CA141載重汽車的整體式雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

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CA141 載重汽車的整體式雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì)摘要CA141 型 汽 車 采 用 雙 級(jí) 主 減 速 器 。 雙 級(jí) 主 減 速 器 與 單 級(jí) 主 減 速 器 相 比 雖 然 增 加 了 一對(duì) 圓 錐 齒 輪 和 相 應(yīng) 的 支 架 ， 其 結(jié) 構(gòu) 比 較 復(fù) 雜 ， 重 量 大 、 裝 配 調(diào) 整 麻 煩 、 成 本 高 和 軸 向 尺寸 大 ， 但 在 傳 動(dòng) 比 相 同 的 情 況 下 ， 雙 級(jí) 主 減 速 器 的 徑 向 尺 寸 小 ， 使 汽 車 的 最 小 離 地 間 隙變 大 ， 由 于 其 從 動(dòng) 錐 齒 輪 直 徑 較 小 ， 因 此 對(duì) 支 承 裝 置 的 剛 度 要 求 較 小 ， 對(duì) 潤(rùn) 滑 油 的 要 求 不甚 苛 刻 ， 而 且 其 工 作 可 靠 度 比 單 級(jí) 主 減 速 器 好 ， 很 適 合 于 我 國(guó) 幅 員 遼 闊 、 公 路 級(jí) 別 低 、 使用條件較差的情況下使用。本 文 首 先 簡(jiǎn) 要 介 紹 了 載 重 汽 車 及 其 驅(qū) 動(dòng) 橋 的 發(fā) 展 ， 主 減 速 器 尤 其 雙 級(jí) 主 減 速 器 功用 、 總 體 構(gòu) 造 和 結(jié) 構(gòu) 形 式 。 主 要 介 紹 了 CA141 載重汽整體式雙級(jí)主減速器結(jié)構(gòu)原理， 布 置 形 式 選 擇 ， 各 級(jí) 齒 輪 與 軸 承 的 設(shè) 計(jì) 過 程 。 根 據(jù) CA141 載重汽車的特點(diǎn)，通過計(jì)算對(duì) 各 級(jí) 傳 動(dòng) 進(jìn) 行 了 合 理 的 布 置 ， 對(duì) 雙 極 主 減 速 器 的 齒 輪 、 軸 、 軸 承 、 鍵 進(jìn) 行 較 為 合 理 的設(shè)計(jì)和選用，并對(duì)主要的零部件校核。關(guān)鍵詞：雙級(jí)主減速器；驅(qū)動(dòng)橋；載重汽車；螺旋錐齒輪；斜齒圓柱THE DESIGN OF INTERAL DOUBLE-STAGE MAIN REDUCER FOR CA141 TRUCKABSTRACTCA141with double-stage main reducer,compared with single-stage main reducer,although its structure is complicated, heavy,assembly adjustment problems, high cost and large axial dimensions, however,under the same transmission ratio, double-stage main ruducer’s radial velocity is small, so that the minimum ground clearance vehicles is larger, very suitable for a vast territory, road-level low, use less privileged circumstances like our coutry.This article briefly describes the truck’s development,the double-stage main reducer；sfunction and structure, CA141 interal double-stage main ruducer structure principle,layout options, and all levels of gear and bearing design process. According to the characteristics of CA141 truck,give every transmission a reasonable arrangement, then check the shafts, bearings, and some main components’ strength.Key words: double-stage main reducer； drive axle； truck； spiral bevel gears； helical gears目 錄1 緒論 11.1 課題背景及目的 11.2 CA141 主減速器現(xiàn)狀 .11.3 論文構(gòu)成及研究?jī)?nèi)容 2２ 汽車主減速器分類與設(shè)計(jì)方法 32.1 概 述 32.2 主減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 32.3 主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案 42.4 設(shè)計(jì)方案論證 53 主減速器齒輪設(shè)計(jì)及校核 .83.1 第一級(jí)螺旋錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì) 8311 主減速比 i0 的確定 .8312 主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定 .8313 主減速器螺旋錐齒輪主要參數(shù)的選擇 .9314 主減速器錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算 .113.2 第二級(jí)斜圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 .14321 精度等級(jí)、材料及齒數(shù)，齒型 14322 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 14323 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 17324 幾何尺寸計(jì)算 18325 第二級(jí)齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度的校核 194 軸承的選用及校核 214.1 齒輪軸承的選擇 214.2 軸承上支反力的確定 .214.3 軸承壽命的校核 .225 軸的設(shè)計(jì)及校核 255.1 中間軸的設(shè)計(jì)與校核 .25511 軸的設(shè)計(jì) 25512 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 255.2 高速軸的設(shè)計(jì)與校核 .276 鍵的設(shè)計(jì)與校核 296.1 主動(dòng)錐齒輪花鍵的設(shè)計(jì) 296.2 主動(dòng)錐齒輪花鍵的強(qiáng)度校核 297 總結(jié) 30致 謝.31參考文獻(xiàn) 32附件 A33附件 B44第 1 頁(yè) 共 57 頁(yè)1 緒論1.1 課題背景及目的隨 著 世 界 經(jīng) 濟(jì) 的 不 斷 發(fā) 展 ， 作 為 陸 上 主 要 交 通 工 具 的 汽 車 日 漸 成 為 人 們 生 活 中 不 可缺 少 的 生 活 工 具 之 一 。 世 界 經(jīng) 濟(jì) 不 斷 發(fā) 展 ， 人 們 生 活 水 平 不 斷 提 高 ， 人 們 對(duì) 主 流 交 通 工具——汽車的需求在數(shù)量及質(zhì)量上都明顯提高。汽 車 行 業(yè) 是 一 個(gè) 連 帶 性 的 行 業(yè) 。 它 的 發(fā) 展 快 慢 將 影 響 整 個(gè) 國(guó) 民 經(jīng) 濟(jì) 的 收 入 ， 它 的 發(fā)展 將 帶 動(dòng) 其 上 游 諸 如 鋼 材 、 橡 膠 等 各 種 重 要 產(chǎn) 業(yè) 的 發(fā) 展 。 同 時(shí) 也 會(huì) 帶 動(dòng) 其 下 游 諸 如 公 路網(wǎng) 絡(luò) 等 一 系 列 連 帶 性 行 業(yè) 的 發(fā) 展 。 據(jù) 專 家 統(tǒng) 計(jì) ， 汽 車 產(chǎn) 業(yè) 與 其 所 能 帶 動(dòng) 其 他 產(chǎn) 業(yè) 所 創(chuàng) 產(chǎn)值 之 比 為 1： 3。 這 個(gè) 數(shù) 據(jù) 說 明 了 汽 車 產(chǎn) 業(yè) 的 重 要 性 和 其 在 國(guó) 民 經(jīng) 濟(jì) 中 的 地 位 是 不 可 估 量 的。當(dāng) 前 世 界 各 國(guó) 各 大 汽 車 生 產(chǎn) 商 都 企 圖 壟 斷 世 界 汽 車 市 場(chǎng) ， 從 而 便 形 成 了 大 型 汽 車 生產(chǎn) 公 司 聯(lián) 合 兼 并 小 公 司 或 以 收 購(gòu) 的 形 式 壟 斷 汽 車 市 場(chǎng) 的 趨 勢(shì) 。 在 國(guó) 內(nèi) ， 各 大 汽 車 集 團(tuán) 也在 世 界 范 圍 內(nèi) 尋 求 盟 友 ， 把 自 己 的 公 司 做 強(qiáng) 做 大 ， 增 前 自 身 的 造 血 機(jī) 能 ， 生 產(chǎn) 質(zhì) 量 更 好 、 價(jià)格 更 低 的 汽 車 。 將 來(lái) ， 對(duì) 普 通 百 姓 來(lái) 說 ， 汽 車 不 再 是 “可看而不可觸”的 工 具 了 ， 它 將 與普通的商品一樣走進(jìn)千家萬(wàn)戶。而主減速器作為汽車上不可或缺的重要部分,它的作用主要是將輸入的轉(zhuǎn)矩增大,轉(zhuǎn)速降低,并 將 接 受 的 動(dòng) 力 傳 遞 方 向 改 變 后 傳 給 差 速 器 。 因 此 主 減 速 器 總 成 質(zhì) 量 的 好 壞 直 接影 響 到 汽 車 總 體 質(zhì) 量 。 主 減 速 器 總 成 在 整 個(gè) 汽 車 傳 動(dòng) 系 的 位 置 極 其 重 要 性 是 不 言 而 喻的 。汽 車 經(jīng) 常 會(huì) 遇 到 主 減 速 器 圓 柱 齒 輪 打 齒 的 故 障 ， 經(jīng) 分 析 ， 打 齒 的 現(xiàn) 象 一 般 表 現(xiàn) 為 疲勞 斷 裂 ， 主 要 是 裝 配 質(zhì) 量 問 題 以 及 使 用 維 護(hù) 不 當(dāng) ， 根 據(jù) 這 一 原 因 ， 在 設(shè) 計(jì) 過 程 中 時(shí) 應(yīng) 保證軸承與軸頸的過盈配合。1.2 CA141 主減速器現(xiàn)狀CA141 型汽車采用雙級(jí)主減速器。與單級(jí)主減速器相比， 雙級(jí)主減速器雖然增加了 一 對(duì) 圓 錐 齒 輪 和 相 應(yīng) 的 支 架 ， 其 結(jié) 構(gòu) 比 較 復(fù) 雜 ， 重 量 大 、 裝 配 調(diào) 整 麻 煩 、 成 本 高 和軸 向 尺 寸 大 ， 但 在 傳 動(dòng) 比 相 同 的 情 況 下 ， 雙 級(jí) 主 堿 速 器 的 徑 向 尺 寸 小 ， 使 汽 車 的 最 小 離第 2 頁(yè) 共 57 頁(yè)地間隙變大， 由于其從動(dòng)錐齒輪直徑較小，因此對(duì)支承裝置的剛度要求較小，對(duì)潤(rùn)滑油 的 要 求 不 甚 苛 刻 ， 而 且 其 工 作 可 靠 度 比 單 級(jí) 主 減 速 器 好 ， 很 適 合 于 我 國(guó) 幅 員 遼 闊 、 公路級(jí)別低、使用條件較差的情況下使用。解 放 CA141 汽車雙級(jí)主減速器，第一級(jí)為螺旋圓錐齒輪，第二級(jí)改為斜齒圓柱齒輪橋殼為整體式。材料為可鍛鑄鐵。齒輪的切齒刀具采用大 圓弧齒根刀具，對(duì)從動(dòng)圓錐 齒 輪 采 用 壓 床 淬 火 ， 熱 處 理 后 采 用 強(qiáng) 力 噴 丸 工 藝 等 ， 從 而 減 少 了 齒 輪 的 加 工 變 形 ， 提高了齒輪的使用壽命。在 整 個(gè) 設(shè) 計(jì) 過 程 中 ， 主 要 包 括 以 下 模 塊 ： 結(jié) 構(gòu) 形 式 的 確 定 、 主 減 速 器 基 本 參 數(shù) 選 擇與 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 、 主 減 速 器 齒 輪 幾 何 尺 寸 計(jì) 算 、 主 減 速 器 齒 輪 強(qiáng) 度 計(jì) 算 、 作 用 在 主 減 速 器 主 、 從 動(dòng)齒 輪 上 力 的 計(jì) 算 、 軸 承 載 荷 的 計(jì) 算 、 軸 承 當(dāng) 量 載 荷 及 壽 命 計(jì) 算 、 裝 配 圖 及 零 件 圖 的 繪制、及潤(rùn)滑方式等。按一定的先后順序進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.3 論文構(gòu)成及研究?jī)?nèi)容我們對(duì)文章結(jié)構(gòu)進(jìn)行如下安排：第一章首先提出了本課題研究的必要性以及它的價(jià)值，提出了 CA141 在現(xiàn)有階段的不足最后給出了設(shè)計(jì)的思路以及安排。第二章對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行初步確定，比如主減速器的結(jié)構(gòu)方案支撐方案等，為后面具體的設(shè)計(jì)和計(jì)算做了鋪墊。第三章主要是針對(duì)主減速器的齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì),涉及到第一級(jí)主從動(dòng)圓錐齒輪,第二級(jí)主從動(dòng)圓柱齒輪的齒數(shù)，模數(shù)，基本尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行了校核。第四章則是根據(jù)軸徑合理選擇主減速器的軸承，并對(duì)其壽命進(jìn)行校核。第五章對(duì)軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核。第六章合理選取花鍵的規(guī)格并對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行了基本校核。第七章針對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行總結(jié)。第 3 頁(yè) 共 57 頁(yè)２ 汽車主減速器分類與設(shè)計(jì)方法2.1 概 述驅(qū)動(dòng)橋處于動(dòng)力傳動(dòng)系的末端，不僅是汽車的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)，也是行走機(jī)構(gòu)。其基本功能是增大由傳動(dòng)軸或變速器傳來(lái)餓轉(zhuǎn)矩，并將動(dòng)力合理地分配給左、右驅(qū)動(dòng)功能。車架或車身以及它們所承受的載荷等簧上質(zhì)量（又稱為汽車的懸掛質(zhì)量）是通過懸掛 總 成 的 彈 性 元 件 傳 遞 給 由 車 輪 支 承 的 各 個(gè) 車 橋 的 。 驅(qū) 動(dòng) 橋 不 僅 承 受 著 作 用 于 路 面 和 支架或車身之間的鉛垂力（ 簧 上 質(zhì) 量 的 作 用 勒 和 車 輪 的 支 承 反 力 ） ，而且承受著它們之間的 縱 向 力 （ 驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力 ） 和 橫 向 力 （ 汽車轉(zhuǎn)彎及在橫坡路面上行使時(shí)產(chǎn)生的橫向力 ） 。 除 鉛 垂 力 由 懸 掛 的 彈 性 元 件 來(lái) 傳 遞 外 ， 縱 向 力 和 橫 向 力 可 由 一 端 由 卷 耳 及 卷 耳 銷 鉸 接 或兩 端 采 用 橡 膠 墜 支 承 的 縱 置 鋼 板 彈 簧 傳 遞 。 對(duì) 于 不 能 傳 遞 縱 向 力 和 橫 向 力 的 懸 掛 彈 性 元件，則這些力可由懸掛的導(dǎo)向裝置，封閉式傳動(dòng)軸的套管或特設(shè)的傳力桿來(lái)傳遞。主減速器設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足以下基本要求：(1)主 減 速 比 的 選 擇 能 保 證 汽 車 在 給 定 的 條 件 下 具 有 最 佳 的 動(dòng) 力 性 和 燃 油 經(jīng) 濟(jì) 性 ； (2)外輪廓尺寸小，保證汽車具有足夠的離地間隙，滿足通過性要求；(3)齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲?。?4)在各種載荷和轉(zhuǎn)速下有高的傳動(dòng)效率；(5)齒 輪 的 支 承 有 足 夠 的 強(qiáng) 度 和 剛 度 ， 滿 足 動(dòng) 力 傳 動(dòng) 的 要 求 ； (6)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝好，制造容易，維修、調(diào)整方便。2.2 主 減 速 器 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)雙級(jí)主減速器與單級(jí)相比。在保證離地間隙同時(shí)可得到較大的傳動(dòng)比。i 0 一般為7-12， 但 是 尺 寸 質(zhì) 量 均 較 大 ， 成 本 較 高 ， 主 要 應(yīng) 用 在 中 、 重 型 貨 車 、 越 野 車 和 大 客 車 上 。(1)整體式雙級(jí)主減速器有多種結(jié)構(gòu)方案：○ 1 第一級(jí)為錐齒輪、第二級(jí)為圓柱齒輪（圖 1-1a）○ 2 第一級(jí)為錐齒輪、第二級(jí)為行星齒輪第 4 頁(yè) 共 57 頁(yè)○ 3 第一級(jí)為行星齒輪，第二級(jí)為錐齒輪（圖 1-1b）○ 4 第一級(jí)為圓柱齒輪，第二級(jí)為錐齒輪（圖 1-1c）對(duì)于第一種方案，可有縱向、斜向和垂向三種布置方案。如圖 1-1d、圖 1-1e、圖1-1f。本設(shè)計(jì)方案選取第一級(jí)為錐齒輪、第二級(jí)為圓柱齒輪縱向水平向布置。(2)分開式主減速器分 開 式 主 減 速 器 由 中 央 主 減 速 器 和 輪 邊 減 速 器 組 成 。 其 特 點(diǎn) 是 保 證 具 有 較 大 傳 動(dòng) 比條 件 下 驅(qū) 動(dòng) 橋 中 央 部 分 尺 寸 較 小 ， 離 地 間 隙 較 大 ， 主 要 應(yīng) 用 于 越 野 車 、 重 型 礦 用 自 卸 車 、 重型車上。(3)雙速主減速器圖 1-1 雙級(jí)主減速器布置方案雙 速 主 減 速 器 內(nèi) 由 齒 輪 的 不 同 組 合 可 獲 得 兩 種 傳 動(dòng) 比 。 它 與 普 通 變 速 器 相 配 合 ， 可獲 得 到 雙 倍 于 變 速 器 的 檔 位 。 由 圓 柱 齒 輪 組 、 行 星 齒 輪 組 成 ， 主 要 應(yīng) 用 于 單 橋 驅(qū) 動(dòng) 的 重型車上。綜 合 以 上 各 種 主 減 速 器 結(jié) 構(gòu) 方 案 的 優(yōu) 缺 點(diǎn) 并 結(jié) 合 大 客 車 的 實(shí) 際 要 求 和 行 使 條 件 ， 我們 選 取 雙 級(jí) 主 減 速 器 ， 且 第 一 級(jí) 為 螺 旋 錐 齒 輪 ； 第 二 級(jí) 為 圓 柱 斜 齒 輪 ， 采 用 水 平 布 置 布置 方 案 。 此 種 布 置 方 案 何 以 使 前 置 后 驅(qū) 動(dòng) 單 橋 驅(qū) 動(dòng) 大 客 車 增 大 最 小 離 地 間 隙 ， 降 低 地 板高度，并大大減小車身地板中部凸起通道的高度。2.3 主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案主減速器中心須保證主、從齒輪具有良好的齒合狀況才能使它們很好地工作，齒輪第 5 頁(yè) 共 57 頁(yè)的正確齒合除與齒輪的加工質(zhì)量、裝配調(diào)整及軸承、主減速器殼體的剛度有關(guān)外，還與齒輪的支承剛度密切相關(guān)。主動(dòng)錐齒輪采用懸臂式支承。從動(dòng)錐齒輪采用跨置式支承。2.4 設(shè)計(jì)方案論證1、雙級(jí)主減速器結(jié)構(gòu)及布置方案選擇整 體 式 雙 級(jí) 主 減 速 器 有 多 種 結(jié) 構(gòu) 方 案 ： 第 一 級(jí) 為 錐 齒 輪 ， 第 二 級(jí) 為 圓 柱 齒 輪 ； 第 一級(jí) 為 錐 齒 輪 ， 第 二 級(jí) 為 行 星 齒 輪 ； 第 一 級(jí) 為 行 星 齒 輪 ， 第 二 級(jí) 為 錐 齒 輪 ； 第 一 級(jí) 為 圓 柱齒輪，第二級(jí)為錐齒輪。本設(shè)計(jì)中，我們擬采用第一種方案，即圓錐-圓柱齒輪主減速器。其特點(diǎn)是輪齒可以 做 成 直 齒 、 斜 齒 或 曲 線 齒 ， 適 用 于 兩 軸 垂 直 相 交 的 傳 動(dòng) 中 ， 也 可 用 于 兩 軸 垂 直 相 錯(cuò) 的傳動(dòng)中。本 設(shè) 計(jì) 中 主 動(dòng) 齒 輪 第 一 級(jí) 為 螺 旋 圓 錐 齒 輪 ， 第 二 級(jí) 改 為 斜 齒 圓 柱 齒 輪 。 重 迭 系 數(shù) 較直齒齒輪剮太。故其傳動(dòng)平穩(wěn)。沖擊和噪音較小 由于增大了重迭系數(shù)，使齒面的比壓降低，從而提高了齒輪承載能力，延長(zhǎng)了使用壽命。布 置 方 式 選 用 縱 向 水 平 布 置 ， 此 種 布 置 可 以 使 總 成 的 垂 向 輪 廓 尺 寸 減 少 ， 從 而 降 低汽 車 的 質(zhì) 心 高 度 ， 因 主 體 為 載 重 汽 車 ， 軸 距 較 長(zhǎng) ， 縱 向 水 平 布 置 雖 使 縱 向 尺 寸 增 加 ， 但可 少 量 減 少 長(zhǎng) 軸 距 汽 車 傳 動(dòng) 軸 長(zhǎng) 度 。 為 達(dá) 到 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 ， 加 工 工 藝 好 的 要 求 ， 主 減 速 器 主動(dòng)錐齒輪支承方案采用懸臂式支承。2、兩級(jí)傳動(dòng)比分配為 盡 量 避 免 圓 錐 齒 輪 尺 寸 過 大 、 制 造 困 難 ， 因 而 高 速 級(jí) 圓 錐 齒 輪 傳 動(dòng) 比 i1 不宜過大 ， 通常 取 i1≈0.25i， 最 好 使 i1≦3， 當(dāng) 要 求 兩 級(jí) 傳 動(dòng) 大 齒 輪 的 浸 油 深 度 大 致 相 等 時(shí) ， 也 可 取i1=3.5~4。3、齒輪、軸的主要參數(shù)設(shè)計(jì)(1)主從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)確定為 了 得 到 理 想 的 齒 面 重 合 系 數(shù) ， 大 小 齒 輪 的 齒 數(shù) 和 應(yīng) 不 少 于 40。 主 從 動(dòng) 錐 齒 輪 之 間 應(yīng) 避免 有 公 約 數(shù) 。 為 了 嚙 合 平 穩(wěn) ， 噪 聲 小 ， 對(duì) 商 用 車 ， 主 動(dòng) 錐 齒 輪 齒 數(shù) 一 般 不 小 于 6。 主 傳動(dòng)比較大時(shí)，主動(dòng)齒輪齒數(shù)盡量取得少些，以得到滿意的離地間隙。(2)從 動(dòng) 錐 齒 輪 大 院 分 度 直 徑 D2 和 端 面 模 數(shù) m第 6 頁(yè) 共 57 頁(yè)就單級(jí)主減速器，從動(dòng)錐齒輪的分度圓直徑對(duì)驅(qū)動(dòng)軸殼尺寸有影響，尺寸大影響軸殼離地間隙，尺寸大小影響跨置式主動(dòng)齒輪的前支承架的位置和差速器的安裝。(3)齒 面 寬 b 的確定一 般 推 薦 齒 面 寬 的 數(shù) 值 ， 對(duì) 于 螺 旋 錐 齒 輪 b N3，故所選軸承合格。(2)軸承 B ：Fa=0，F(xiàn) r=8408.6N， 所 以 P=F r=8408.6N； P=1.5P=12613N， 查 表 得 C=388000N L=(388000/12613)10/3=9.1×1010N3，故所選軸承合格。(3)軸承 C ：Fr=12656.28N， F a =76.74N；查 表 得 e =0.35， Y=1.7， Fa / Fr =0.06PD ， 故 可 以 只 算 軸 承 C 即 可 ， 查 得 其 額 定 動(dòng) 載 荷 Cr=348000N； L=(348000/18984)10/3=1.63×1010N2，所選軸承合格。第 25 頁(yè) 共 57 頁(yè)5 軸的設(shè)計(jì)及校核5.1 中間軸的設(shè)計(jì)與校核5.1.1 軸的設(shè)計(jì)(1)軸的直徑處算根 據(jù) 所 設(shè) 計(jì) 的 軸 零 件 選 用 40Cr， 加 工 方 法 為 調(diào) 質(zhì) 處 理 。 查 軸 的 常 用 材 料 及 其 力 學(xué) 性能 ， 得 抗 拉 強(qiáng) 度 δb = 650MPa ， 屈 服 點(diǎn) δs = 360MPa 。 查 軸 的 許 用 彎 曲 應(yīng) 力 表 ， 得[δ+1 ]b = 215MPa ， [δ0 ]b = 100MPa ， [δ?1 ]b = 60MPa 。(2)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑d取 C=98 得 ≥ = 98 × = 75.0mm(3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按軸的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度要求選取聯(lián)軸承處的軸徑 d=75 mm，長(zhǎng)度尺寸根據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，具體結(jié)構(gòu)如下。圖 5-1 中間軸的結(jié)構(gòu)尺寸第 26 頁(yè) 共 57 頁(yè)5.1.2 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度(1)計(jì)算作用在軸上的力○ 1 從動(dòng)錐齒輪受力分析，由前文知圓周力F = (t22T2 ) = 14261.6N1 ? 0.5φR d2徑向力F r2 = 1113.4N軸向力F a2 = 76.74N○ 2 圓柱齒輪受力分析圓周力F t3 = 2T2d3= 2 ×1413250 = 30249N 93.44徑 向 力 Fr3 = Ft3tgαn = 11009.8N(2)計(jì)算支反力由 上 圖 可 得 ， L1=44.5mm， L2=91.8mm， L3=89.8mm， d2=225mm 水平面：F L + F (L + L )? F d2r3 3F = r2 2 3 a2 2 (5-1)R1H L + L + L1 2 3求得： F R1H = 44945N，= 11009.8 × 89.8 + 1113.4 ×181.6 ? 76.74 ×112.5226.1再 由 ΣF = 0 ， 得 ： FR2H = Fr2 + Fr3 ? FR1H = ?13582.6N垂 直 面 ： ΣMD = 0 ， FR1V = Ft2 (L2 +L3 )? Ft3L3 ，L + L + L求得F R1V = ?11119.7N1 2 3再 由 ΣF = 0 ， FR2V = Ft3 ? Ft2 ? FR1V = 27107.7N(3)水平面彎矩 ：MBH = FR1HL1 = 44945 × 44.5 = 2000.05Nm