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设计计算说明书

设计题目取力器的设计
院(系)班
设计者
指导老师

____年月日

目录

一、设计任务书………………………………………………………1
（一）总体布置简图……………………………………………………1
（二）设计要求…………………………………………………………1
（三）原始技术数据……………………………………………………1
二、主要零部件的设计计算………………………………………4
（一）齿轮传动设计计算………………………………………………6
（二）轴的设计计算……………………………………………………9
（三）滚动轴承的选择及计算…………………………………………17
（四）键连接的选择及校核计算………………………………………18
（五）联轴器的选择……………………………………………………18
三、箱体及附件的设计选择
（一）附件的选择………………………………………………………19
（二）润滑与密封………………………………………………………19
四、参考文献…………………………………………………………20

一、设计任务书
题目：取力器的设计
电动机额定功率140p.转矩80n.m，，空调车额定功率2.8KW
（一）总体布置图
1.1设计方案选型与分析
方案一：取力器箱体内采用三个圆柱齿轮，其工作原理：取力器输入轴上的一圆柱齿轮跟变速箱里的倒档齿轮外啮合获得动力，获得动力后，通过轴传动，带动同轴的圆柱齿轮转动，输出轴上的齿轮与之外啮合转动，最后，输出轴带动皮带轮，皮带轮通过皮带带动空调机的运转。工作传动简图如下图所示：

方案二：取力器采用一个双联齿轮和一个圆柱齿轮传动，双联齿轮的其中一个齿轮跟变速箱的倒桩齿轮外啮合获得动力，双联齿轮转动后，输出轴上的圆柱齿轮跟双联齿轮的另一个齿轮外啮合转动，最后输出轴带动皮带轮，皮带轮通过皮带带动空调机的运转，而取力器的输入轴采用滚针轴承，箱体上的输入轴的孔采用孔表面镀铜，输入轴与箱体采用过盈配合。工作传动简图如下图。
1.2方案的确定
选择方案二，因为方案二中取力器采用了双联齿轮，用滚针轴承代替滚珠轴承，输入轴与箱体过盈配合，不用密封圈，轴承盖，造型小，成本低，精度高，减少取力器箱体的体积，使结构紧凑，便于实现集中控制.
1.3方案的特点及创新
（1）使空调车取力器结构简单紧凑，安装、使用及维护方便。
（2）传动效率高、传递运动准确可靠，不影响整车性能、布局。
（3）设计标准化、系列化、通用化，具有适用性和经济性。
（4）取力器输入轴与箱体采用过盈配合。
（5）采用滚针轴承。

二、主要零部件的设计计算

（一）齿轮传动设计计算
（以下图表、公式均查自《机械设计》第八版）
1、选精度等级、材料及齿数
（1）选用直齿齿轮传动；
（2）材料及热处理；
选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。
（3）精度等级选用7级精度；
（4）试选小齿轮齿数Z1=20，大齿轮齿数Z2=2X20=40；
2、按齿面接触强度设计
因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算
按式（10—9a）进行试算，即

确定公式内的各计算数值
（1）试选Kt＝1.3
（2）T=80N*m
（3）由表10－7选取尺宽系数φd＝1
（4）由表10－6查得材料的弹性影响系数
（5）由图10－21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的解除疲劳强度极限
（6）由式（10－13）计算应力循环次数
N1＝60n1jLh＝60×194.67×1×（2×8×300×10）＝
N2＝N1/3＝
（7）由图10－19查得接触疲劳寿命系数KHN1＝0.90；KHN2＝0.95
（8）计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1％，安全系数S＝1，由式（10－12）得
＝0.90×600MPa＝540MPa
＝0.95×550MPa＝522.5MPa
2）计算
（1）试算小齿轮分度圆直径d1t
=99mm

（2）计算齿宽b及模数mt
b=φdd1t=1×100mm=100mm
齿高h=2.25mt=2.25×5mm=11.25mm
b/h=110/10.3=10.1
（4）计算载荷系数
7级精度，由图10—8查得动载系数KV=1.11；直齿轮
已知载荷平稳，所以取KA=1
由表10—4，用插值法查得7级精度，小齿轮非对称布置时，查的
由b/h=10.1，，查图10-13，得
故载荷系数
3、按齿根弯曲强度设计
由式(10—5)

确定计算参数
1）由图10－20c查得小齿轮的弯曲强度极限；大齿轮的弯由疲劳极限
2）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数
KFN1＝