1、“.....轴上主要零件和支反力的位置外载荷的大小已经确定,轴的弯矩和转矩可以求出,因此,应按弯扭合成强度条件进行轴的强度校核。传动轴的受力分析将轴上的载荷简化为集中力,力的作用点取载荷作用宽度的中点。作用在轴上的扭矩从传动零件轮毂宽度的中点计算。轴及轴上零件的自重通常忽略不计,轴承的支反力作用点要根据轴承类型和布置方式确定。单列圆锥滚子轴承的支点从手册中查得。外载荷通常不作用在轴的同平面内,需要将外力分解到水平面和垂直面上,然后求出各支承处的水平反力和垂直反力。高切变位弧齿锥齿轮受力分析中点分度圆的切向力从弧齿锥齿轮锥顶向大端方向观察判定为顺时针旋转从齿顶看齿轮,齿线从小端到大端逆时针旋转为左旋。径向力轴向力高变位斜齿轮的受力分析斜齿轮的分度圆的切向力径向力轴向力轴的弯扭合成强度校核圆周力主反从同,即主动轮的圆周力为阻力,与回转方向相反从动轮的圆周力为驱动力,与回转方向相同。径向力分别指向各自轮心。轴向力斜齿圆柱齿轮轴向力的方向取决于齿轮的回转方向和轮齿螺旋线方向。主动轮轴向力可用左右手定则来判断当主动轮为右旋时,用右手......”。
2、“.....用左手,以四指的弯曲方向表示主动轮的转向,则拇指指向即为它所受轴向力的方向。从动轮轴向力方向与主动轮的轴向力方向相反。直齿锥齿轮轴向力的方向由小端指向大端,弧齿锥齿轮轴向力的方向由锥齿轮的旋转方向和旋向来确定。根据轴的结构图作出轴的计算简图如下图中垂直面内由静力平衡方程段内的弯矩方程为段内的弯矩是的次函数段内的弯矩方程为段内的弯矩是的次函数段内的弯矩方程为段内的弯矩是的次函数水平面内根据力的平移定理作用于刚体上的力可以移动到刚体内任意点,欲不改变它对刚体的作用效应,必须附加力偶,附加力偶的力偶矩等于原力对新的作用点之矩由静力平衡方程段内的弯矩方程为段内的弯矩是的次函数段内的弯矩方程为段内的弯矩是的次函数段内的弯矩方程为段内的弯矩是的次函数合成弯矩按材料力学第三强度理论,按下式计算出当量弯矩式中考虑弯矩和扭矩在轴截面引起的应力循环特性差异的系数。考虑到起动停车及运转不均匀性的影响,将剪应力视为脉动循环变应力,取.。从轴的结构图和当量弯矩图中可以看出,截面的当量弯矩最大,是轴的危险截面。轴的材料为......”。
3、“.....由手册中查得抗拉强度极限,考虑到起动停车等影响,按脉动循环变应力处理,许用弯曲应力取,即,取,轴的计算应力为式中抗弯截面模量该轴满足强度要求。精确校核轴的疲劳强度中间轴为重要的轴,必须按安全系数精确校核轴的疲劳强度。危险截面应该是应力较大,同时应力集中较严重的截面。从受载情况观察,截面上最大,但应力集中不大过盈配合的应力集中均在两端,而且这里轴颈最大,故截面不必校核。从应力集中对轴的疲劳强度消弱程度观察,截面和处过盈配合引起的应力集中最严重。截面的应力集中与截面相近,但截面不受扭矩作用,同时轴颈也较大。分析可知,危险截面为截面左侧。截面右侧弯矩截面上的扭矩抗弯截面模量抗扭截面模量截面上的弯曲应力截面上的扭转剪应力弯曲应力幅弯曲平均应力扭转剪应力的应力幅与平均应力相等,即轴的材料为,渗碳淬火回火处理,由手册中查得抗拉强度极限,弯曲疲劳极限,扭转疲劳极限轴肩圆角处的弯曲扭转有效集中应力系数。根据.,.,经插值后可得。弯曲扭转的尺寸影响系数。根据轴截面为圆截面查图得,弯曲扭转的表面质量系数......”。
4、“.....查图得。轴的材料为合金钢,则材料的弯曲特性系数,扭转特性系数。只考虑弯矩作用时的安全系数只考虑扭矩作用时的安全系数危险截面的安全系数载荷确定精确,材料性能可靠时,轴的疲劳强度许用安全系数。危险截面的安全系数危险截面的安全系数,可知该轴的疲劳强度校核通过。轴承与键的校核在低于的工作温度下,合金钢和碳素钢的弹性模量相差不大,因此,使用合金钢代替碳素钢并不能提高轴的刚度。热处理可以明显提高轴的强度特别是疲劳强度和耐磨性,因此要根据工作条件选用合适的热处理方式。轴的结构设计是根据轴上零件的安装定位及制造工艺等方面的要求,合理地确定轴的结构形状和尺寸。工作能力计算是通过强度刚度和振动稳定性计算,保证轴具有足够的工作能力和可靠性。大多数的轴只需进行强度计算,防止断裂和塑性变形对于刚度要求较高的轴如机床主轴才进行刚度计算,避免发生过大的变形对于高速转动的轴还要进行振动稳定性计算,避免发生共振。轴的设计步骤通常是先拟定轴上零件装配方案,然后装配和制造要求,确定轴的结构形状和尺寸,最后进行轴的强度校核......”。
5、“.....提高轴的强度措施改善轴的受力状况轴上零件的安装位置轴的结构对轴的受力影响很大,设计轴时应该充分加以考虑。当轴上有两个以上的零件输出扭矩,应该将输入扭矩的零件尽量布置在轴的中间,而不是布置在轴的端,这样可以显著降低轴上的最大转矩。减小应力集中大多数轴是在变应力条件下工作的,主要失效形式为疲劳破坏。轴的截面变化处如轴肩键槽等及过盈配合产生的应力集中是引起疲劳破坏的主要因素,因此设计轴的结构时,应尽量减少应力集中源和降低应力集中程度。合金钢对应力集中较为敏感,设计时更应加以注意。为减少应力集中,应尽量避免在轴上特别是应力较大不为处钻孔开槽或加工螺纹。轴肩处应采用圆角过渡,并且圆角不宜过小。当依靠轴肩定位的零件圆角半径很小时,为增大轴肩的圆角半径,可采用内凹圆角或隔离环过渡。轴的表面质量对疲劳强度也有显著影响,因为轴表面的加工刀痕也是应力集中源,疲劳裂纹常发生在表面粗糙的部位,所以必须合理确定表面粗糙度。此外,对轴进行表面热处理渗碳淬火高频淬火等和表面强化处理碾压喷丸等,也可以提高轴的疲劳强度......”。
6、“.....对轴的细部结构进行合理设计。例如,为了减少装夹工件的时间,同轴上的键槽应布置在同母线上为了减少道具种类,轴的键槽宽度圆度退到草和砂轮槽等应尽量采用相同的尺寸,并符合有关的标准为了去掉毛刺和便于装配零件,轴段端部应该倒角过盈配合零件装入端通常要加工出导向锥面磨削处应有砂轮越程槽,车削螺纹处应有退刀槽。.输入轴的结构设计确定轴的最小直径轴的结构设计包括轴的形状轴的径向尺寸和轴向尺寸。轴的结构设计是在初估轴颈基础上进行的。为了满足设计要求,保证轴上零件的定位和规定,便于装配,并有良好的加工工艺性,所以选择阶梯轴形。装滚动轴承的定位轴肩尺寸应查有关的安装尺寸。为便于装配及减小应力集中,有配合的轴段直径变化处做成引导锥。在根轴上的轴承般都取样型号,使轴承孔尺寸相同,可次镗孔,保证精度。输入轴为齿轮轴结构,选取轴的材料为,渗碳淬火回火处理。初估轴的最小直径,可得拟定轴上零件的装配方案如下图所示按轴向定位要求确定各轴段直径和长度轴段左端联接限矩型液力联轴器,如下图所示联轴器的联接尺寸为......”。
7、“.....因此取轴段的直径为。轴段上装有单列圆锥滚子轴承,外力在两支点外作用,安装选用反安装结构,能使轴的支撑有较高的刚度。轴承间隙是靠轴上的圆螺母来调整的,轴上要加工螺纹。为了调节圆锥齿轮的轴向位置,把对轴承放在同个套杯中,套杯则装在外壳的座孔中,通过增减套杯端面与外壳之间的垫片厚度即可使圆锥齿轮轴的位置发生改变,从而调整锥齿轮啮合的接触区。单列圆锥滚子轴承的特性额定动载荷比,能限制轴和外壳在个方向上的轴向位移在径向载荷作用下会产生附加轴向力,般成对使用,对称安装能承受较大的径向负荷和单向的轴向负荷,极限转速较低内外圈可分离,轴承游隙可在安装时调整,适用于转速不太高,轴的刚性较好的场合。选择轴承代号为.轴承左端装有圆螺母和圆螺母用止动垫圈规格螺纹大径每个的重量.由此确定轴段的直径为,长度为。轴段装有套筒用于调整齿轮的轴向尺寸,为了提高轴的强度和刚度,应尽量缩短轴承与传动件的距离。小锥齿轮选用悬臂式,以便于装配。为使轴的刚度较好,取两轴承支点跨距。由轴承接触角的大小确定轴承的支点,选取轴段的长度为......”。
8、“.....轴段装有单列圆锥滚子轴承,选用反安装结构,左端由套筒定位,右端由挡油环定位,确定轴段部的渐开线齿廓切去部分,如下图。这种现象称为根切。根切将使轮齿的抗弯强度降低,重合度减小,故应设法避免。对于标准齿轮,是用限制最少齿数的方法来避免根切的。用滚刀加工压力角为的正常齿制标准直齿圆柱齿轮时,根据计算,可得出不发生根切的最少齿数。些情况下,为了尽量减少齿数以获得比较紧凑的结构,在满足轮齿弯曲强度条件下,允许齿根部有轻微根切时,。下图为齿条刀具。齿条刀具上与刀具顶线平行而其齿厚等于齿槽宽的直线,称为刀具的中线。中线以及与中线平行的任直线,称为分度线。除中线外,其他分度线上的齿厚与齿槽宽不相等。加工齿轮时,若齿条刀具的中线与轮坯的分度圆相切并作纯滚动,由于刀具中线上的齿厚与齿槽宽相等,则被加工齿轮分度圆上的齿厚与齿槽距相等,其值为,因此被加工出来的齿轮为标准齿轮下图。若刀具与轮坯的相对运动关系不变,但刀具相对轮坯中心离开或靠近段距离图,则轮坯的分度圆不再与刀具中线相切,而是与中线以上或以下的分度线相切......”。
9、“.....因此被加工的齿轮在分度圆上的齿厚与齿槽宽也不相等。当刀具远离轮坯中心移动时,被加工齿轮的分度圆齿厚增大。当刀具向轮坯中心靠近时,被加工齿轮的分度圆齿厚减小。这种由于刀具相对于轮坯位置发生变化而加工的齿轮,称为变位齿轮。齿条刀具中线相对于被加工齿轮分度圆所移动的距离,称为变位量,用表示,为模数,为变位系数。刀具中线远离轮坯中心称为正变位,这时的变位系数为正数,所切出的齿轮称为正变位齿轮。刀具靠近轮坯中心称为负变位,这时的变位系数为负数,所加工的齿轮称为负变位齿轮。采用变位齿轮可以制成齿数少于而不发生根切的齿轮,可以实现非标准中心距的无侧隙传动,可以使大小齿轮的抗弯能力接近相等。.齿轮设计准则齿轮在具体的工作情况下,必须具有足够的相应的工作能力,以保证在整个工作寿命期间内不发生失效。齿轮传动的设计准则是根据齿轮可能出现的失效形式来进行的,但是对于齿面磨损塑性变形等,尚未形成相应的设计准则,所以目前在齿轮传动设计中,通常只按保证齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度进行计算......”。
10-齿辊轴A3.dwg
(CAD图纸)
11-花键齿轮A2.dwg
(CAD图纸)
1-总体装配图A0.dwg
(CAD图纸)
2-FP专用减速器A0.dwg
(CAD图纸)
3-齿辊轴装配图A1.dwg
(CAD图纸)
4-FPU同步齿轮箱A1.dwg
(CAD图纸)
5-齿帽A2.dwg
(CAD图纸)
6-电动机支架A2.dwg
(CAD图纸)
7-减速器底托架A2.dwg
(CAD图纸)
8-右侧壁A2.dwg
(CAD图纸)
9-输出轴A3.dwg
(CAD图纸)
FP5216B设计计算说明书.doc
扉页.doc