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同理σF2=76.20 a=168mm d1=75mm d2=299 mm 10
σF1= 62.66Mpa＜σF2=67.20＜[σF2]=173.6Mpa 故满足齿根弯曲疲劳强度要求 最终几何尺寸计算 a=m ·（Z1+Z2）/ 2cosβ=186.3 mm 取a=183mm 确定螺旋角β=arcos[m(z1+z2)/2a]=18.6° d1=mz1/cosβ=74.5mm d2=mz2/cosβ=299 mm 则取得d1=75mm,d2=299 mm b2=75 mm b1=80 mm （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） =3.14×75×4208.85/（60×1000） =1.60 m/s 由表11-2可知选择8级精度合适。 五、轴的设计 （一） 高速轴的设计 (1) 确定轴上零件的定位和固定方式 （如图）
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b2=75 mm b1=80 mm (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=6.64 KW 转速为nⅠ=408.85 r/min 根据14-2式，并查表14-2，取C=110 3d≥C·P6.64?110?3?27.96mmn408Ⅰ D1=Φ30mm L1=75mm 11 (3)确定轴各段直径和长度 ①从大带轮开始左起第一段，由于带轮与轴通过键联接，则轴应该适当增加，取D1=Φ30mm，又带轮的宽度： 则第一段长度L1=75mm ②左起第二段直径取D2=Φ35mm，因为标准毛毡圈接近30的是35mm 根据轴承端盖的装拆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=60mm ③左起第三段，该段装有滚动轴承，选用角接触球轴承，选用7008AC型轴承，其尺寸为d×D×B=40×68×15，那么该段的直径为D3=Φ40mm，长度为L3=15+2=17mm其中2为挡油盘的厚度 ④左起第四段，为齿轮的定位轴肩,取D4=Φ46mm，长度取L4= 11mm ⑤左起第五段，该段为齿轮轴段，由于齿轮的齿顶圆直径为Φ81mm，分度圆直径为Φ75mm，齿根圆直径为Φ71.25齿轮的宽度为80mm，则，此段的直径为D5=Φ71.25mm，长度为L5=80mm
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⑥左起第六段，为滚动轴承固定段,取D6=Φ46mm，长度取L6=11mm ⑦左起第七段，为滚动轴承安装段,取D6=Φ40mm，长度取L6=17mm D2=Φ35mm L2=60mm D3=Φ40mm L3=17mm D4=Φ46mm L4= 11mm D5=71.25mm L5=80mm D6=Φ46mm L6=11mm D7=Φ40 L7=17mm 12
(4) 按弯矩较合强度计算 由上述轴各段的长度及轴承的类型可以算得轴支承跨距 ② 小齿轮分度圆直径：d1=75mm ②作用在齿轮上的转矩为：T1 =15.5×104N·mm ③ 求圆周力：Ft Ft=2T1/d1=2×15.5×104/75=4350.8N ④ 求径向力Fr Fr=Ft·tanα/cosβ=4350.8×tan200/cos15.35?=1529.6N Φ求轴向力Fa Fa=Fttanβ=4350.8×tan15.35?=1165.8N （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。L=112 水平面的支反力：F1H= F2H=Ft/2 =2175.4N 垂直面的支反力：F1V =Fr×(L/2)-Fa×(d1/2)/L=1135.6 N F2V=Fr- F1V=394N （6）画弯矩图 右起第五段（轮齿段）剖面C处的弯矩： 垂直面的弯矩： Mcv= F2V×L/2=22064 Nmm Mcv’ = F1V×L/2=63593.6 Nmm 水平面的弯矩：Mch= F1H×L/2=121822.4Nm 合成弯矩：
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2MC?MCV?MCH?121822.42?22064?123804.4Nm222222 MC'?MCV'?MCH?121822.4?63593.6?137422.1Nm （7）画转矩图： T= Ft×d1/2=1.55X10^6 Nmm （8）画当量弯矩图 因为是单向回转，转矩为脉动循环，α=0.6 可得右起第五段剖面C处的当量弯矩： MeC?MC?(αT)?154843.6Nmm 22 （9）判断危险截面并验算强度 ①右起第吴段剖面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MeC=154843.6Nmm ,由表14-3有: ［σ-1］=40Mpa 则： σe= MeC/W= MeC/(0.1·D43) =154843.6/(0.1×71.25)=4.281MPa<［σ-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）?95310.5Nmm 3 13
σe= MD/W= MD/(0.1·D13) =95310.5/(0.1×463)=9.79MPa<［σ-1］ 所以确定的尺寸是安全的 。 以上计算所需的图如下：
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