多速輸出變速箱A設(shè)計

1、大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明書題 目： 多速輸出變速箱（A）設(shè)計 摘要多速輸出變速箱是將一種轉(zhuǎn)速輸入，經(jīng)過變速輸出不同所需轉(zhuǎn)速的機構(gòu)。該機構(gòu)廣泛應(yīng)用于在機床主傳動系統(tǒng)與進給系統(tǒng)中。多速輸出變速箱的設(shè)計涉及機械原理，機械設(shè)計，機械制造等多個機械專業(yè)課程的內(nèi)容。由于某些原因，沒有上傳完整的畢業(yè)設(shè)計（完整的應(yīng)包括畢業(yè)設(shè)計說明書、相關(guān)圖紙CAD/PROE、中英文文獻及翻譯等），此文檔也稍微刪除了一部分內(nèi)容（目錄及某些關(guān)鍵內(nèi)容）如需要的朋友，請聯(lián)系我的叩扣:二二壹五八玖一壹五一，數(shù)萬篇現(xiàn)成設(shè)計及另有的高端團隊絕對可滿足您的需要.本次設(shè)計主要完成了齒輪設(shè)計計算，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及強度校核，軸承的壽命計算箱體總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

2、及附件設(shè)計。本次所設(shè)計的多速輸出變速箱主要用于立式銑床的主傳動系統(tǒng)中。關(guān)鍵詞速輸出 變速箱 主傳動系統(tǒng) 立式銑床ABSTRACTMulti-speed output gearbox is a kind of mechanism make an input speed change into different speed.This mechanism used in main drive and feeding system of machine tool widely.The design of Multi-speed output gearbox related to many profe

3、ssional courses of Machinery，such as，Mechanical principle，Machine design，Machine manufacturing and so on.In the design of Multi-speed output gearbox,I has completed gear design,axis design and strength check,bearing life calculation and so on.The Multi-speed output gearbox designed this time mostly

4、used in the Main drive of Vertical Milling MachineKEY WORDSMulti-speed output.Transmission.Main drive.Vertical Milling Machine第一章 緒論一、機床傳動系統(tǒng)機床的主傳動系統(tǒng)的布局可分成集中傳動和分離傳動兩種類型。主傳動系統(tǒng)的全部變速結(jié)構(gòu)和主軸組件集中裝在同一個箱體內(nèi)，稱為集中傳動布局；傳動件和主軸組件分別裝在兩個箱體內(nèi)，中間采用帶或鏈傳動，稱為分離傳動布局。集中傳動式布局的機床結(jié)構(gòu)緊湊，便于實現(xiàn)集中操控，且只用一個箱體，但傳動結(jié)構(gòu)運轉(zhuǎn)中的振動和熱變形。當采用背輪傳動時，皮

5、帶將高速直接傳給主軸，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，加工質(zhì)量好，低速時經(jīng)背輪機構(gòu)傳動，轉(zhuǎn)矩大，適應(yīng)粗加工要求。變速箱變速方式分為有級變速和無級變速。有級變速機構(gòu)有下列幾種：l 交換齒輪變速機構(gòu)這種變速機構(gòu)的變速簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，主要用于大批量生產(chǎn)的自動或半自動機床，專用機床及組合機床等；l 滑移齒輪變速機構(gòu)這種變速機構(gòu)廣泛應(yīng)用于通用機床和一部分專用機床中；l 離合器變速運動在離合器變速機構(gòu)中應(yīng)用較多的有牙嵌式離合器，齒輪式離合器和摩擦片式離合器。2、 變速箱發(fā)展趨勢變速箱發(fā)展三大趨勢l 高水平、高性能 圓柱齒輪普遍采用滲碳淬火、磨齒，承載能力提高4倍以上，體積小、重量輕、噪聲低、效率高、可靠性高。l 積木式組合設(shè)計

6、 基本參數(shù)采用優(yōu)先數(shù)，尺寸規(guī)格整齊，零件通用性和互換性強，系列容易擴充和花樣翻新，利于組織批量生產(chǎn)和降低成本。 l 型式多樣化，變型設(shè)計多。三、設(shè)計提要設(shè)計的主要內(nèi)容是一個18級多速輸出的變速箱的設(shè)計，這種變速箱廣泛應(yīng)用于各種機床主傳動系統(tǒng)，給機床提供多種主軸轉(zhuǎn)速。設(shè)計的對象設(shè)計完成后預(yù)計要達到普通機床的的加工與精度要求。調(diào)速機構(gòu)能便于操縱人員操縱。同時有利于提高工人在工作中的工作效率，帶來一定的效益。完成設(shè)計的基本步驟為：1、收集相關(guān)資料，為設(shè)計做準備；2、完成齒輪的設(shè)計和強度校核，初步得出齒輪的基本尺寸；3、軸及軸上零件結(jié)構(gòu)設(shè)計4、計算軸承壽命；5、對操縱機構(gòu)進行設(shè)計；6、對整體布局做設(shè)計

7、，同時根據(jù)所得的布局圖進一步調(diào)節(jié)各個齒輪的尺寸機相互位置關(guān)系；7、根據(jù)箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部的尺寸，對箱體做結(jié)構(gòu)設(shè)計；8、繪制變速箱的裝配圖及零件圖；9、將設(shè)計提交給指導(dǎo)老師檢查指導(dǎo)，對設(shè)計做進一步的修正；10、書寫設(shè)計說明書，并做設(shè)計的后期處理。第二章 方案設(shè)計1、 參數(shù)的擬定1、 確定輸出轉(zhuǎn)速根據(jù)選題要求，輸出轉(zhuǎn)速為301500r/min，18級。取傳動公比 =1.26。擬定輸出轉(zhuǎn)速為：1500r/min，1180r/min，950r/min，750 r/min，600r/min，475r/min，375r/min，300r/min，235r/min，190r/min，150r/min，118

8、r/min，95r/min，75 r/min，60r/min，47.5r/min，37.5r/min，30r/min。2、 主電機的選取根據(jù)主傳動系統(tǒng)所需的功率及要達到的最大轉(zhuǎn)速，選取電動機的型號為：Y132M-4，其基本參數(shù)為：額定功率為7.5Kw，滿載轉(zhuǎn)速為1450r/min。2、 傳動方案設(shè)計1、 主傳動方案擬定集中傳動式布局的機床結(jié)構(gòu)緊湊，便于實現(xiàn)集中操控，且只用一個箱體，此次設(shè)計中將采用集中傳動式布局，并采用滑移齒輪來變換傳動路線，達到多速輸出的目的。2、 傳動式的擬定18級轉(zhuǎn)速傳動系統(tǒng)的傳動組和傳動副可能的方案有： 18=9×2； 18=2×9； 18=3

9、15;6； 18=6×3； 18=3×3×2； 18=2×3×3； 18=3×2×3為盡可能使變速箱結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)避免單一軸上齒輪過多，前4種方案，一根軸上齒輪將達到12個之多，軸的軸向尺寸將過大，故不宜選取。同時考慮到變速箱具體結(jié)構(gòu)，從電動機到主軸一般為降速傳動，將傳動副較多的傳動副放在接近電動機處，這樣可以使小尺寸的零件多一些，大尺寸的零件少一些，節(jié)省材料，也就是“先多后少”的原則。故選取傳動式3、 結(jié)構(gòu)式及結(jié)構(gòu)網(wǎng)的確定對于的傳動式，根據(jù)“前密后稀”的原則，即級比指數(shù)增大，選擇結(jié)構(gòu)式為：，其結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖2-1。4、 參考X6

10、2w確定各齒輪齒數(shù)，傳動方案及轉(zhuǎn)速圖傳動方案如圖2-2所示；r/min轉(zhuǎn)速圖如圖2-3。3、 齒輪運動和動力參數(shù)的確定1、 各軸輸入功率 圖2-1 結(jié)構(gòu)網(wǎng)圖 圖2-2 傳動系統(tǒng)簡圖 圖2-3 轉(zhuǎn)速圖2、 各軸輸入轉(zhuǎn)矩3、 綜合以上參數(shù)，制表表格如表2-1：表2-1 各軸功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩軸號軸軸軸軸軸功率（）7.397.176.966.726.49轉(zhuǎn)速(）1500698.1286.4109.730轉(zhuǎn)矩（）48903985652354165963112163799第三章 齒輪設(shè)計本章節(jié)中計算公式及計算參數(shù)均來自濮良貴、紀名剛編。機械設(shè)計M。北京：高等教育出版社，2008。1、 齒輪齒數(shù)表參考立式升

11、降臺銑床x62w，定各齒輪齒數(shù)如表3-1：表3-1 各齒輪齒數(shù)、軸間、軸間、軸之間、軸之間第1對第2對第3對第4對第5對第6對第7對第8對第9對二、齒輪設(shè)計計算（一）第一對齒輪（）1、 選定精度等級、材料及齒數(shù)： 確定齒輪類型因為該對齒輪無須承受軸向力，故選兩齒輪均為標準直齒圓柱齒輪。 材料選擇小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)，硬度為255265HBS；大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為215225HBS二者硬度差為3050HBS,這樣有利于提高兩個齒輪的壽命 銑床為一般工作機器，速度不高，選用7級制造精度 小齒輪齒數(shù)為26，大齒輪齒數(shù)為54，傳動比為i=2.02、 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計：由設(shè)計計算公式

12、10-9a進行試算即：d2.32 確定公式中的各計算數(shù)值：a、 由設(shè)計對象知外嚙合時公式中的正負號取正號b、 對于直齒圓柱齒輪，試選K=1.3c、 計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩：T= 其中P=7.425Kw；n=1450r/min代入數(shù)據(jù)得：T=48903N·mmd、 根據(jù)齒輪的裝置狀況，查機械設(shè)計表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7e、 根據(jù)配對齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼，由機械設(shè)計表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。f、 由機械設(shè)計圖10-21d中并按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限=700MPa；大齒輪的接觸疲勞強度極限=550MPag、 由機械設(shè)計式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得

13、:(已知銑床為兩班制，工作壽命為15年)N=60 njL=60×1450×1×2×8×300×15=6.22×10N=3.11×10h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查機械設(shè)計中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.88；大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.89i、計算接觸疲勞許用應(yīng)力：取失效概率為1%，對接觸疲勞強度計算，由于點蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故安全系數(shù)S=1。由機械設(shè)計中式10-12得：=616MPa=490MPa 計算：a、試算小齒輪分度圓直徑，代入與

14、中較小的值：2.32=2.32=24.3×2.32=56.3mmb、計算圓周速度為V：V=4.27m/sc、計算齒寬：b=·d=0.7×56.3=56.3mmd、計算齒寬與齒高的比：模數(shù) =2.17 mm齒高 h=2.25=2.25×2.17mm=4.88 mm=11.5e、計算載荷系數(shù)：根據(jù)齒輪V=4.27m/s,且齒輪精度等級為7級，由機械設(shè)計圖10-8查得動載系數(shù)K=1.15；對直齒輪有=1；由機械設(shè)計表10-2查得使用系數(shù)K=1.25；由機械設(shè)計表10-4并且運用插值法查得對于7級精度，且小齒輪做非對稱布置時，取=1.249；由=8.1，=1.2

15、49查機械設(shè)計圖10-13得=1.21；故載荷系數(shù)K= KK=1×1.15×1×1.249=1.436f、按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑：由機械設(shè)計式10-10a得：d= d=56.3=58.2mmg、 計算模數(shù)m：=2.24mm3、 按齒根彎曲強度設(shè)計：由機械設(shè)計式10-5得彎曲強度的設(shè)計公式為：m 確定公式中的各個計算數(shù)值：a、由機械設(shè)計圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限=500MPa大齒輪的彎曲疲勞強度極限=400MPab、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由機械設(shè)計圖10-18中取彎曲疲勞強度壽命系數(shù)=0.87，=0.9c、計算彎曲

16、疲勞許用應(yīng)力對于彎曲疲勞強度來說，一旦發(fā)生斷齒就會引起嚴重的事故，故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4由機械設(shè)計式10-12得：=310MPa=257MPad、計算載荷系數(shù)K由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達式得：K= KK=1.25×1.15×1×1.21=1.74e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)：查機械設(shè)計表10-5取=2.6，=2.30查機械設(shè)計表10-5取=1.595，=1.71f、計算大小齒輪的，并加以比較：=0.0134=0.0153由上述計算值知大齒輪的數(shù)值更大 設(shè)計計算：m= mm=1.57mm對比以上兩種設(shè)計方案的計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)大于由齒根

17、彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強度所決定的承載能力，可取由彎曲疲勞強度所算得的模數(shù)1.64 mm并就近圓整為標準值為2mm，但是由此模數(shù)算得的d=m×Z=2×26=52 mm小于接觸疲勞強度所算得的d=58.2mm，因而不能滿足接觸疲勞強度。所以應(yīng)該將m取為2.5由此得到的d=2.5×26=65 mmd=58.2mm4、 幾何尺寸的計算： 計算分度圓直徑：d= m×Z=2.5×26=65 mmd= m×Z=2.5×54=135 mm 計算中心距：a=120 mm 計算齒輪寬度：b=1×

18、65=65 mm 為了防止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷，所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm，取B=65mm，B=70mm（二）第二對齒輪（） 選定精度等級、材料及齒數(shù)： 確定齒輪類型因為該對齒輪無須承受軸向力，故選兩齒輪均為標準直齒圓柱齒輪。 材料選擇小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)，硬度為275285HBS；大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為235245HBS二者硬度差為3050HBS,這樣有利于提高兩個齒輪的壽命 銑床為一般工作機器，速度不高，選用7級制造精度 小齒輪齒數(shù)為22，大齒輪齒數(shù)為33，傳動比為=1.5 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計：由設(shè)計計算

19、公式10-9a進行試算即：d2.32 確定公式中的各計算數(shù)值： 由設(shè)計對象知外嚙合時公式中的正負號取正號 對于直齒圓柱齒輪，試選K=1.3 計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩：T= 其中=7.204Kw；n=698.15r/min；代入數(shù)據(jù)得：T=98565N·mm 根據(jù)齒輪的裝置狀況，查機械設(shè)計表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7 根據(jù)配對齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼，由機械設(shè)計表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。 由機械設(shè)計圖10-21d中并按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限=700Mpa；大齒輪的接觸疲勞強度極限=600Mpa 由機械設(shè)計式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制

20、，工作壽命為15年)N=60 njL=60×698.15×1×2×8×300×15=2.99×10N=1.99×10h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查機械設(shè)計中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9；大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95i、計算接觸疲勞許用應(yīng)力：取失效概率為1%，對接觸疲勞強度計算，由于點蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故安全系數(shù)S=1。由機械設(shè)計中式10-12得：=630Mpa=570Mpa 計算：a、試算小齒輪分度圓直徑，代入與中較小的值：2.3

21、2=2.32=2.32=32.4×2.32=75mmb、計算圓周速度為V：V=2.72m/sc、計算齒寬：b=·d=0.7×75=52.5mmd、計算齒寬與齒高的比：模數(shù) =3.4mm齒高 h=2.25=2.25×3.4 mm=7.65mm=6.86e、計算載荷系數(shù)：根據(jù)齒輪V=2.72m/s,且齒輪精度等級為7級，由機械設(shè)計圖10-8查得動載系數(shù)K=1.11；對直齒輪有=1；由機械設(shè)計表10-2查得使用系數(shù)K=1.25；由機械設(shè)計表10-4并且運用插值法查得對于7級精度，且小齒輪做非對稱布置時，取=1.25；由=6.86，=1.25查機械設(shè)計圖10-1

22、3得=1.2；故載荷系數(shù)K= KK=1×1.11×1×1.2=1.332f、按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑：由機械設(shè)計式10-10a得：d= d=75=75.6mmg、 計算模數(shù)m：=3.44mm 按齒根彎曲強度設(shè)計：由機械設(shè)計式10-5得彎曲強度的設(shè)計公式為：m 確定公式中的各個計算數(shù)值：a、由機械設(shè)計圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限=600Mpa大齒輪的彎曲疲勞強度極限=400Mpab、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由機械設(shè)計圖10-18中取彎曲疲勞強度壽命系數(shù)=0.87，=0.9c、計算彎曲疲勞許用應(yīng)力對于彎曲疲勞強度來說，一旦

23、發(fā)生斷齒就會引起嚴重的事故，故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4由機械設(shè)計式10-12得：=373Mpa=257Mpad、計算載荷系數(shù)K由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達式得：K= KK=1×1.11×1×1.2=1.332e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)：查機械設(shè)計表10-5取=2.72，=2.47查機械設(shè)計表10-5取=1.57，=1.64f、計算大小齒輪的，并加以比較：=0.0114=0.0158由上述計算值知大齒輪的數(shù)值更大 設(shè)計計算：m= mm=2.3 mm對比以上兩種設(shè)計方案的計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主

24、要取決于彎曲疲勞強度所決定的承載能力，可取由彎曲疲勞強度所算得的模數(shù)2.3mm并就近圓整為標準值為2.5mm，但是由此模數(shù)算得的d=m×Z=2.5×22=55 mm小于接觸疲勞強度所算得的d=75.6 mm，因而不能滿足接觸疲勞強度。所以應(yīng)該將m取為4由此得到的d=3.5×22=77 mmd=75.6 mm 幾何尺寸的計算：3、 計算分度圓直徑：d= m×Z=3.5×22=77mmd= m×Z=3.5×33=115.5mm4、 計算中心距：a=96.25mm5、 計算齒輪寬度：b=0.7×77=53.9 mm為了防

25、止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷，所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm，取B=55mm，B=60mm（三）第三對齒輪（）h、 選定精度等級、材料及齒數(shù)： 確定齒輪類型因為該對齒輪無須承受軸向力，故選兩齒輪均為標準直齒圓柱齒輪。 材料選擇小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)，硬度為275285HBS；大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為235245HBS二者硬度差為3050HBS,這樣有利于提高兩個齒輪的壽命 銑床為一般工作機器，速度不高，選用7級制造精度 小齒輪齒數(shù)為19，大齒輪齒數(shù)為36，傳動比為=1.9i、 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計：由設(shè)計計算公式10-9a進

26、行試算即：d2.32 確定公式中的各計算數(shù)值：a、 由設(shè)計對象知外嚙合時公式中的正負號取正號b、 對于直齒圓柱齒輪，試選K=1.3c、 計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩：T= 其中P=7.204Kw；=698.15r/min；代入數(shù)據(jù)得：T=98565N·mmd、 根據(jù)齒輪的裝置狀況，查機械設(shè)計表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7e、 根據(jù)配對齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼，由機械設(shè)計表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。f、 由機械設(shè)計圖10-21d中并按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限=700Mpa；大齒輪的接觸疲勞強度極限=600Mpag、 由機械設(shè)計式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知

27、銑床為兩班制，工作壽命為15年)N=60 njL=60×698.15×1×2×8×300×15=2.99×10N=1.57×10h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查機械設(shè)計中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9；大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95i、計算接觸疲勞許用應(yīng)力：取失效概率為1%，對接觸疲勞強度計算，由于點蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故安全系數(shù)S=1。由機械設(shè)計中式10-12得：=630Mpa=570Mpa 計算：a、試算小齒輪分度圓直徑，代入與中較小

28、的值：2.32=2.32=2.32=31.4×2.32=72.8mmb、計算圓周速度為V：V=2.64m/sc、計算齒寬：b=·d=0.7×72.8=50.96mmd、計算齒寬與齒高的比：模數(shù) =3.8mm齒高 h=2.25=2.25×3.8 mm=8.55mm=5.96e、計算載荷系數(shù)：根據(jù)齒輪V=2.64m/s,且齒輪精度等級為7級，由機械設(shè)計圖10-8查得動載系數(shù)K=1.1；對直齒輪有=1；由機械設(shè)計表10-2查得使用系數(shù)K=1.25；由機械設(shè)計表10-4并且運用插值法查得對于7級精度，且小齒輪做非對稱布置時，取=1.25；由=5.96，=1.25

29、查機械設(shè)計圖10-13得=1.19；故載荷系數(shù)K= KK=1×1.1×1×1.25=1.375f、按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑：由機械設(shè)計式10-10a得：d= d=72.8=74.2mmg、 計算模數(shù)m：=3.9mmj、 按齒根彎曲強度設(shè)計：由機械設(shè)計式10-5得彎曲強度的設(shè)計公式為：m 確定公式中的各個計算數(shù)值：a、由機械設(shè)計圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限=600Mpa大齒輪的彎曲疲勞強度極限=400Mpab、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由機械設(shè)計圖10-18中取彎曲疲勞強度壽命系數(shù)=0.87，=0.9c、計算彎曲疲勞許用應(yīng)

30、力對于彎曲疲勞強度來說，一旦發(fā)生斷齒就會引起嚴重的事故，故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4由機械設(shè)計式10-12得：=373Mpa=257Mpad、計算載荷系數(shù)K由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達式得：K= KK=1×1.1×1×1.19=1.309e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)：查機械設(shè)計表10-5取=2.85，=2.45查機械設(shè)計表10-5取=1.54，=1.65f、計算大小齒輪的，并加以比較：=0.0118=0.0157由上述計算值知大齒輪的數(shù)值更大 設(shè)計計算：m= mm=2.52 mm對比以上兩種設(shè)計方案的計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計

31、算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強度所決定的承載能力，可取由彎曲疲勞強度所算得的模數(shù)2.52 mm并就近圓整為標準值為3mm，但是由此模數(shù)算得的d=m×Z=3×19=57mm小于接觸疲勞強度所算得的d=74.2mm，因而不能滿足接觸疲勞強度。所以應(yīng)該將m取為4由此得到的d=4×19=76 mmd=74.2mmk、 幾何尺寸的計算： 計算分度圓直徑：d= m×Z=4×19=76mmd= m×Z=4×36=144mm 計算中心距：a=110mm 計算齒輪寬度：b=0.7×76=53.2 mm為了防止齒輪因

32、裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷，所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm，取B=55mm，B=60mm（四）第四對齒輪（）1、 選定精度等級、材料及齒數(shù)：l 確定齒輪類型因為該對齒輪無須承受軸向力，故選兩齒輪均為標準直齒圓柱齒輪。l 材料選擇小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)，硬度為275285HBS；大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為235245HBS二者硬度差為3050HBS,這樣有利于提高兩個齒輪的壽命 銑床為一般工作機器，速度不高，選用7級制造精度 小齒輪齒數(shù)為16，大齒輪齒數(shù)為39，傳動比為=2.442、 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計：由設(shè)計計算公式10-9a進行

33、試算即：d2.32 確定公式中的各計算數(shù)值：a、 由設(shè)計對象知外嚙合時公式中的正負號取正號b、 對于直齒圓柱齒輪，試選K=1.3c、 計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩：T= 其中P=P=7.204Kw；n=698.15r/min；代入數(shù)據(jù)得：T=98565mm根據(jù)齒輪的裝置狀況，查機械設(shè)計表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7d、 根據(jù)配對齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼，由機械設(shè)計表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。e、 由機械設(shè)計圖10-21d中并按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限=700Mpa；大齒輪的接觸疲勞強度極限=600Mpaf、 由機械設(shè)計式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制，工

34、作壽命為15年)N=60 njL=60×693×1×2×8×300×15=2.99×10N=1.57×10h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查機械設(shè)計中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9；大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95i、計算接觸疲勞許用應(yīng)力：取失效概率為1%，對接觸疲勞強度計算，由于點蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故安全系數(shù)S=1。由機械設(shè)計中式10-12得：=630Mpa=570Mpa 計算：a、試算小齒輪分度圓直徑，代入與中較小的值：2.32=2.3

35、2=2.32=30.6×2.32=71mmb、計算圓周速度為V：V=2.57m/sc、計算齒寬：b=·d=0.7×71=49.7mmd、計算齒寬與齒高的比：模數(shù) =4.4mm齒高 h=2.25=2.25×4.4 mm=9.9mm=5e、計算載荷系數(shù)：根據(jù)齒輪V=2.57m/s,且齒輪精度等級為7級，由機械設(shè)計圖10-8查得動載系數(shù)K=1.1；對直齒輪有=1；由機械設(shè)計表10-2查得使用系數(shù)K=1.25；由機械設(shè)計表10-4并且運用插值法查得對于7級精度，且小齒輪做非對稱布置時，取=1.25；由=5，=1.25查機械設(shè)計圖10-13得=1.18；故載荷系數(shù)

36、K= KK=1×1.1×1×1.25=1.375f、按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑：由機械設(shè)計式10-10a得：d= d=71=72.3mma) 計算模數(shù)m：=4.5mm3、 按齒根彎曲強度設(shè)計：由機械設(shè)計式10-5得彎曲強度的設(shè)計公式為：m 確定公式中的各個計算數(shù)值：a、由機械設(shè)計圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限=600Mpa大齒輪的彎曲疲勞強度極限=400Mpab、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由機械設(shè)計圖10-18中取彎曲疲勞強度壽命系數(shù)=0.87，=0.9c、計算彎曲疲勞許用應(yīng)力對于彎曲疲勞強度來說，一旦發(fā)生斷齒就會引起嚴重的

37、事故，故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4由機械設(shè)計式10-12得：=373Mpa=257Mpad、計算載荷系數(shù)K由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達式得：K= KK=1×1.1×1×1.18=1.298e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)：查機械設(shè)計表10-5，并運用插值法取=3.03，=2.41取=1.51，=1.67f、計算大小齒輪的，并加以比較：=0.0123=0.0156由上述計算值知大齒輪的數(shù)值更大 設(shè)計計算：m= mm=2.85mm對比以上兩種設(shè)計方案的計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強度所決定的

38、承載能力，可取由彎曲疲勞強度所算得的模數(shù)2.85 mm并就近圓整為標準值為3mm，但是由此模數(shù)算得的d=m×Z=3×16=48mm小于接觸疲勞強度所算得的d=72.3mm，因而不能滿足接觸疲勞強度。所以應(yīng)該將m取為5由此得到的d=5×16=80mm=d>72mm4、 幾何尺寸的計算： 計算分度圓直徑：d= m×Z=5×16=80mmd= m×Z=5×39=195mm 計算中心距：a=137.5mm 計算齒輪寬度：b=0.7×80=56mm為了防止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工

39、作載荷，所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm，取B=55mm，B=60mm由于小齒輪齒數(shù)小于17，故需采用變位避免根切。小齒輪采用正變位mm；大齒輪采用負變位mm（5） 第五對齒輪（）l 選定精度等級、材料及齒數(shù)： 確定齒輪類型因為該對齒輪無須承受軸向力，故選兩齒輪均為標準直齒圓柱齒輪。 材料選擇大、小齒輪材料均為45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)后表面淬火，齒輪齒面硬度為4050HRC。 銑床為一般工作機器，速度不高，選用7級制造精度 小齒輪齒數(shù)為26，大齒輪齒數(shù)為39，傳動比為=0.66；u=1.5；l 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計：由設(shè)計計算公式10-9a進行試算即：d2.32 確定公式中的各計算數(shù)值

40、： 由設(shè)計對象知外嚙合時公式中的正負號取正號 對于直齒圓柱齒輪，試選K=1.3 計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩：T= 其中P=6.85Kw；=698.15××=429.6r/min；代入數(shù)據(jù)得：T=152275N·mm 根據(jù)齒輪的裝置狀況，查機械設(shè)計表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7 根據(jù)配對齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼，由機械設(shè)計表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。 由機械設(shè)計圖10-21e中并按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強度極限=1100Mpa 由機械設(shè)計式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制，工作壽命為15年)N=60 njL=60×426.5

41、×1×2×8×300×15=1.84×10N=1.23×10h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查機械設(shè)計中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9；大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95i、計算接觸疲勞許用應(yīng)力：取失效概率為1%，對接觸疲勞強度計算，由于點蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故安全系數(shù)S=1。由機械設(shè)計中式10-12得：=0.9×1100=990Mpa=0.95×1100=1045Mpa 計算：a、試算小齒輪分度圓直徑，代入與中較小的值：2.32=2

42、.32=2.32=25.8×2.32=60mmb、計算圓周速度為V：V=1.34m/sc、計算齒寬：b=·d=0.7×60=42mmd、計算齒寬與齒高的比：模數(shù) =2.3mm齒高 h=2.25=2.25×3.3 mm=5.175mm=11.6e、計算載荷系數(shù)：根據(jù)齒輪V=1.34m/s,且齒輪精度等級為7級，由機械設(shè)計圖10-8查得動載系數(shù)K=1.07；對直齒輪有=1；由機械設(shè)計表10-2查得使用系數(shù)K=1.25；由機械設(shè)計表10-4并且運用插值法查得對于7級精度，且小齒輪做非對稱布置時，取=1.243；由=8.1，=1.243查機械設(shè)計圖10-13得=

43、1.2；故載荷系數(shù)K= KK=1×1.07×1×1.243=1.33f、按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑：由機械設(shè)計式10-10a得：d= d=60=60.5mmg、 計算模數(shù)m：=2.33mml 按齒根彎曲強度設(shè)計：由機械設(shè)計式10-5得彎曲強度的設(shè)計公式為：m 確定公式中的各個計算數(shù)值：a、由機械設(shè)計圖10-20d查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限=620Mpab、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由機械設(shè)計圖10-18中取彎曲疲勞強度壽命系數(shù)=0.87，=0.9c、計算彎曲疲勞許用應(yīng)力對于彎曲疲勞強度來說，一旦發(fā)生斷齒就會引起嚴重的事故，故取彎曲疲勞

44、安全系數(shù)S=1.4由機械設(shè)計式10-12得：=385Mpa=398.6Mpad、計算載荷系數(shù)K由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達式得：K= KK=1×1.07×1×1.2=1.28e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)：查機械設(shè)計表10-5，并運用插值法取=2.62，=2.41取=1.595，=1.67f、計算大小齒輪的，并加以比較：=0.0109=0.0101由上述計算值知大齒輪的數(shù)值更大 設(shè)計計算：m= mm=2.07 mm對比以上兩種設(shè)計方案的計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強度所決定的承載能力，可

45、取由彎曲疲勞強度所算得的模數(shù)2.06mm并就近圓整為標準值為3mm，但是由此模數(shù)算得的d=m×Z=3×26=78mm大于接觸疲勞強度所算得的d=61.4mm，能滿足接觸疲勞強度。所以應(yīng)該將m取為3。l 幾何尺寸的計算： 計算分度圓直徑：d= m×Z=3×26=78mmd= m×Z=3×39=117mm 計算中心距：a=97.5mm 計算齒輪寬度：b=0.7×78=54.6mm為了防止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷，所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm，取B=55mm，B=60

46、mm(6) 第六對齒輪（）1、 選定精度等級、材料及齒數(shù)：(7) 確定齒輪類型因為該對齒輪無須承受軸向力，故選兩齒輪均為標準直齒圓柱齒輪。(8) 材料選擇大、小齒輪材料均為45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)后表面淬火，齒輪齒面硬度為4050HRC。 銑床為一般工作機器，速度不高，選用7級制造精度 小齒輪齒數(shù)為28，大齒輪齒數(shù)為37，傳動比為=1.32；2、 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計：由設(shè)計計算公式10-9a進行試算即：d2.32 確定公式中的各計算數(shù)值： 由設(shè)計對象知外嚙合時公式中的正負號取正號 對于直齒圓柱齒輪，試選K=1.3 計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩：T= 其中P=7.06Kw；=286.42r/min；代入數(shù)據(jù)得：

47、T=235416N·mm 根據(jù)齒輪的裝置狀況，查機械設(shè)計表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7 根據(jù)配對齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼，由機械設(shè)計表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。 由機械設(shè)計圖10-21e中并按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強度極限=1100Mpa。 由機械設(shè)計式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制，工作壽命為15年)N=60 njL=60×286.42×1×2×8×300×15=1.23×10N=9.3×10h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查機械設(shè)計中圖10-19

48、取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9；大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95i、計算接觸疲勞許用應(yīng)力：取失效概率為1%，對接觸疲勞強度計算，由于點蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故安全系數(shù)S=1。由機械設(shè)計中式10-12得：=0.9×1100=990Mpa=0.95×1100=1045Mpa 計算：a、試算小齒輪分度圓直徑，代入與中較小的值：2.32=2.32=2.32=30.4×2.32=70.5mmb、計算圓周速度為V：V=1.05m/sc、計算齒寬：b=·d=0.7×70.5=49.35mmd、計算齒寬與齒高的比

49、：模數(shù) =2.52mm齒高 h=2.25=2.25×2.52mm=5.67mm=8.7e、計算載荷系數(shù)：根據(jù)齒輪V=1.05m/s,且齒輪精度等級為7級，由機械設(shè)計圖10-8查得動載系數(shù)K=1.05；對直齒輪有=1；由機械設(shè)計表10-2查得使用系數(shù)K=1.25；由機械設(shè)計表10-4并且運用插值法查得對于7級精度，且小齒輪做非對稱布置時，取=1.246；由=8.7，=1.246查機械設(shè)計圖10-13得=1.2；故載荷系數(shù)K= KK=1×1.05×1×1.246=1.31f、按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑：由機械設(shè)計式10-10a得：d= d=70.

50、5=70.7mmg、 計算模數(shù)m：=2.53mm3、 按齒根彎曲強度設(shè)計：由機械設(shè)計式10-5得彎曲強度的設(shè)計公式為：m 確定公式中的各個計算數(shù)值：a、由機械設(shè)計圖10-20d查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限=620Mpab、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由機械設(shè)計圖10-18中取彎曲疲勞強度壽命系數(shù)=0.87，=0.9c、計算彎曲疲勞許用應(yīng)力對于彎曲疲勞強度來說，一旦發(fā)生斷齒就會引起嚴重的事故，故取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4由機械設(shè)計式10-12得：=385Mpa=398.6Mpad、計算載荷系數(shù)K由前面查得的數(shù)據(jù)并代入表達式得：K= KK=1×1.05×1

51、15;1.2=1.26e、查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)：查機械設(shè)計表10-5，并運用插值法取=2.55，=2.47取=1.61，=1.66f、計算大小齒輪的，并加以比較：=0.0107=0.0103由上述計算值知大齒輪的數(shù)值更大 設(shè)計計算：m= mm=2.26 mm對比以上兩種設(shè)計方案的計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強度所決定的承載能力，可取由彎曲疲勞強度所算得的模數(shù)2.26mm并就近圓整為標準值為3mm，但是由此模數(shù)算得的d=m×Z=2.5×28=70mm小于接觸疲勞強度所算得的d=70.2mm，

52、因而不能滿足接觸疲勞強度。所以應(yīng)該將m取為3由此得到的d=3×28=84mm>d=70.2mm4、 幾何尺寸的計算： 計算分度圓直徑：d= m×Z=3×28=84mmd= m×Z=3×37=108mm 計算中心距：a=96mm 計算齒輪寬度：b=0.7×84=58.8mm為了防止齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷，所以將小齒輪齒寬在圓整的基礎(chǔ)上人為地加寬5mm，取B=60mm，B=65mm(9) 第七對齒輪（）1、 選定精度等級、材料及齒數(shù)： 確定齒輪類型因為該對齒輪無須承受軸向力，故選兩齒輪

53、均為標準直齒圓柱齒輪。 材料選擇大、小齒輪材料均為45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)后表面淬火，齒輪齒面硬度為4050HRC。 銑床為一般工作機器，速度不高，選用7級制造精度 小齒輪齒數(shù)為18，大齒輪齒數(shù)為37，傳動比為=2.01；2、 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計：由設(shè)計計算公式10-9a進行試算即：d2.32 確定公式中的各計算數(shù)值：a、 由設(shè)計對象知外嚙合時公式中的正負號取正號b、 對于直齒圓柱齒輪，試選K=1.3c、 計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩：T= 其中P=7.06Kw；=286.42r/min代入數(shù)據(jù)得：T=235416N·mmd、 根據(jù)齒輪的裝置狀況，查機械設(shè)計表10-7中選取齒寬系數(shù)=0.7e、 根據(jù)

54、配對齒輪的材料類型為鍛鋼-鍛鋼，由機械設(shè)計表10-6查得的彈性影響系數(shù)Z=189.8 。f、 由機械設(shè)計圖10-21e中并按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強度極限=1100Mpa。g、 由機械設(shè)計式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)得:(已知銑床為兩班制，工作壽命為15年)N=60 njL=60×286.42×1×2×8×300×15=1.23×10N=6.1×10h、根據(jù)齒輪的材料、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查機械設(shè)計中圖10-19取小齒輪的接觸疲勞系數(shù)K=0.9；大齒輪的接觸疲勞系數(shù)為K=0.95i、計算接觸疲勞許用應(yīng)力：取

55、失效概率為1%，對接觸疲勞強度計算，由于點蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故安全系數(shù)S=1。由機械設(shè)計中式10-12得：=0.9×1100=990Mpa=0.95×1100=1045Mpa 計算：a、試算小齒輪分度圓直徑，代入與中較小的值：2.32=2.32=2.32=28.9×2.32=66.8mmb、計算圓周速度為V：V=0.99m/sc、計算齒寬：b=·d=0.7×66.8=46.76mmd、計算齒寬與齒高的比：模數(shù) =3.7mm齒高 h=2.25=2.25×3.7 mm=8.325mm=5.6

56、e、計算載荷系數(shù)：根據(jù)齒輪V=0.99m/s,且齒輪精度等級為7級，由機械設(shè)計圖10-8查得動載系數(shù)K=1.05；對直齒輪有=1；由機械設(shè)計表10-2查得使用系數(shù)K=1.25；由機械設(shè)計表10-4并且運用插值法查得對于7級精度，且小齒輪做非對稱布置時，取=1.244；由=5.6，=1.244查機械設(shè)計圖10-13得=1.2；故載荷系數(shù)K= KK=1×1.05×1×1.244=1.31f、按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑：由機械設(shè)計式10-10a得：d= d=66.8=67.3mmg、 計算模數(shù)m：=3.74mm3、 按齒根彎曲強度設(shè)計：由機械設(shè)計式10-5得彎曲強度的設(shè)計公式為：mg、 確定公式中的各個計算數(shù)值：a、由機械設(shè)計圖10-20d查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限=620Mpab、根據(jù)齒輪材料類型、熱處理方法及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由機械設(shè)計圖10-18中取彎曲疲勞強度壽命系