 该轴传递一般大小的功率、转速也不高，主要用于中间传动，并无其他特殊要求，故该轴的材料可选择45钢。经调质处理，由表6-1查得许用应力[??1]b=60MPa，硬度217~255HBS，强度极限 ?ca?[??1] ?b?650MPa。 ⑵ 按扭转强度初步计算轴端直径 由表15-3可查得A0=103126,故而A0可取小值，取A0?110。则轴端直径为： dmin?A03P24.8?110?3?39.76mmn230dmin?40mm 则可取轴端直径为：
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dmin?40mm L1?43mm d2?45mm L2?123mm ⑶ 轴的结构设计 ① 轴的设计 轴上安装有链轮和齿轮，两者均以轴肩和套筒定位，周向则采用键连接固定。两轴承用套筒定位，周向则采用过渡配合或过盈配合来固定。轴一般做成阶梯轴，右轴承和链轮从右端装入，左轴承和齿轮从左端装入。 ② 确定各轴段的直径和长度： 轴段Ⅰ：确定轴段长度，需要根据轴承的宽度以及轴承到齿轮的距离来确定的，根据所选轴承宽度为B=18mm,故取L1?43mm。 轴段Ⅱ：轴段Ⅰ和轴段Ⅱ之间的轴肩取h?2.5mm，则d2?45mm。轴段Ⅱ的长度根据大齿轮的宽度来确定，一般该轴段长度比齿轮宽短2至3mm,故确定为L2?123mm。 轴段Ⅲ：轴段Ⅱ和轴段Ⅲ之间的轴肩是用来定位齿轮的，取 d3?50mm h?2.5mm，则d3?50mm。轴段Ⅲ长度根据轴的对应结构来确定，故取L3?20mm。 轴段Ⅳ：该轴段装链轮和轴承，轴径与轴段Ⅰ取一样，取d4?d1?40mmL3?20mm d4?d1?40mm ，轴段Ⅳ的长度应按照链轮对应关系来确定，故取L4?94mm L4?94mm。 ⑷ 键的选择 齿轮固定的键根据d2?45mm，选用平键连接，查得公称尺寸为： l1?110mm b?h?14mm?9mm 键槽选用键铣刀加工，长度为l1?110mm。 链轮固定的键根据d4?40mm，选用平键连接，查得公称尺寸为： b?h?12mm?8mm 键槽选用键铣刀加工，长度为l2?45mm。
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l2?45mm