自动排绳调度绞车设计（设计要求）

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利用公式：?F?K=KAKVKaK?

式中：

K----载荷系数，

2KT1YFaYSaY? （4-7） bd1mn?A----使用系数,取 ?A=1.5， ?V----动载系数取?V =1.2

??----重合度系数 ??=0.25+0.75/??=0.25+0.75/1.667=0.70 ?F?----齿向载荷分布系数b/h=35/10.1=3.47 查表得 ?H?=1.29

?F?---齿间载荷分配系数 由表12.10?F?=1/??=1.39

?F----齿形系数 ?F=2.66 ?s----应力修正系数 ?s=1.63 则，弯曲应力

Ft?F?YFYSY?KAKVKF?KF?b?mn3651?2.93?1.53?0.70?1.5?1.2?1.1?1.4335?4.5?129??a ?使用寿命选择每天8小时工作制全年工作300天， 经查表可得出YN=1.1，YS=1

材料选取渗碳淬火钢，其中接触强度的最小安全系数SFmin=1.25 则许用弯曲应力

??F??750??S?NSF?750?1.1?1?550??a

1.2?F???F?

所以满足弯曲强度要求。

2.2各个轴的设计校核

绞车内各个轴在工作时，由于齿轮上有圆周力、径向力的作用。轴的主要失效形式是轴强度不足，但为保证轴不因刚度不足而引起变性过大，而引起啮合齿

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轮的震动，噪声，甚至破坏，也要校验刚度要求。但在设计时，一般按刚度设计，轴的直径会比按强度设计的轴大得多。所以本文先进行按轴刚度设计，再进行强度的校核。按刚度设计轴时，在不引起齿轮磨损加剧的情况下，本文参考工程实际经验，选择许用挠度为

。

2.2.1 轴4的刚度验算

对齿轮工作影响最大的的是轴在垂直面内和水平面内产生的挠度和轴在水平面内产生的转角。前者使得齿轮的中心距发生变化，破坏了齿轮的正常啮合，后者使得齿轮相互歪斜。

初步确定轴的尺寸以后，可以对轴4进行强度和刚度验算，轴的挠度和转角可以根据《材料力学》有关公式进行计算。计算时，仅计算齿轮所处位置轴的挠度和转角。变速器轴在水平面内挠度记为fs，垂直面内的挠度记为fc，水平面内转角?可分别用以下公式计算：

Fl/270l/2

图4.1轴4的受力

fcfSFtL2?

48EIFrL2?

48EI式中：

Fr---齿轮齿宽中间平面上的径向力（N）。 Ft---齿轮齿宽中间平面上的圆周力（N）。

E---轴材料的弹性摸量（轴的材料与齿轮是一样的，为合金钢），

。

I---惯性矩（mm4），对于实心轴，I=?d4/64，d轴的直径（mm）。 L/2---齿轮上的作用力到支座A、B的距离（mm）,L/2=35mm。 L---支座间的距离（mm）,L=70mm。

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轴的全挠度为

f?fc2?f2s

轴在垂直平面内和水平面内的挠度许用值为：[fc]=0.05～0.10mm;

[fs]=0.05～0.15mm；齿轮所在平面内的转角?不应超过0.002rad。

直齿圆柱齿轮受力通过下式计算：

计算扭矩为：

T1---小齿轮传递的扭矩 D1---小齿轮的直径 计算得：

T?264.4KN?mm圆轴力Ft?2T12?264.4??5.57KNd195

径向力Fr?Fttan??5.57?tan20??2.03KN由公式：

fc?dFrL2FtL2I??、fS?、E=210000、

6448EI48EI4整理得：

因为有经验值

所以有

代入数据得

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由于考虑结构问题，行星轮的轴不可能取得这么小。考虑到轴与行星齿轮的合理配合我们取d=40mm。下面来检验在d=40mm的情况下，该州是否满足强度要求。

（2）轴的强度计算

由于轴上的水平作用力和垂直作用力在轴的中点处，在该点产生的力矩是最大的，所以我们只需检验在该点处的最大应力即可以，下面我们分别计算： 水平面内受力图如下：

FtaLb

图4.4一挡工作时轴的水平面受力图

其中

Ft---水平方向的作用力，Ft=5.57KN a,b---水平作用力作用点到左右支座的距离，从而我们可以计算出在该点产生的最大力矩为

。

垂直面内受力图如下：

FraLb