機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書講解

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 設(shè)計(jì)題目 模型炮臺(tái) 工學(xué) 院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 設(shè)計(jì)者 羅文俊、羅志鋒、羅達(dá)輝、李潤豐、 張雨萱、鄧廣藝、杜智華 指導(dǎo)教師 陳少克 2016 年 1 月 8 日汕頭大學(xué)工學(xué)院機(jī)械電子工程系模型炮臺(tái)的設(shè)計(jì)摘 要：將機(jī)構(gòu)模型化已經(jīng)成為現(xiàn)今對(duì)機(jī)構(gòu)工作能力模擬的重要方法之一。模型炮臺(tái)其結(jié)構(gòu)是根據(jù)模擬實(shí)際自動(dòng)炮臺(tái)建模，通過舵機(jī)接收PWM信號(hào)以及紅外定位，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)瞄準(zhǔn)，并通過彈簧機(jī)構(gòu)發(fā)射子彈。本文論文主要設(shè)計(jì)的是一迷你化模型炮臺(tái)，論文中要根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)主要零件進(jìn)行分析計(jì)算以及校核。研究模擬炮臺(tái)有助于學(xué)生對(duì)彈簧設(shè)計(jì)以及齒輪設(shè)計(jì)有一定深入了解并且還可以應(yīng)用于多種領(lǐng)域，如教

2、學(xué)，項(xiàng)目以及玩具批量生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：模擬炮臺(tái) 自動(dòng)瞄準(zhǔn) 彈簧機(jī)發(fā)射 Model Design of FortAbstract: Organizing models has become one of the most important methods for simulating the way the agencies work. The automatic fort structure model is a kind of simulated modeling which can receive the PWM signal and infra-red positioning throug

3、h the actuator. It can realize the automatic aiming and shooting through the spring. This article talk about a mini model of the main mort. This paper analysis and calculation of main parts, which based on design parameters. Simulating battery helps students have some in-depth understanding on sprin

4、g and steering gear. It can also be used in a variety of fields, such as teaching, projects, as well as toy production.Key words: Simulated turret, Automatic aiming, Spring launch目錄1 設(shè)計(jì)任務(wù)書41.1 設(shè)計(jì)目標(biāo) 41.2 使用條件 41.3 主要設(shè)計(jì)參數(shù) 42 機(jī)械裝置的整體方案設(shè)計(jì)43 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算53.1 機(jī)構(gòu)動(dòng)力參數(shù) 53.2 齒輪校核 83.3 軸校核 223.4 軸承校核 324 參考文獻(xiàn)345

5、 分工及評(píng)價(jià)351 設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)模擬炮臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)瞄準(zhǔn)，并通過彈射機(jī)構(gòu)發(fā)射子彈。1.2 使用條件地面平穩(wěn)，風(fēng)速不大的情況下使用，不能在高溫下使用1.3 主要設(shè)計(jì)參數(shù)子彈m=0.3g，最大射程25m，子彈初始速度21.5m/s，摩擦輪電機(jī)轉(zhuǎn)速11406 r/min，電機(jī)功率136W2 機(jī)械裝置的整體方案設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)簡圖：工作原理：電機(jī)（圖示標(biāo)號(hào)12）轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)上轉(zhuǎn)軸齒輪11與齒輪10嚙合，齒輪10與齒輪9在同一條軸上，齒輪9與齒輪8嚙合，齒輪8與齒輪7在同一條軸上，齒輪7與齒輪6嚙合，齒輪6與齒輪5在同一條軸上，齒輪5與齒輪4嚙合，3和4為齒輪齒條，通過這一系列組合齒輪，使到彈簧壓縮

6、，彈簧與子彈裝填片相接，彈簧壓縮過程，同時(shí)子彈裝填片往左移動(dòng)，產(chǎn)生一個(gè)空隙使子彈能上膛。最后電機(jī)停轉(zhuǎn)，同時(shí)彈簧釋放彈性勢能，把子彈彈射出去。3 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 機(jī)構(gòu)動(dòng)力參數(shù)計(jì)算過程結(jié)果設(shè)定子彈m=0.3g，最大射程25m子彈45度時(shí)的對(duì)地高度是254mm 理想情況無阻力下因此，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得 （下圖為運(yùn)動(dòng)分析公式 v為子彈初始速度）解得 v=21.5m/s空氣阻力計(jì)算：子彈直徑大約為6mm算得 可近似忽略空氣阻力對(duì)子彈產(chǎn)生的影響子彈經(jīng)摩擦輪加速后射出初始速度為21.5m/s，由此設(shè)定摩擦輪的工作外圓線速度為21.5m/s，摩擦輪半徑為18mm，兩摩擦輪間距離為41.5mm，即工作過

7、程中，子彈及兩摩擦輪的擠壓深度為0.5mm。據(jù)此得到摩擦輪電機(jī)的轉(zhuǎn)速為：將數(shù)據(jù)代入可得：n=11406 r/min為使子彈能在摩擦輪中完成加速到21.5 m/s，設(shè)定子彈經(jīng)空氣壓縮機(jī)獲得動(dòng)能后到達(dá)摩擦輪工作范圍前瞬間速度為10 m/s，假設(shè)子彈加速過程為勻加速運(yùn)動(dòng)，由幾何關(guān)系及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可以得到子彈加速時(shí)間為，由此可以得到電機(jī)的功率：代入數(shù)據(jù)可以算得：P=136W由此可算其轉(zhuǎn)矩：由電機(jī)轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速選得電機(jī)為：775微型有刷直流電動(dòng)機(jī)其主要參數(shù)為：功率：260W 轉(zhuǎn)速：20000轉(zhuǎn)/12V-27000轉(zhuǎn)/15V 電流：額定電流5A規(guī)格：外徑44mm 長度110mm【加切割聯(lián)軸器】求出活塞對(duì)子彈做的

8、功，設(shè)此過程的效率是95%，設(shè)彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)換成空氣壓縮的能量效率是95%E=12mv2=0.032 J, 假設(shè) k=20 0.0337 J=12kx2x=4.7cm ,2 s填裝v=4.7 cm2 s=2.35 m/s電機(jī)轉(zhuǎn)速經(jīng)過4組齒輪嚙合進(jìn)行傳動(dòng)，齒輪組模數(shù)m均為1，根據(jù)i=Z2/Z1及齒輪參數(shù)，有齒輪1：大28齒，小10齒；分度圓直徑：大28mm，小10mm；齒輪2：大30齒，小8齒；分度圓直徑：大30mm，小8mm；齒輪3；大32,齒，小8齒；分度圓直徑：大32mm，小8mm；齒輪4；34齒；分度圓直徑：34mm電動(dòng)機(jī)齒輪：8齒。各級(jí)齒輪的傳動(dòng)比：i1=26/6=n電/n1i 2=

9、30/10=n1/n2i 3=32/8=n2/n3i 4=34/8=n3/n4前一部分計(jì)算有：齒條運(yùn)動(dòng)速度為：10.35mm/s從運(yùn)動(dòng)簡圖可以看出，電機(jī)帶動(dòng)齒輪組的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到向齒條傳遞動(dòng)力的效果，由齒條速度反推，則有齒輪4與齒條間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系：w4*r=v得：w4=10.35/34=0.3044rad/si總= i1i2i3i4=221電機(jī)轉(zhuǎn)速n為w4i1i2i3i430/=642.73 r/min解得電機(jī)轉(zhuǎn)速n為642.73 r/minv=21.5m/sn=11406 r/minP=136Wv=2.35 m/si總=221n=642.73r/min電機(jī)帶動(dòng)的齒輪為塑料制齒輪且直徑小，所以選

10、BWY27-720-7.5減速電機(jī)足夠其參數(shù)為 額定電壓3V額定功率7.5W轉(zhuǎn)速7205%轉(zhuǎn)/分扭矩1kgf.cm假設(shè)電機(jī)輸出達(dá)到最高的轉(zhuǎn)速，即n=720*（1+5%）=756r/min由此可知w4=n*/(30*i總)=0.358rad/s由此得到齒條的速度為v= w4*r=12.172mm/s3.2 齒輪校核：BWY27-720-7.5減速電機(jī) 額定電壓3V額定功率7.5W轉(zhuǎn)速7205%轉(zhuǎn)/分扭矩1kgf.cm假設(shè)電機(jī)輸出達(dá)到最高的轉(zhuǎn)速，即n=720*（1+5%）=756r/min由此可知w4=n*/(30*i總)=0.358rad/s由此得到齒條的速度為v= w4*r=12.172mm/

11、s電機(jī)轉(zhuǎn)速經(jīng)過4組齒輪嚙合進(jìn)行傳動(dòng)，齒輪組模數(shù)均為1，根據(jù)i=Z2/Z1及齒輪參數(shù)，有齒輪1：大28齒，小10齒；分度圓直徑：大28mm，小10mm；齒輪2：大30齒，小8齒；分度圓直徑：大30mm，小8mm；齒輪3；大32,齒，小12齒；分度圓直徑：大32mm，小12mm；齒輪4；34齒；分度圓直徑：34mm電動(dòng)機(jī)齒輪：8齒。各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)取軸最大輸出轉(zhuǎn)速756r/min，此時(shí)輸出功率為6.70W此時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩T=6.7*9550/756=0.33N*m記軸間齒輪傳動(dòng)效率為0.96，則電機(jī)輸出到軸1的功率為P1=6.70*0.96=6.43W，轉(zhuǎn)矩T1=0.33*0.96*i1=1.11N

12、*m.記軸上軸承傳動(dòng)效率為0.99，則軸1輸出的功率為P1=6.43*0.99=6.37W，轉(zhuǎn)矩T1=1.11*0.99=1.10N*m.依次類推：軸1輸出到軸2的功率為P2=6.37*0.96=6.12W，轉(zhuǎn)矩T2=1.10*0.96*i2=3.17N*m.軸2輸出的功率為P2=6.12*0.99=6.06W，轉(zhuǎn)矩T2=3.17*0.99=3.14N*m.軸2輸出到軸3的功率為P3=6.06*0.96=5.82W，轉(zhuǎn)矩T3=3.14*0.96*i3=12.06N*m.軸3輸出的功率為P3=5.82*0.99=5.24W，轉(zhuǎn)矩T3=11.94*0.99=11.94N*m.軸3輸出到軸4的功率為

13、P4=5.24*0.96=5.03W，轉(zhuǎn)矩T4=11.94*0.96*i4=32.48N*m.軸3輸出的功率為P4=5.03*0.99=4.98W，轉(zhuǎn)矩T4=32.48*0.99=32.16N*m.軸名功率P/W轉(zhuǎn)矩T/(N*m)轉(zhuǎn)速n/（r/min）傳動(dòng)比i效率輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸6.700.3375628/830/1032/834/120.960.960.960.961軸6.436.371.111.102162軸6.126.063.173.14723軸5.825.2412.0611.94184軸5.034.9832.4832.166.75電機(jī)齒輪與大齒輪1傳動(dòng)：計(jì)算過程結(jié)果（1） 選擇

14、齒輪材料、熱處理方法并確定許用應(yīng)力。查表初選材料6-2，大齒輪1：37SiMn2MoV，調(diào)質(zhì)，齒面硬度263294HBW根據(jù)大齒輪齒面硬度280HBW，查圖6-6，得齒面接觸疲勞極限應(yīng)力為：；查圖6-7，輪齒彎曲疲勞極限應(yīng)力為：。傳動(dòng)比轉(zhuǎn)速，炮臺(tái)工作時(shí)間短，t無窮小，N接近0查圖6-8a，得接觸壽命系數(shù)，彎曲壽命系數(shù)查表6-3，取最小安全系數(shù)，于是，由P112 （6-1）式，由P112 （6-2）式，（2） 分析失效、確定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：由于要設(shè)計(jì)的齒輪是閉式傳動(dòng)，而且是軟齒面齒輪，最大可能的失效是齒面疲勞，但是因?yàn)槟?shù)過?。?shù)為1），也可能發(fā)生輪齒疲勞折斷。因此，本齒輪傳動(dòng)可按照齒面接觸疲勞承載

15、能力進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定主要參數(shù)，再驗(yàn)算齒輪的彎曲疲勞承載能力。（3） 按齒面接觸疲勞承載能力計(jì)算齒輪主要參數(shù)由P122 （6-9）式，確定計(jì)算載荷：轉(zhuǎn)矩：由P117 （6-3）式，由P117 （6-4）式，查表6-7，考慮本齒輪傳動(dòng)是支持圓柱齒輪傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷均勻平均，取載荷系數(shù)則查圖6-13，標(biāo)準(zhǔn)齒輪區(qū)域系數(shù)，彈性系數(shù)，齒寬系數(shù)，于是得，取按照經(jīng)驗(yàn)式，取，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，考慮傳動(dòng)比精確及中心距0、5結(jié)尾，取，得出，取反算中心距，符合要求檢驗(yàn)傳動(dòng)比，傳動(dòng)比誤差，符合要求，可用（4） 選擇齒輪精度等級(jí)齒輪圓周速度：由P50 （2-6）式，查表6-9，選擇9級(jí)精度（5） 精確計(jì)算計(jì)算載荷由P117

16、 （6-4）式，查表6-4，查圖6-9，齒輪傳動(dòng)嚙合寬度查表6-6，查表6-5，減速器軸剛度較大，（6） 驗(yàn)算輪齒接觸疲勞承載能力由P121 （6-8）式，（7） 驗(yàn)算齒輪彎曲疲勞承載能力，查圖，得大齒輪1復(fù)合齒形系數(shù)為于是，由P123 （6-11）式，齒輪彎曲疲勞承載能力足夠。電機(jī)齒輪與大齒輪1幾何尺寸計(jì)算：名稱計(jì)算公式電機(jī)齒輪大齒輪1模數(shù)m/mm11壓力角/2020分度圓直徑d/mm齒頂高h(yuǎn)a/mm齒根高h(yuǎn)f/mm全齒高h(yuǎn)/mm齒頂圓直徑da/mm齒根圓直徑df/mm基圓直徑db/mm齒距p/mm基圓齒距pb/mm齒厚s/mm齒槽寬e/mm頂隙c/mm標(biāo)準(zhǔn)中心距a/mm節(jié)圓直徑d/mm傳動(dòng)

17、比i小齒輪1與大齒輪2傳動(dòng)：計(jì)算過程結(jié)果（1） 選擇齒輪材料、熱處理方法并確定許用應(yīng)力。查表6-2，初選材料，小齒輪1：40CrNi2Mo，調(diào)質(zhì)，齒面硬度294326HBW；大齒輪2：37SiMn2MoV，調(diào)質(zhì)，齒面硬度263294HBW；根據(jù)小齒輪1齒面硬度310HBW，大齒輪2齒面硬度280HBW，查,6-7，得齒面接觸疲勞極限應(yīng)力為：，；輪齒彎曲疲勞極限應(yīng)力為：，。傳動(dòng)比轉(zhuǎn)速，炮臺(tái)工作時(shí)間短，t無窮小，N接近0查圖6-8a，得接觸壽命系數(shù)，彎曲壽命系數(shù)查表6-3，取最小安全系數(shù)，于是，由P112 （6-1）式，由P112 （6-2）式，（2） 分析失效、確定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：由于要設(shè)計(jì)的齒輪是閉

18、式傳動(dòng)，且大齒輪是軟齒面齒輪，最大可能的失效是齒面疲勞，但是因?yàn)槟?shù)過?。?shù)為1），也可能發(fā)生輪齒疲勞折斷。因此，本齒輪傳動(dòng)可按照齒面接觸疲勞承載能力進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定主要參數(shù)，再驗(yàn)算齒輪的彎曲疲勞承載能力。（3） 按齒面接觸疲勞承載能力計(jì)算齒輪主要參數(shù)由P122 （6-9）式，確定計(jì)算載荷：轉(zhuǎn)矩：由P117 （6-3）式，由P117 （6-4）式，查表6-7，考慮本齒輪傳動(dòng)是支持圓柱齒輪傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷均勻平均，取載荷系數(shù)則查圖6-13，標(biāo)準(zhǔn)齒輪區(qū)域系數(shù)，彈性系數(shù)，齒寬系數(shù)，于是得，取按照經(jīng)驗(yàn)式，取，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，剛好與假設(shè)值一樣反算中心距，符合要求傳動(dòng)比也符合要求，可用（4） 選擇齒輪精

19、度等級(jí)齒輪圓周速度：由P50 （2-6）式，查表6-9，選擇9級(jí)精度（5） 精確計(jì)算計(jì)算載荷由P117 （6-4）式，查表6-4，齒輪傳動(dòng)嚙合寬度查表6-6，查表6-5，減速器軸剛度較大，（6） 驗(yàn)算輪齒接觸疲勞承載能力由P121 （6-8）式，（7） 驗(yàn)算齒輪彎曲疲勞承載能力，查圖，得大齒輪1復(fù)合齒形系數(shù)為，于是，由P123 （6-11）式，齒輪彎曲疲勞承載能力足夠。小齒輪1與大齒輪2幾何尺寸計(jì)算：名稱計(jì)算公式小齒輪1大齒輪2模數(shù)m/mm11壓力角/2020分度圓直徑d/mm齒頂高h(yuǎn)a/mm齒根高h(yuǎn)f/mm全齒高h(yuǎn)/mm齒頂圓直徑da/mm齒根圓直徑df/mm基圓直徑db/mm齒距p/mm基

20、圓齒距pb/mm齒厚s/mm齒槽寬e/mm頂隙c/mm標(biāo)準(zhǔn)中心距a/mm節(jié)圓直徑d/mm傳動(dòng)比i小齒輪2與大齒輪3傳動(dòng)：計(jì)算過程結(jié)果（1） 選擇齒輪材料、熱處理方法并確定許用應(yīng)力。查表6-2初選材料，小齒輪3：40CrNi2Mo，調(diào)質(zhì)，齒面硬度294326HBW；大齒輪4：37SiMn2MoV，調(diào)質(zhì)，齒面硬度263294HBW；根據(jù)小齒輪2齒面硬度310HBW，大齒輪3齒面硬度280HBW，查圖6-6得齒面接觸疲勞極限應(yīng)力為：，；輪齒彎曲疲勞極限應(yīng)力為：，。傳動(dòng)比轉(zhuǎn)速，炮臺(tái)工作時(shí)間短，t無窮小，N接近0查圖6-8a得接觸壽命系數(shù)，彎曲壽命系數(shù)查表6-3，取最小安全系數(shù)，于是，由P112 （6-

21、1）式，由P112 （6-2）式，（2） 分析失效、確定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：由于要設(shè)計(jì)的齒輪是閉式傳動(dòng)，且大齒輪是軟齒面齒輪，最大可能的失效是齒面疲勞，但是因?yàn)槟?shù)過?。?shù)為1），也可能發(fā)生輪齒疲勞折斷。因此，本齒輪傳動(dòng)可按照齒面接觸疲勞承載能力進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定主要參數(shù)，再驗(yàn)算齒輪的彎曲疲勞承載能力。（3） 按齒面接觸疲勞承載能力計(jì)算齒輪主要參數(shù)由P122 （6-19）式，確定計(jì)算載荷：轉(zhuǎn)矩：T=3.14N*m 由P117 （6-4）式，查表6-7，考慮本齒輪傳動(dòng)是支持圓柱齒輪傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷均勻平均，取載荷系數(shù)則查圖6-13，標(biāo)準(zhǔn)齒輪區(qū)域系數(shù)，彈性系數(shù)，齒寬系數(shù)，于是得，取按照經(jīng)驗(yàn)式，取，取標(biāo)準(zhǔn)

22、模數(shù) Z3=8*4=32反算中心距，符合要求傳動(dòng)比也符合要求，可用（4） 選擇齒輪精度等級(jí)齒輪圓周速度，由P50 （2-6）式，查表，選擇9級(jí)精度（5） 精確計(jì)算計(jì)算載荷由P117 （6-4）式，查表6-4，齒輪傳動(dòng)嚙合寬度查表6-6，查表6-5，減速器軸剛度較大，（6） 驗(yàn)算輪齒接觸疲勞承載能力由P121 （6-8）式，（7） 驗(yàn)算齒輪彎曲疲勞承載能力，查圖6-16，得大齒輪4復(fù)合齒形系數(shù)為，于是，由P123 （6-11）式，齒輪彎曲疲勞承載能力足夠。K=1.30KT=1.29小齒輪2與大齒輪3幾何尺寸計(jì)算：名稱計(jì)算公式小齒輪2大齒輪3模數(shù)m/mm11壓力角/2020分度圓直徑d/mm齒頂高

23、ha/mm齒根高h(yuǎn)f/mm全齒高h(yuǎn)/mm齒頂圓直徑da/mm齒根圓直徑df/mm基圓直徑db/mm齒距p/mm基圓齒距pb/mm齒厚s/mm齒槽寬e/mm頂隙c/mm標(biāo)準(zhǔn)中心距a/mm節(jié)圓直徑d/mm傳動(dòng)比i小齒輪3與大齒輪4校核：計(jì)算過程結(jié)果d=1，ZE=2.5，ZH=189.9MPa，T3=9.557.518/4=15.92 Nm，u=i=2.8選擇齒輪材料、熱處理方法并確定許用應(yīng)力。查表6-2初選材料，小齒輪1：40CrNi2Mo，調(diào)質(zhì)，齒面硬度294326HBW；大齒輪2：37SiMn2MoV，調(diào)質(zhì)，齒面硬度263294HBW；根據(jù)小齒輪1齒面硬度310HBW，大齒輪2齒面硬度280H

24、BW，查圖得齒面接觸疲勞極限應(yīng)力為：，；輪齒彎曲疲勞極限應(yīng)力為：，。傳動(dòng)比轉(zhuǎn)速，炮臺(tái)工作時(shí)間短，t無窮小，N接近0查圖6-8a得接觸壽命系數(shù)，彎曲壽命系數(shù)查表6-3，取最小安全系數(shù)，于是，由P112 （6-1）式，由P112 （6-2）式，1、 選擇齒輪精度等級(jí)d3=mz3=112=12mm齒輪圓周速度：由P50 （2-6）式，v=n2d3601000=1118/4601000=0.0026m/s查表6-9，并考慮該齒輪傳動(dòng)的用途，選擇8級(jí)精度。2、 計(jì)算計(jì)算載荷KT2=KAKKKvT2K=KAKKKv查表6-4，KA=1.0；Kv=1.0.齒輪傳動(dòng)嚙合寬度b=dd3=112=12 mm查表6

25、-6，KAFtb=1.0215.921210-312=221 N/mm , K=1.2查表6-5，d=1，減速器軸剛度足夠大，K=1.08K=KAKKKv=11.21.081=1.30KT3=KAKKKvT3=1.315.92=20.7 NmKFt2=2KT3d3=287.5 N3、 驗(yàn)算輪齒接觸解除疲勞承載能力由P121 （6-8）式，H=ZEZHKFt2bd3u+1u=781 MPaH=910 MPa4、 驗(yàn)算輪齒彎曲疲勞承載能力由z3=8，z4=34，查表6-16，得兩輪復(fù)合齒形系數(shù)為YF2=4.52，YF3=4.03由P123 （6-11）式，F(xiàn)1=287.5814.52=162 MP

26、a1280 MPaF2=287.5814.03=145 MPa1240 MPa輪齒彎曲疲勞承載能力足夠。v=0.0026m/sK=1.30KT3=20.7 NmF1=162 MPaF2=145 MPa3.3 軸校核計(jì)算過程結(jié)果軸1校核1. 計(jì)算軸上轉(zhuǎn)矩和齒輪作用力軸傳遞的轉(zhuǎn)矩：T1=T1=1.10N*m=1100N*mm齒輪1的圓周力：Ft1=2T1d1=2*110028=78.57N齒輪1的徑向力：Fr1=Ft1*tan=78.57*tan20=28.60N齒輪1的圓周力：Ft1=2T1d1=2*110010=220N齒輪1的徑向力：Fr1=Ft1*tan=220*tan20=80.08N2

27、. 計(jì)算軸承支反力水平面RBH=Fr1*19+Fr1*1332=49.51NRAH= RBH -Fr1-Fr1=-59.17N（與原方向相反）垂直面RBV=Ft1*19+Ft1*1332=136.03NRAV= Ft1+Ft1-RBV =162.27N3. 畫出水平彎矩圖和垂直彎矩圖水平面MBH=RAH*13=769.21N*mmMCH=RAH*19-Fr1*6=643.75N*mm垂直面MBV=RAV*13=2109.51N*mmMCV=RAV*19-Ft1*6=1763.13N*mm4. 按下式合成彎矩圖根據(jù)公式M=MH2+MV2，MB=MBH2+MBV2=2245.38N*mmMC=MC

28、H2+MCV2=1876.98N*mm5. 選擇軸材料，確定許用應(yīng)力軸材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度217255HBW.查表得：F=60 MPa6. 校核軸強(qiáng)度B截面處的強(qiáng)度條件：=MBW=MB0.1d3=MB0.1*83=43.86MPaFC截面處的強(qiáng)度條件：=MCW=MC0.1d3=MC0.1*83=36.66MPaF結(jié)論：按彎扭合成強(qiáng)度校核齒輪強(qiáng)度足夠安全。T1=1100N*mmMBH=769.21N*mmMCH=643.75N*mmMBV=2109.51N*mmMCV=1763.13N*mmMB=2245.38N*mmMC=1876.98N*mm=43.86MPa=36.66MPa軸2校核

29、1. 計(jì)算軸上轉(zhuǎn)矩和齒輪作用力軸傳遞的轉(zhuǎn)矩：T2=T2=3.14N*m=3140N*mm齒輪2的圓周力：Ft2=2T2d2=2*314030=209.33N齒輪2的徑向力：Fr2=Ft2*tan=209.33*tan20=76.19N齒輪2的圓周力：Ft2=2T2d2=2*31408=785N齒輪2的徑向力：Fr2=Ft2*tan=785*tan20=285.72N2. 計(jì)算軸承支反力水平面RBH=Fr2*13+Fr2*732=93.42NRAH= RBH -Fr2-Fr2=-268.49N（與原方向相反）垂直面RBV=Ft2*13+Ft2*732=256.76NRAV= Ft2+Ft2-RB

30、V =737.57N3. 畫出水平彎矩圖和垂直彎矩圖水平面MBH=RAH*7=1879.43N*mmMCH=RAH*13+Fr2*6=8200.37N*mm垂直面MBV=RAV*7=5162.99N*mmMCV=RAV*13-Ft2*6=4878.41N*mm4. 按下式合成彎矩圖根據(jù)公式M=MH2+MV2，MB=MBH2+MBV2=5494.43N*mmMC=MCH2+MCV2=9541.75N*mm5. 選擇軸材料，確定許用應(yīng)力軸材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度217255HBW.查表得：F=60 MPa6. 校核軸強(qiáng)度B截面處的強(qiáng)度條件：=MBW=MB0.1d3=MB0.1*123=31.80

31、MPaFC截面處的強(qiáng)度條件：=MCW=MC0.1d3=MC0.1*123=55.22MPaF結(jié)論：按彎扭合成強(qiáng)度校核齒輪強(qiáng)度足夠安全。T2=3140N*mmMBH=1879.43N*mmMCH=8200.37N*mmMBV=5162.99N*mmMCV=4878.41N*mmMB=5494.43N*mmMC=9541.75N*mm=31.80MPa=55.22MPa軸3校核1. 計(jì)算軸上轉(zhuǎn)矩和齒輪作用力軸傳遞的轉(zhuǎn)矩：T3=T3=11.94N*m=11940N*mm齒輪3的圓周力：Ft3=2T3d3=2*1194032=746.25N齒輪3的徑向力：Fr3=Ft3*tan=746.25*tan2

32、0=271.61N齒輪3的圓周力：Ft3=2T3d3=2*1194012=1190N齒輪3的徑向力：Fr3=Ft3*tan=1190*tan20=724.30N2. 計(jì)算軸承支反力水平面RBH=Fr3*7+Fr3*1932=489.47NRAH= RBH -Fr3-Fr3=-506.44N（與原方向相反）垂直面RBV=Ft3*7+Ft3*1932=869.80NRAV= Ft3+Ft3-RBV =1066.45N3. 畫出水平彎矩圖和垂直彎矩圖水平面MBH=RAH*7=3545.08N*mmMCH=RAH*19+Fr3*12=12881.68N*mm垂直面MBV=RAV*7=7465.15N*

33、mmMCV=RAV*19-Ft3*12=5982.55N*mm4. 按下式合成彎矩圖根據(jù)公式M=MH2+MV2，MB=MBH2+MBV2=13361.68N*mmMC=MCH2+MCV2=9566.58N*mm5. 選擇軸材料，確定許用應(yīng)力軸材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度217255HBW.查表得：F=60 MPa6. 校核軸強(qiáng)度B截面處的強(qiáng)度條件：=MBW=MB0.1d3=MB0.1*153=39.59MPaFC截面處的強(qiáng)度條件：=MCW=MC0.1d3=MC0.1*153=28.35MPaF結(jié)論：按彎扭合成強(qiáng)度校核齒輪強(qiáng)度足夠安全。T3 =11940N*mmMBH=3545.08N*mmMCH

34、=12881.68N*mmMBV=7465.15N*mmMCV=5982.55N*mmMB=13361.68N*mmMC=9566.58N*mm=39.59MPa=28.35MPa軸4校核1. 計(jì)算軸上轉(zhuǎn)矩和齒輪作用力軸傳遞的轉(zhuǎn)矩：T3=T3=32.16N*m=32160N*mm齒輪4的圓周力：Ft4=2T4d4=2*3216034=1891.76N齒輪4的徑向力：Fr4=Ft4*tan=1891.76*tan20=688.55N2. 計(jì)算軸承支反力水平面RBH=Fr4*1932=408.83NRAH= RBH -Fr4=-279.72N（與原方向相反）垂直面RBV=Ft4*1932=1123

35、.23NRAV= Ft4-RBV =768.53N3. 畫出水平彎矩圖和垂直彎矩圖水平面MBH=RAH*19=5314.68N*mm垂直面MBV=RAV*19=14602.07N*mm4. 按下式合成彎矩圖根據(jù)公式M=MH2+MV2，MB=MBH2+MBV2=15539.19N*mm5. 選擇軸材料，確定許用應(yīng)力軸材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度217255HBW.查表得：F=60 MPa6. 校核軸強(qiáng)度B截面處的強(qiáng)度條件：=MBW=MB0.1d3=MB0.1*153=46.04MPaF結(jié)論：按彎扭合成強(qiáng)度校核齒輪強(qiáng)度足夠安全。T3 =32160N*mmMBH=5314.68N*mmMBV=1460

36、2.07N*mmMB=15539.19N*mm=46.04MPa3.4 軸承校核計(jì)算過程結(jié)果軸承1：（1） 初選軸承型號(hào) 先根據(jù)載荷和尺寸限制，從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中初步選擇628/8型軸承，其主要數(shù)據(jù)如下：d=8mm，D=16mm，Cor=0.65KN，Cr=1.32KN（2） 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷因?yàn)橹皇艿綇较蛄R的深溝球軸承，F(xiàn)AFR=0,則X值取1，則其當(dāng)量動(dòng)載荷P=X*FR=FR=298.57N（3） 求壽命，要求軸承壽命Lh5000h由于載荷平穩(wěn)，查表9-6，取fp=1.0.工作溫度在100C以下，查表9-5，取fT=1.0.且轉(zhuǎn)速n=216r/min，于是由（9-3）式Lh=10660n（

37、fTCrfpP）=10660*216（1.0*13201.0*298.57）3=6667.73 hLh 所以，628/8型軸承滿足壽命要求。Lh=6667.73 h軸承2：（1） 初選軸承型號(hào) 先根據(jù)載荷和尺寸限制，從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中初步選擇61901型軸承，其主要數(shù)據(jù)如下：d=12mm，D=21mm，Cor=1.50KN，Cr=2.90KN（2） 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷因?yàn)橹皇艿綇较蛄R的深溝球軸承，F(xiàn)AFR=0,則X值取1，則其當(dāng)量動(dòng)載荷P=X*FR=FR=994.33N（3） 求壽命，要求軸承壽命Lh5000h由于載荷平穩(wěn)，查表9-6，取fp=1.0.工作溫度在100C以下，查表9-5，取fT=1.0.且轉(zhuǎn)速n=72r/min，于是由（9-3）式Lh=10660n（fTCrfpP）=10660*72（1.0*29001.0