8吨回柱绞车的设计 - 图文(7)

ZE?189.8MPa （11）试验齿轮的接触疲劳极限?Hlim

?Hlim0??Hlim5?1400??????mm2 （12）当量循环次数Ne

Ne0?60?n0t?60?1?18.72?5000?5.62?106 Ne5?60?n5t?60?1?5.2?5000?1.56?106 （13）寿命系数ZN

ZN0?1.06,ZN5?1.16

（14） 润滑剂系数ZL ZL0?ZL5?1.15 （15）速度系数Zv

V?0.2m/s，?Hlim0?1400N/mm2，?Hlim4?1200N/mm2 Zv0?Zv5?0.95 （16）粗糙度系数ZR

齿面粗糙度3.2，a?460mm 取ZR0?ZR5?0.95，

Zx0?Zx5?1

（17）工作硬化系数ZW

ZW0?Zw5?1 （18）齿数比u :

Z72u?5??3.6

Z020（19）齿轮的接触应力?H

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?H?Ftu?1 kA kH? kv kH? ZE ZH Z? d0 bu?1788793.6?10.94

??1?1.07??189.8?2.5?0.87720?943.60.872?985.64N/mm2

其中重合度系数取z??0.87

'（20）齿轮的接触疲劳极限?Hlim

'?Hlim0??Hlim0 ZN0 ZL0 Zv0 ZR0 ZW0

?1400?1.06?1.15?0.95?0.95?1

?1540.21N/mm2

'?Hlim5??Hlim5 ZN5 ZL5 Zv5 ZR5 ZW5

??1200?1.16?1.15?0.95?0.95?1

?1444.7N/mm2

（21）接触强度的最小安全系数SHmin SHmin?1.1 （22）接触强度的安全系数SH

'?H1444.7SH?lim0??1.466?1.1?SHmin

?H985.64由此可知，齿轮触碰疲劳强度过关。

3.5传动轴减速装置的验证

3.5.1 第一段轴的验算

1）我们首先计算出齿轮和主轴上的力

P T1?95501

n1 n1?730rmin,n2?18.72rmin

P1?12.31kW,P2?10.04kW

P12.311?9550??161.04N m n1730P10.04T2?95502?9550??5121.9N m

n218.72T1?9550 d1?80mm d2?312mm

我们可知在减速器传动的过程中，我们可以分解为3个相互垂直的分力分别为圆周力，径向力，轴向力，这些力都是蜗杆齿面上所受的的力。

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2T12?161.04?103?4026N 蜗杆圆周力：Ft1==

80d12T22?5121.9?103?32833N 蜗杆轴向力: Fa1= =

312d2蜗轮圆周力：Ft2??Fa1

蜗轮轴向力: Fa2??Ft1

径向力：Fr1??Fr2?Ft2?tan??32833?tan23o?13936.8N

2）轴的结构设计

我们先确定这个轴的结构和设计方案。左轴承从轴的左端装，左肩的位置，对轴承盖。因为是用小直径齿轮，由其数据看出此段齿轮轴长度我们可以取150mm。然而单列圆锥滚子轴承和刚性联轴器都在定位轴肩右半联轴器。

图的结构如图3.1所示

图3.1

3）轴承作用力及齿轮作用力的位置

通过上图，我们首先可以确定是轴承的支点，通过查阅31313轴承的各项指数，可以得出支撑轴齿轮载荷的作用点距离：

L1?L2?216.1mm L3?175.3mm

4）对轴的扭矩弯矩进行绘图

（1）轴承反作用力 轴承水平面：

通过查阅上文的图3.2（b）对轴承反力进行计算。 通过式子?MA(F)?0可以得到：

Ft?216.1?RH2?(216.1?216.1)

通过计算，我们可以得到： RH2?4013N 又因为?Y?0

RH1?RH2?Ft 所以我们可以得到： RH1?4013N

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轴承垂直面：

通过查阅上文中的图3.2（c）对轴承反力进行计算。 通过式子?MC(F)?0可以得到：

RV1?216.1?2?Fad?Fr?216.1 2通过对上式进行计算，解之得： RV1?10007.1N 又因为?F(Y)?0： 所以我们能够得到： RV2?3929.7N

（2）齿宽中点上的弯矩 齿宽中点的垂直面

FdMV1?a?RVA?216.1

2MV1?849214.3N mm

MV2?RV2?216.1

MV2?849208.2N mm

齿宽中点的水平面，我们用符号MH表示。

MH?RH1?L1

?4013?216.1?867209.3N mm

将以上两力进行合力，合成弯矩M，如图3.2（d）所示。

M1?MH2?MV12 ?867259.22?849214.32 ?1213797N mm M2?MH2?MV22 ?867259.22?849208.22 ?1213792N mm

通过计算得到扭矩T1?161040N mm，受力情况如图3.2（e）所示。

通过上文我们对轴的受力情况分析，我们求得轴的弯矩图和扭矩图如图所示：

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图3.2 轴的受力简图

3）修整轴的强度

通过齿宽中点的等效弯矩图3.2（F），得出下列式子：

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