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1、摘 要 本设计在查阅大量文献资料的基础上，反复地进行了方案的可行性研究与比较，并反求了激光器靶室的外观尺寸，最终采用借鉴干涉显微镜三向工作台的设计原理和结构，进行靶室工作台的设计，实现X、Y、Z三向连续可调；采用双齿轮齿条机构，可连续改变活塞与缸体的相对位置，且不对光轴位置产生影响，从而实现缸体内腔长度连续可调；采用GX25T型推力关节轴承，靶室轴线能在竖直平面内偏摆3，以满足不同的激光实验要求。整个设计过程包括了结构设计、功能设计、强度及刚度设计、精度设计、三维造型设计、工艺设计、模拟加工仿真等内容，除了采用常规的设计方法、手段，还采用了中国机械科学研究院开发的机械设计制造通用技术支持系统、
2、三维特征造型软件Proe设计、数控电火花线切割编程软件CAXA线切割XP及Mastercam Wire 9.0，以满足现代机械设计制造及其自动化的需要。本设计作出了所有的二维、三维零件图，并作出了三维装配图及爆炸图，论文对设计原理、结构、加工工艺、加工模拟仿真等内容作了详细的阐述，并提出了下一步改进的设想。关键词：激光器；靶室；球铰式 全套图纸，加153893706ABSTRACT This design carried on the possibility research and comparison of the project again and again in checking a
3、 great deal of cultural heritage data of foundation, and anti- beg the external appearance size of the target chamber, the end adoption drew lessons from the interference microscope first three to work the design principle and structure of the pedestal, carry on the design of the target chamber work
4、 pedestal, carry out X,Y,Z three to continuously regulate; Adopt GX25T spherical plain bearing ,the stalk line of target chamber stalk line can be partial to put 3 in flat surface.The whole design process included motion (function) design,structure design,strength and rigidity design,accuracy design
5、,3D molding design, technique design, paralleling design and processing simulation etc.in addition to adopting the conventional design means, also adopted Chinese machine science institute for research a development of the machine design manufacture the currency technique supporting system,3D charac
6、teristic molding software Proe and Wire Electrical-discharge Machining software CAXA XP and the Mastercam Wire 9.0 with satisfy the modern machine design manufacturing and the demand of its automation.This design made all of two dimension,3D spare parts diagrams, and make 3D assemble the diagram and
7、 the explosion diagram, the thesis elaborates towards designing principle,structure,process a craft and processing to imitate to imitate a true etc. contents to make in detail, and put forward improving next move of conceive. Keywords: excimer laser;target chamber;spherical plain bearing目 录1 绪论11.1
8、激光器的应用11.2 激光器的工作原理11.3 激光器在国内外研究的现状31.4 本论文的主要研究内容32 激光器靶式设计52.1 结构设计52.1.2 齿轮的几何设计计算102.1.3 进气孔的设计102.2 功能设计112.2.1 缸体轴线在竖直平面内偏摆设计112.2.2 活塞轴向移动的设计112.2.3 三向可调功能设计112.3 强度与刚度设计132.3.1 真空室的刚度设计132.3.2 撑棍132.3.3 传动齿轮的强度刚度设计132.3.4 其它零件的强度刚度设计192.4 精度设计192.4.1 根据二维装配图中的配合代号求上下偏差192.4.2 齿轮公差组202.5 总装图
9、203 部分零部件的三维造型及造型步骤233.1 部分零部件的三维造型233.1.1 活塞的三维造型233.1.2 上盘三维造型233.1.3 底盘B三维造型233.1.4 主动齿轮三维造型243.1.5 三维靶室装配图243.2 方架加工仿真253.2.1 绘制工件图形263.2.2 毛坯设定263.2.3 加工仿真与编程264 激光器主要零件加工方法344.1 活塞的加工方法344.2 底座A的加工方法344.3 齿轮轴的加工方法344.4 底盘的加工方法355 总结36参考文献37致谢381 绪论1.1 激光器的应用激光具有多种优点，被用于工农业、医疗、航空航天、通讯、精密仪器的测量和探
10、测等各方面。而激光器是能发射激光的重要装置，因而激光器的的应用也得到了广泛的发展。近些年，国际上提出了一种新式武器-激光武器，就是利用激光器研发而成的。激光武器(Laser Weapon)是采用向某一方向发射大量激光威力极强的新式武器，它相比于常规武器的特点就是速度快，灵活性强，打击目标的精确率高，成本低，还有就是抗地磁波的干扰性好，因而它在防空战役中具有巨大的优势。激光器它分为战术激光武器和战略激光武器两种。因激光在实际发射时容易受天气的影响，所以到目前为止激光武器没有得到大面积的推广。2014年2月19日，美国打算在位于波斯湾基地的“庞塞”号装备激光武器。激光器在医学上的应用，大家耳熟能详
11、的可能是激光治疗近视眼手术，它的全称是“准分子激光屈光性角膜手术”。激光手术的出现，给许多近视眼患者带来了福音，让他们脱离了眼镜的，走向了光明。激光器在工业上的应用也可以说及其广泛，现在很多工业生产都用到了激光。比如：激光打标，激光雕琢，激光切开，激光焊接，激光打孔等等。激光在农业方面的应用可以体现在激光育种，激光改良水果，激光平地等。目前，激光器系统不但在航空航天材料的制造与加工方面得到很大的发展，而且在航天器的空间环境模拟地面环境和有效载荷也有了起步。例如，激光通信与激光推进以及激光遥感等。激光技术作为当今世界上先进的科学技术，近些年，对我国航空航天事业做出了很大贡献。“神舟飞船系列”开始
12、，天宫一号的发射成功，以及“嫦娥奔月”计划，“大飞机计划”，载人航天工程等一系列的宏伟工程，没有不用到了激光技术。1.2 激光器的工作原理 激光器工作原理可以简述为受激辐射光放大。它的详细过程就是在激光器中，激光器中的介质经过泵激之后原子得到激发，受激发的原子中包括一些电子，这些电子比低层级电子的能量高。这就好比电子可以吸收一定能量跃迁到激发态，电子也可以释放能量到达低层能量级。释放的能量转化为光子（光能）的形式。发射出的光子具有特定的波长（颜色），这取决于释出光子时电子的能量状态。两颗拥有相同电子状态的原子会释放出相同波长的光子。原子释放的光子具有特定的波长，此波长取决于激发态和基态之间的能
13、量差。如果光子（拥有一定能量和相位）碰到另一个原子，且该原子拥有处于相同激发状态的电子，即可引起受激发射。第一个光子可以激发或引导原子发射光子，而后发射的光子（即第二个原子发射的光子）按与进入光子相同的频率和方向振荡。 图1 激光器原理示意图激光器的另一个关键部件是一对反光镜，分别位于激光介质的两端。特定波长和相位的光子通过两端反光镜的反射，在激光介质之间来回穿行。在此过程中，它们会激发更多的电子由高能轨道向低能轨道跳跃，从而发射出更多相同波长和相位的光子，随后将产生“瀑布”效应，进而在激光器内迅速聚集起大量相同波长和相位的光子。激光介质某一端的镜面采用“半反射”镀层，也就是说它只会反射部分光
14、线，而其他光线则可以穿透。穿透的光线就是激光。1.3 激光器在国内外研究的现状 1917年爱因斯坦提出“受激辐射”的概念，奠定了激光的理论基础。1958年美国科学家肖洛和汤斯提出了“激光原理”，受激辐射可以得到一种单色性、亮度又很高的新型光源。1958年，贝尔实验室的汤斯和肖洛发表了关于激光器的经典论文，奠定了激光发展的基础。1960年，美国人梅曼(T.H.Maiman)发明了世界上第一台红宝石激光器。梅曼利用红宝石晶体做发光材料，用发光度很高的脉冲氙灯做激发光源，获得了人类有史以来的第一束激光。1965年，第一台可产生大功率激光的器件-二氧化碳激光器诞生。1961年，我国科学家邓锡铭、王之江
15、制成我国第一台红宝石激光器，称其为“光学量子放大器”。随后我国科学家钱学森建议统一翻译成“激光”或“放大镜”。1967年，第一台射线激光器研制成功。1997年，美国麻省理工学院的研究人员研制出第一台原子激光器。在国内，1957年，王大珩在长春建立我国第一所光学专业研究所-中国科学院（长春）光学精密仪器机械研究所。1961年9月，在王之江的主持下，我国第一台红宝石激光器研制成功。1964年5月，我国第一所，也是当时世界上第一所激光技术的专业研究所-中国科学院上海光学精密机械研究所成立。以下是我国激光器发展历程： 表1 我国激光器发展历程名称 研制成功时间 研制人He-Ne激光器 1963年7月
16、邓锡铭等掺钕玻璃激光器 1963年8月 干福熹等GaAs同质结半导体激光器 1963年12月 王守武等脉冲Ar+激光器 1964年10月 万重怡等CO2分子激光器 1965年9月 王润文等CH31化学激光器 1966年3月 邓锡铭等YAG激光器 1966年7月 屈乾华等1.4 本论文的主要研究内容 本论文主要研究的内容是设计激光靶室，通过在活塞上做出齿条，依靠齿轮齿条传动使缸体内腔长度连续可调。缸体支撑在三向工作台上，而三向工作台的设计借鉴了干涉显微镜的结构设计，仪器内部结构设计考虑了与靶室真空室各法兰孔的空间关系，引入了人机技术，操作灵活、简便。要求缸体轴线能在竖直平面内偏摆3，以满足不同的
17、激光实验要求。最好通过在底座上设置球形铰链实现该功能。球铰式激光器靶室结构设计的难点在于增加关节轴承后，光轴至真空室内座底面距离不能大太多，要考虑到光学球铰的材料、结构尺寸、加工工艺、装配性及自润滑性。为校验各部件是否干涉及是否便于操作，要求所有零件进行三维造型，还需要改进的地方在于：考虑到靶室的真空度很高，真空室箱体厚度要求增加至16mm，尽管增加了重量，但其强度及刚度能最大限度满足要求。2 激光器靶式设计2.1 结构设计2.1.1 自润滑关节轴承的设计计算（1）关节轴承的工作特性和选择原则。一般结构的关节轴承从整体上看，其组成较简单，在工作中根据润滑的形式确定工作表面的具体结构形式。由于关
18、节轴承大多在低速下使用，以自润滑为主要润滑状态。载荷的方向主要在圆弧内，具有自定位作用，故本设计采用自润滑型关节轴承。（2）自润滑关节轴关节轴承的优点。自润滑关节轴关节轴承有以下优点：（1）不用油润滑，简化密封结构，减少了运行维护工作量；（2）氟塑料摩擦表面具有优异的化学稳定性能，耐酸耐碱，也不会在油或水中膨胀；（3）由于它的弹性模量仅为锡青铜的1/190，本身有一定的吸振能力；(4)使用范围从-120200之间（5）可以节省有色金属。（3）承载能力。纯氟塑料摩擦面的承压强度为12MPa/cm2，用作轴承干摩擦条件时的PV值本设计选用的新型球铰轴承表面摩擦层是填充氟塑料，其承压能力比纯氟塑料提
19、高23倍，干摩擦是的PV值见表1。表2 自润滑球铰轴承的PV值 V(m/min) PV(kg/cm.m/min) 3 36 10 30 8.6 258 300 0.7 210（4）轴承的温升。自润滑球铰轴承滑动摩擦产生的热量靠自然空气冷却，随着温度的升高，轴承承压强度将下降，摩擦系数也略有增加。在滑动速度较高或需长时间连续工作时，发热是否严重就需要考虑，但在本设计中，要求的低速转动，且时间一般较短，故可不予考虑。（5）额定载荷的计算与寿命估算。由于在接触面（通常是接触副的一个面）上覆盖有一层自润滑材料，因而这种轴承具有低摩擦、长寿命等特点。更重要的是在工作过程中，它不需要维护，不需要添加润滑剂
20、等，因此特别适用于那些不允许或不容易实施润滑的主机部位。近年来这种关节轴承得到了越来越广泛的使用。国内的需求也越来越多。因此对这类轴承的寿命及性能分析也受到了重视。国外各大轴承公司都有自己的分析方法，国内近年来也开展了一些基础性研究。对于关节轴承寿命，文献19，20中已经介绍了一般的计算方法。 （1）式中 N关节轴承寿命，摆次 UM限定的最大线磨损量，mm f轴承摆动频率，min1 材料耐磨参数 p轴承接触压力，MPa V轴承润滑动速度，mm/s显然，用（1）式来确定轴承寿命时，必须针对不同类型的轴承选择不同的极限磨损量和材料磨损系数。表2所列出的就是不同的自润滑层所允许的最大径向磨损量。值得
21、指出的是，表中所给的数值是质量良好的轴承所能达到的磨损值。当达到此磨损值后轴承性能会显著变坏，因而轴承也就结束了寿命。根据表2中的失效准则，并结合各种寿命影响因素，便可以导出轴承寿命计算公式。表3 自润滑关节轴承极限磨损量 （单位：mm） 自润滑层材料 常负荷下 交变负荷下 PTFE织物 0.05 1.0 PTFE复合物 0.15 0.3 PTFE衬垫 0.25 0.5在（1）式中轴承的滑动速度为 （2） 式中 摆动幅角， f 摆动频率， 等效滑动直径（mm），对于推力关节轴承，0.7 关节轴承中的接触压力的计算比较复杂。为工程应用方便起见，常采用名义接触压力p，其计算方法为 (3) 式中 k
22、系数，按表2-3取值 P当量载荷，N 额定动载荷，N将（2）、（3）式代入（1）式，并引入各种磨损寿命影响因素后可得 （4）式中 A常系数 载荷方向影响系数 温度影响系数 轴承设计与制造质量系数 速度载荷（PV）影响系数这些系数的确定是非常复杂的，要通过大量的试验和分析工作。根据文献1中的结论和数值分析综合，表2-3列出了这些系数的计算公式。从表2可以看出，对于不同的自润滑材料，各系数差别是很大的。表2-3中还列出了（4）式的适用范围，超过此范围计算的结果偏差会增大。正如文献3介绍的，关节轴承的寿命计算是十分复杂的，除以上考虑到的因素外，它还具有随机影响因素，因而（4）式仅仅是一种寿命估算方法
23、。对于具体的轴承寿命试验结果还应进行随机变量处理。由（4）式确定的轴承寿命为摆动次数，若以工作时间来表示寿命则有 NdN/（60f） (h) (5)轴承选用举例靶室受到径向脉动载荷作用，其工作条件如下：摆动频率 f 6min-1摆动幅角 3工作温度 t050脉动载荷最大值：FRmax1000N最小值：FRmin250N脉动载荷频率 fp0.1Hz要求轴承的寿命达到5108摆次。请选择合适的自润滑关节轴承。根据要求的工况条件、载荷较小，可选用PTFE织物作自润滑层的向心关节轴承。先暂定GX25T轴承。下面来验算此轴承是否满足寿命要求。GX25T（GX表示推力关节轴承，T外圈滑动表面为聚四氯乙烯(
24、PTFE)织物）型自润滑推力关节轴承的结构简图及各部位尺寸参数如图2-3所示。d25、D62、H22.5、B16.5、C16.7、d168、d234.5、D158.5、S14、r1.0图2 球铰轴承的外形尺寸 额定动载荷： 轴向 （6） 为关节轴承滑动球面公称直径，为额定动载荷系数，可在参考文献1表6-1-47中查得； 额定静载荷：轴向 （7） 为关节轴承滑动球面公称直径，为额定动载荷系数可在参考文献1表6-1-47中查得；由于轴承受脉动载荷作用，轴承的当量载荷由下式计算： （8） 轴承的名义接触压力由公式（3）可见 （MPa）其中轴承滑动速度由公式（2）可见 从图2中查得各影响系数分别为 因
25、a1,所以取a21。若认为轴承质量为中等，则可取a30.8又从表2-4中查得，b0.8556 G402.0115 轴承寿命由公式（4）可见 (摆次)显然，GX25T能满足寿命要求。2.1.2 齿轮的几何设计计算驱动活塞做X方向运动的主动和被动齿轮的精度和载荷要求相同，现以主动齿轮为例，叙述其设计计算过程。由于准分子激光器调节时的运动速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）。材料选择：由于在本设计中齿轮所承受的载荷较轻，且传动平稳，传递功率小，故选用45号钢（正火），硬度为240HBS。表4 被动齿轮 齿轮参数 模数m 压力角 齿数z 小齿轮 1.5 20 18 大齿轮 1.5 20 3
26、4 1.跨测齿数n 小齿轮： ,取2大齿轮： ，取42.公法线长度L： 小齿轮： mm大齿轮： mm2.1.3 进气孔的设计为了得到不同的实验效果，在做准分子激光实验时需向缸体内充入少量气体来改变光的衰减率，为此，本设计在缸体的顶部打了一个M6的螺纹孔通孔，通过螺纹孔输入所需气体。 2.2 功能设计在设计前应把握的原则是：所有摩擦副之间均不允许有油液、油脂等润滑材料，以免这些材料挥发后破坏真空室的真空度及纯度，从而使打靶的实验效果受到影响。材料的选取要非常慎重，一般应采用有自润滑性的材料。2.2.1 缸体轴线在竖直平面内偏摆设计将靶室固定于高精度自润滑型推力关节轴承上，轴承在限位块的作用下限制
27、缸体轴线能在竖直平面内做3的偏摆。自润滑球铰轴承由一个凸球面的内环和一个凹球面的外环组成，外环用碳钢制成，留有装配口，凹球面用复合氟塑料（填充聚四氟乙烯）均匀地加一层衬里，氟塑料层厚0.81.0mm，经加工可以使凹球面达到要求的尺寸精度和表面粗糙度。外环的氟塑料衬层里具有自润滑性且能容纳磨屑，内环用不锈钢制成，滑动表面经淬火和研磨后可以得到教为理想的摩擦副。再者因其磨损小，寿命长，安装简便，运动灵活、无冲击，在低速微量进给时，能很好地控制位置尺寸，这符合准分子激光器靶室缸体轴线能在竖直平面内做3的偏摆的要求。2.2.2 活塞轴向移动的设计轴向150mm长度可调功能采用齿轮齿条机构，密封采用间隙
28、密封，密封面镀锌（钼）0.010.02mm.齿条上部铣导向槽，用两个圆柱销进行导向，在方案的选择方面，并没有选择单齿轮齿条传动，而采用了较之更为复杂的双齿轮齿条传动，原因是活塞的外径与缸体内径有间隙。在移动活塞时，如果仅仅利用一个齿轮和一个齿条来传动，活塞的轴线必然将严重的偏离装配设计要求位置，活塞伸出越长，偏离越严重。除上述原因外，齿轮齿条啮合时，还容易产生径向栽头现象，所以我们采用双齿轮齿条啮合使受力均匀，使径向力相互抵消，以达到运动稳定的效果。2.2.3 三向可调功能设计铣床三向工作台和干涉显微镜三向工作台两种设计方案的比较（1）铣床三向工作台工作原理。升降台部件和床身立柱导轨相连，由镶
29、条调整导轨的配合间隙，并用手柄将升降台夹紧在床身上。运动由进给箱中的齿轮传入，经升降台中的齿轮传至轴、，分别使工件台得到垂直、纵向、横向进给运动。手柄和电磁离合器D1、D2分别操纵垂直和横向进给运动。操纵手柄有五个位置（上、下、前、后及中间位置），它带动鼓轮分别控制电器开关K1、K2、K3、K4的开合。K1和K2控制电磁离合器D1、D2接通或脱开；K3、K4控制进给电机正反转。因此手柄处于上、下或前、后位置时，工件台得到垂直升降或横向前、后运动；在中间位置时，工件台停止进给。机动进给时，手轮和手把被弹簧推出（轴和轴相同），不随轴转动以免事故。K5和K6是控制机动和手动互锁的开关，手动时K5和K
30、6关闭进给电机。工作抬部件由工作抬、回转抬和底座组成。底座下部矩形导轨和升降抬相配，螺母和升降抬上的横向运动丝杠相结合，可传动工作抬横向移动。回转台可绕垂直轴在水平面做450范围内的调整。另外，运动由升降台轴上的锥齿轮传入，经底座下部的锥齿轮、锥齿轮副、牙嵌式离合器（合上），使纵向运动丝杠转动，通过固定在回转台上的双螺母、实现工作台纵向移动。转动小丝杠，调整弹簧的压力，使齿条移动，经齿轮拨动双螺母、作相对反向运动，可调整或消除工作台纵向运动丝杠的传动间隙。为操纵方便，纵向进给运动是采用复式手柄操纵。机动进给，手柄向左或向右扳动，牙嵌式离合器合上，同时控制电器开关E1和E2，使进给电机正反转，工
31、件台便获得左右运动。手柄在中间位置时，可用手轮或进行手动操纵。底座用手柄和固紧在升降台上。回转台用四个螺钉和两块夹紧在工作台底座上。图4为X6132型铣床整体。图3 X6132型铣床（2）干涉显微镜三向工作台工作原理。参照干涉显微镜的设计方案，即Z向依靠滚花轮与螺纹立柱的相对运动实现，X、Y两个方向依靠工作台表面与下支撑面之间四条矩形槽及矩形架的机构实现，由于该机构可使工作台与支撑面在任意方向上移动。下图为干涉显微镜：图4 干涉显微镜比较两种方案，显然干涉显微镜三向工作台的结构更为紧凑简单，故本设计参照干涉显微镜的设计方案，设计了方便易调的三向工作台，其功能实现的具体说明如下：Z向靠螺纹过渡套
32、与螺纹立柱的相对运动实现。由于螺纹过渡套与螺纹立柱的相对运动不可直接观测到，故很容易发生超程现象，对此，我们设计了一个限位机构，即将高度限位块固定在螺纹过渡套上面，挡块固定在底盘上面，挡块随底盘上升或下降的距离用高度限位块限制，其移动范围为5mm。X、Y两个方向的移动实现：中盘上工作面与上盘下工作面均有两个相互平行的方形凹槽，把方架四个边框对应放入四个凹槽中，通过移动上盘，即可使缸体在在X、Y平面内任意平移，但平移范围要限制在-5+5mm内，故设计X、Y两个方向的共四个螺纹推杆推动工作台移动。2.3 强度与刚度设计2.3.1 真空室的刚度设计由于本设计中要保准的真空度较高，为了保准真空室的变形
33、量在允许范围内，对真空室的强度有较高的要求，查文献8表4-6，推荐采用厚度在12mm上的不锈钢。2.3.2 撑棍两齿轮支板间的紧固靠M6的六角螺栓螺母压紧，这样很容易将齿轮支板挤压变形，导致两齿轮的轴线与缸体的垂直度超出允许范围，故采用撑棍在两齿轮支板间起支持作用，将变形控制在最小范围。2.3.3 传动齿轮的强度刚度设计设计采用的是双齿轮齿条传动，由于强度刚度设计的较为相似，这里仅介绍一对大齿轮的强度刚度设计计算。在这里，本设计并没有采用传统、烦杂而容易出错的设计方法，我们采用了“CHINAMACHINE”（机械设计与制造通用技术支持系统）软件。该软件系统包含了机械设计和工艺的30多本手册和1
34、000多个专业标准的主要主要数据资料，能够满足机械设计和工艺的技术需求，可作为CAD/CAM/CAPP的技术支撑，成为实时的桌面技术支持系统。通过它可以查询常用材料、摩擦磨损、材料腐蚀、焊接、切削、磨削、锻压、铸造等的许多难以获得的实际试验、现场采集、专家经验等非常珍贵的技术数据和资料。本设计中对该软件的使用步骤为：（1）首先进入CHINAMACHINE系统，然后再依次选取“远程设计分析”“机械传动设计”“渐开线圆柱齿轮设计”“圆柱齿轮简化设计”进入如图2-14所示界面，（2）在“请输入数据：”栏下方输入图示参数，单击“计算”按钮，系统计算出图2-5右侧“计算结果：”栏下方的数据。确认无误后单
35、击“几何计算”按钮，进入图2-6所示界面。（3）单击“强度计算计算”按钮，系统弹出如图2-7所示“渐开线圆柱齿轮设计”页面，按图示设置参数后，分别点击“校核”按钮即可得到一对大齿轮的强度刚度计算结果。（4）打印计算结果，如不满足强度要求，则从第（1）步开始重新设计。以下的计算结果表明，所取设计参数满足强度要求。渐开线圆柱齿轮设计齿面接触疲劳强度&齿根弯曲疲劳强度校核GB/T3480-1997 =ISO6336-16336-3:1996输入参数：法面模数mn=1.5mm法向压力角n=20安装中心距a=51mm齿轮齿数Z1=34,Z2=34齿顶高系数ha*=1齿顶间隙系数c*=.25传动比 i=1
36、.00螺旋角=.000齿宽系数d=.27功率P=.03kw转速n1=30r/min齿宽b=14mm材料及设计方法选取窗体顶端表面粗糙度Ra: 安装: 调整: 粘度(40):小 轮材料: 热处理: 接触极限应力: 精度: 选取应力：弯曲极限应力:大 轮材料: 热处理: 接触极限应力: 精度: 选取应力:弯曲极限应力:窗体底端齿面接触疲劳强度校核窗体顶端计算项目计算公式计算结果齿面计算接触应力计算接触应力H=ZBZHZEZZKHFt(u1)/d1bu1/2H=MPa系数K H=KAKvKHKHKH =Nm轮齿切向力Ft=2000T/dFt =N使用系数原动机-工作机KA: KA =动载系数Kv:V
37、(根据精度、速度由拟合曲线算出或者参考图表)Kv =齿向载荷分布系数KH=(F/b)max/(Fm/b)(公式见国标)KH=齿间载荷分配系数KH(按总重合度由公式计算)KH=单对齿啮合系数ZB(由参数M1决定;公式见国标)ZB =节点区域系数ZH=(2cosbcost/cos2tsint)1/2ZH =材料弹性系数ZE(由大齿轮和小齿轮材料决定)ZE =重合度系数Z=(4-/)(1-)/3+/)1/2(SHP）SH =许用安全系数SHP: SHP=接触强度校核结果 窗体底端齿根弯曲疲劳强度校核窗体顶端计算项目计算公式计算结果小齿轮齿根计算弯曲应力计算弯曲应力F1=YFYSa1YYKFa1Ft/bmnF1=MPa齿形系数YFa1(由当量齿数和变为系数曲线拟合)YFa1=应力修正系数YSa1(由当量齿数和变为系数曲线拟合)YSa1=大齿轮齿根计算弯曲应力计算弯曲应力F2=YFYSa2YYKFa2Ft/bmnF2=