CA6140机械系统设计(7)

能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取齿轮模数为m=4.0mm，分度圆直径为d=mz=26x4=104mm.

这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。 §4.4.2传动组a中齿轮的模数的确定

按齿根弯曲疲劳强度计算，则设计公式为

m≥32KT1YFaYsa

?dZ12[?F] 一． 确定公式中各参数值

1. 计算小齿轮转矩 T1=8.35?104N.M 2. 选取齿宽系数 ?=0.3

d 3. 应力循环次数

N1?60njLh?60?800?1?2?8?300?20?4.6?109

N14.6?109??3.13?109 N2?i1.47 查表10-18【15】弯曲疲劳寿命系数

KFN1=0.84 KFN2=0.90 4. 有图10-20c【15】查得齿轮弯曲疲劳极限

有齿数为 Z1=56 Z2 =38 ?FE1=400Mpa ?FE2=600Mpa 5. 计算弯曲疲劳许用应力

取弯曲疲劳安全系数 s=1.4. [?]=

H1KFN1?FE10.84?600==360Mpa s1.4 [?]= kFN2?FE2=

H2s 6.计算载荷系数K

0.90?400=257Mpa 1.4 k?KAKVKF?KF?=1.25x1.18x1x1.2=1.77 7.查取齿形系数 YFa1=2.30 YFa2=2.42 8.查取应力校正系数Ysa1=1.71 Ysa2=1.66

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9.计算大、小齿轮的

YFaYsa

并加以比较 [?F]1

YFa1Ysa12.3?1.7 =?0.010

[?F1]360YFa2Ysa22.42?1.66=?0.0156 [?F2]257

小齿轮的数值大。 二.设计计算

2?1.77?8.35?104 m??0.0156?2.2mm 20.3?383 圆整后模数为 m=2.25mm §4.4.3其它齿轮模数的估算 a:m=2.25mm b:m?323P26.9?323?2.25mm 故取m=2.25mm Zn222?8206.9 c:m?323P3?323?2.3mm 故取m=2.5mm Zn320?900 d:取m=2.5mm

e:取m=4.0mm f:取m=3.0mm g:取m=2.0mm

第5章 轴的设计

§5.1 确定轴的各种参数

§5.1.1求输出轴上的功率P转速n6和转矩T6 6有上题可知：P=5.25kw n6=63r/min T6=876N.m

6§5.1.2 求作用在轴上的力

齿轮分度圆直径为 d?mtz?4?58?232mm

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而 Ft?2T62?876000??7551.7N d232tan?ntan200 Fr?Ft?7551.7??2804.7N 0cos?cos10 Fa?Fttan??7551.7?tan100?1331.5N 圆周力Ft，径向力Fr及轴向力Fa的方向分别如图中所示。 §5.1.3 初步确定轴的最小直径

初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45刚，调质处理。根据表15-3[15]，取A0=120，由于轴为空心的，于是??d1，空心轴内径与外径之d比，通常取?=0.5-0.6，于是由公式

dmin?1203P65.253?120?57mm 44n6(1??)63(1?0.6) 由于d小于100mm,且有键槽及滑键，故轴径应增加10%-20%，所以取轴径

dmin=70mm.而中心孔直径为48mm。

§5.1.4 轴的结构设计

1.拟定轴上零件的装配方案

2.根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。

外径为?70mm轴的悬臂长度为40mm，2处为一轴肩。2-3处直径为?74mm，拥有外螺纹M74x1.5.长度45mm.3-4处直径为?75D，长度为40mm.此处安装d轴承。4-5 为光轴。长度为130mm.5-6处为?80mm,长度为105mm,周身有齿轮和套筒。6-7 处为?89mm,长度为105mm,周身有齿轮。7-8处为?90mm,长度为125mm,装载着一个?=100的斜齿轮。8-9处为螺纹M100x1.5,左边圆螺母定位，随后有两个推力球轴承和一个双列圆柱滚子轴承，右边螺母定位，M115x1.5。9-10处为一个发盘?120mm。 3.轴承的选择（自左向右）

双列调心滚子轴承，内挡边的圆柱滚子轴承，推力球轴承，双列调心滚子轴承。

4.轴上零件的轴向，周向定为

３３

圆螺母，键，滑键，销钉。

5.取轴端倒角为2x450,各轴肩处的圆角半径见图。 §5.1.5轴的校核

1.首先根据轴的结构图，做出轴的计算简图，在确定轴承的指点位置时，

应从手册中查取a值。

1载荷支反力弯矩总弯矩水平面垂直面 图5-1 轴的扭矩图

2.按照弯扭合成应力校核轴的强度

进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。根据上表中的数据，轴的计算应力为 ?ca?M1736921??24Mpa W74723.2 ３４

其中： W??d4?(D?d)(D?d)2Zb32D

D-花键最大直径，d-花键小直径 Z-花键齿数， b-齿宽

前已经选定轴的材料为45钢，调质处理，由表15-1[18]查得[??1]=60Mpa.因此?ca<[??1],故安全。

第6章 离合器的设计

§6.1 确定轴的各种参数 1.摩擦离合器的内径与外径

根据结构要求定：接触部分外径D=123mm,接触部分内径d=73mm.

2.摩擦片平均直径D0和内摩擦片接触宽度b:

D0?D?d123?73D?d123?73??98(mm);??25(mm) 2222 3.摩擦片离合器传递的扭矩

N13?0.96?0.95544Mn?955?10??955?10??1.56?105(N.mm)

nj75044.许用压强

查系数Kv时，Vp? 5.安全系数 K=1.3 6.摩擦系数 f=0.08

nj???D060?1000?3.85

2?1.56?105?1.3 7.摩擦面对数 Z???12(对) 22?fD0b?p???0.98?25?0.562Mn?k 8.确定内外片数：正转，内片9片。外片8片；反转：内片5片，外片4片。

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