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1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)---設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置其中減速器是一級(jí)圓柱齒輪減速器!
2、設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)任務(wù)書 帶圖的
4、求 齒輪減速器傳動(dòng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書裝配圖,零件圖 做課程設(shè)計(jì),滿意答復(fù)追加50分。
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本文目錄:
一、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)---設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置其中減速器是一級(jí)圓柱齒輪減速器!
僅供參考
一、傳動(dòng)方案擬定
第二組第三個(gè)數(shù)據(jù):設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置中的一級(jí)圓柱齒輪減速器
(1) 工作條件:使用年限10年,每年按300天計(jì)算,兩班制工作,載荷平穩(wěn)。
(2) 原始數(shù)據(jù):滾筒圓周力F=1.7KN;帶速V=1.4m/s;
滾筒直徑D=220mm。
運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖
二、電動(dòng)機(jī)的選擇
1、電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇:按已知的工作要求和 條件,選用 Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。
2、確定電動(dòng)機(jī)的功率:
(1)傳動(dòng)裝置的總效率:
η總=η帶×η2軸承×η齒輪×η聯(lián)軸器×η滾筒
=0.96×0.992×0.97×0.99×0.95
=0.86
(2)電機(jī)所需的工作功率:
Pd=FV/1000η總
=1700×1.4/1000×0.86
=2.76KW
3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速:
滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速:
Nw=60×1000V/πD
=60×1000×1.4/π×220
=121.5r/min
根據(jù)【2】表2.2中推薦的合理傳動(dòng)比范圍,取V帶傳動(dòng)比Iv=2~4,單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍Ic=3~5,則合理總傳動(dòng)比i的范圍為i=6~20,故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=i×nw=(6~20)×121.5=729~2430r/min
符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有960 r/min和1420r/min。由【2】表8.1查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)、如下表
方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min) 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比
KW 同轉(zhuǎn) 滿轉(zhuǎn) 總傳動(dòng)比 帶 齒輪
1 Y132s-6 3 1000 960 7.9 3 2.63
2 Y100l2-4 3 1500 1420 11.68 3 3.89
綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比,比較兩種方案可知:方案1因電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低,傳動(dòng)裝置尺寸較大,價(jià)格較高。方案2適中。故選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y100l2-4。
4、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)
根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類型,所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速,選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為
Y100l2-4。
其主要性能:額定功率:3KW,滿載轉(zhuǎn)速1420r/min,額定轉(zhuǎn)矩2.2。
三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比
1、總傳動(dòng)比:i總=n電動(dòng)/n筒=1420/121.5=11.68
2、分配各級(jí)傳動(dòng)比
(1) 取i帶=3
(2) ∵i總=i齒×i 帶π
∴i齒=i總/i帶=11.68/3=3.89
四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算
1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速(r/min)
nI=nm/i帶=1420/3=473.33(r/min)
nII=nI/i齒=473.33/3.89=121.67(r/min)
滾筒nw=nII=473.33/3.89=121.67(r/min)
2、 計(jì)算各軸的功率(KW)
PI=Pd×η帶=2.76×0.96=2.64KW
PII=PI×η軸承×η齒輪=2.64×0.99×0.97=2.53KW
3、 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩
Td=9.55Pd/nm=9550×2.76/1420=18.56N?m
TI=9.55p2入/n1 =9550x2.64/473.33=53.26N?m
TII =9.55p2入/n2=9550x2.53/121.67=198.58N?m
五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算
1、 皮帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
(1) 選擇普通V帶截型
由課本[1]P189表10-8得:kA=1.2 P=2.76KW
PC=KAP=1.2×2.76=3.3KW
據(jù)PC=3.3KW和n1=473.33r/min
由課本[1]P189圖10-12得:選用A型V帶
(2) 確定帶輪基準(zhǔn)直徑,并驗(yàn)算帶速
由[1]課本P190表10-9,取dd1=95mm>dmin=75
dd2=i帶dd1(1-ε)=3×95×(1-0.02)=279.30 mm
由課本[1]P190表10-9,取dd2=280
帶速V:V=πdd1n1/60×1000
=π×95×1420/60×1000
=7.06m/s
在5~25m/s范圍內(nèi),帶速合適。
(3) 確定帶長(zhǎng)和中心距
初定中心距a0=500mm
Ld=2a0+π(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0
=2×500+3.14(95+280)+(280-95)2/4×450
=1605.8mm
根據(jù)課本[1]表(10-6)選取相近的Ld=1600mm
確定中心距a≈a0+(Ld-Ld0)/2=500+(1600-1605.8)/2
=497mm
(4) 驗(yàn)算小帶輪包角
α1=1800-57.30 ×(dd2-dd1)/a
=1800-57.30×(280-95)/497
=158.670>1200(適用)
(5) 確定帶的根數(shù)
單根V帶傳遞的額定功率.據(jù)dd1和n1,查課本圖10-9得 P1=1.4KW
i≠1時(shí)單根V帶的額定功率增量.據(jù)帶型及i查[1]表10-2得 △P1=0.17KW
查[1]表10-3,得Kα=0.94;查[1]表10-4得 KL=0.99
Z= PC/[(P1+△P1)KαKL]
=3.3/[(1.4+0.17) ×0.94×0.99]
=2.26 (取3根)
(6) 計(jì)算軸上壓力
由課本[1]表10-5查得q=0.1kg/m,由課本式(10-20)單根V帶的初拉力:
F0=500PC/ZV[(2.5/Kα)-1]+qV2=500x3.3/[3x7.06(2.5/0.94-1)]+0.10x7.062 =134.3kN
則作用在軸承的壓力FQ
FQ=2ZF0sin(α1/2)=2×3×134.3sin(158.67o/2)
=791.9N
2、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
(1)選擇齒輪材料與熱處理:所設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)屬于閉式傳動(dòng),通常
齒輪采用軟齒面。查閱表[1] 表6-8,選用價(jià)格便宜便于制造的材料,小齒輪材料為45鋼,調(diào)質(zhì),齒面硬度260HBS;大齒輪材料也為45鋼,正火處理,硬度為215HBS;
精度等級(jí):運(yùn)輸機(jī)是一般機(jī)器,速度不高,故選8級(jí)精度。
(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
由d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3
確定有關(guān)參數(shù)如下:傳動(dòng)比i齒=3.89
取小齒輪齒數(shù)Z1=20。則大齒輪齒數(shù):Z2=iZ1= ×20=77.8取z2=78
由課本表6-12取φd=1.1
(3)轉(zhuǎn)矩T1
T1=9.55×106×P1/n1=9.55×106×2.61/473.33=52660N?mm
(4)載荷系數(shù)k : 取k=1.2
(5)許用接觸應(yīng)力[σH]
[σH]= σHlim ZN/SHmin 由課本[1]圖6-37查得:
σHlim1=610Mpa σHlim2=500Mpa
接觸疲勞壽命系數(shù)Zn:按一年300個(gè)工作日,每天16h計(jì)算,由公式N=60njtn 計(jì)算
N1=60×473.33×10×300×18=1.36x109
N2=N/i=1.36x109 /3.89=3.4×108
查[1]課本圖6-38中曲線1,得 ZN1=1 ZN2=1.05
按一般可靠度要求選取安全系數(shù)SHmin=1.0
[σH]1=σHlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 Mpa
[σH]2=σHlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa
故得:
d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3
=49.04mm
模數(shù):m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm
取課本[1]P79標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)第一數(shù)列上的值,m=2.5
(6)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
σ bb=2KT1YFS/bmd1
確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)
分度圓直徑:d1=mZ1=2.5×20mm=50mm
d2=mZ2=2.5×78mm=195mm
齒寬:b=φdd1=1.1×50mm=55mm
取b2=55mm b1=60mm
(7)復(fù)合齒形因數(shù)YFs 由課本[1]圖6-40得:YFS1=4.35,YFS2=3.95
(8)許用彎曲應(yīng)力[σbb]
根據(jù)課本[1]P116:
[σbb]= σbblim YN/SFmin
由課本[1]圖6-41得彎曲疲勞極限σbblim應(yīng)為: σbblim1=490Mpa σbblim2 =410Mpa
由課本[1]圖6-42得彎曲疲勞壽命系數(shù)YN:YN1=1 YN2=1
彎曲疲勞的最小安全系數(shù)SFmin :按一般可靠性要求,取SFmin =1
計(jì)算得彎曲疲勞許用應(yīng)力為
[σbb1]=σbblim1 YN1/SFmin=490×1/1=490Mpa
[σbb2]= σbblim2 YN2/SFmin =410×1/1=410Mpa
校核計(jì)算
σbb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa< [σbb1]
σbb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa< [σbb2]
故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠
(9)計(jì)算齒輪傳動(dòng)的中心矩a
a=(d1+d2)/2= (50+195)/2=122.5mm
(10)計(jì)算齒輪的圓周速度V
計(jì)算圓周速度V=πn1d1/60×1000=3.14×473.33×50/60×1000=1.23m/s
因?yàn)閂<6m/s,故取8級(jí)精度合適.
六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
從動(dòng)軸設(shè)計(jì)
1、選擇軸的材料 確定許用應(yīng)力
選軸的材料為45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理。查[2]表13-1可知:
σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知:[σb+1]bb=215Mpa
[σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa
2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑
單級(jí)齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸,輸出端與聯(lián)軸器相接,
從結(jié)構(gòu)要求考慮,輸出端軸徑應(yīng)最小,最小直徑為:
d≥C
查[2]表13-5可得,45鋼取C=118
則d≥118×(2.53/121.67)1/3mm=32.44mm
考慮鍵槽的影響以及聯(lián)軸器孔徑系列標(biāo)準(zhǔn),取d=35mm
3、齒輪上作用力的計(jì)算
齒輪所受的轉(zhuǎn)矩:T=9.55×106P/n=9.55×106×2.53/121.67=198582 N
齒輪作用力:
圓周力:Ft=2T/d=2×198582/195N=2036N
徑向力:Fr=Fttan200=2036×tan200=741N
4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),需要考慮軸系中相配零件的尺寸以及軸上零件的固定方式,按比例繪制軸系結(jié)構(gòu)草圖。
(1)、聯(lián)軸器的選擇
可采用彈性柱銷聯(lián)軸器,查[2]表9.4可得聯(lián)軸器的型號(hào)為HL3聯(lián)軸器:35×82 GB5014-85
(2)、確定軸上零件的位置與固定方式
單級(jí)減速器中,可以將齒輪安排在箱體中央,軸承對(duì)稱布置
在齒輪兩邊。軸外伸端安裝聯(lián)軸器,齒輪靠油環(huán)和套筒實(shí)現(xiàn)
軸向定位和固定,靠平鍵和過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定,兩端軸
承靠套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位,靠過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定 ,軸通
過(guò)兩端軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸向定位,聯(lián)軸器靠軸肩平鍵和過(guò)盈配合
分別實(shí)現(xiàn)軸向定位和周向定位
(3)、確定各段軸的直徑
將估算軸d=35mm作為外伸端直徑d1與聯(lián)軸器相配(如圖),
考慮聯(lián)軸器用軸肩實(shí)現(xiàn)軸向定位,取第二段直徑為d2=40mm
齒輪和左端軸承從左側(cè)裝入,考慮裝拆方便以及零件固定的要求,裝軸處d3應(yīng)大于d2,取d3=4 5mm,為便于齒輪裝拆與齒輪配合處軸徑d4應(yīng)大于d3,取d4=50mm。齒輪左端用用套筒固定,右端用軸環(huán)定位,軸環(huán)直徑d5
滿足齒輪定位的同時(shí),還應(yīng)滿足右側(cè)軸承的安裝要求,根據(jù)選定軸承型號(hào)確定.右端軸承型號(hào)與左端軸承相同,取d6=45mm.
(4)選擇軸承型號(hào).由[1]P270初選深溝球軸承,代號(hào)為6209,查手冊(cè)可得:軸承寬度B=19,安裝尺寸D=52,故軸環(huán)直徑d5=52mm.
(5)確定軸各段直徑和長(zhǎng)度
Ⅰ段:d1=35mm 長(zhǎng)度取L1=50mm
II段:d2=40mm
初選用6209深溝球軸承,其內(nèi)徑為45mm,
寬度為19mm.考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁,軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長(zhǎng)為20mm,通過(guò)密封蓋軸段長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度,并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定,為此,取該段長(zhǎng)為55mm,安裝齒輪段長(zhǎng)度應(yīng)比輪轂寬度小2mm,故II段長(zhǎng):
L2=(2+20+19+55)=96mm
III段直徑d3=45mm
L3=L1-L=50-2=48mm
Ⅳ段直徑d4=50mm
長(zhǎng)度與右面的套筒相同,即L4=20mm
Ⅴ段直徑d5=52mm. 長(zhǎng)度L5=19mm
由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距L=96mm
(6)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算
①求分度圓直徑:已知d1=195mm
②求轉(zhuǎn)矩:已知T2=198.58N?m
③求圓周力:Ft
根據(jù)課本P127(6-34)式得
Ft=2T2/d2=2×198.58/195=2.03N
④求徑向力Fr
根據(jù)課本P127(6-35)式得
Fr=Ft?tanα=2.03×tan200=0.741N
⑤因?yàn)樵撦S兩軸承對(duì)稱,所以:LA=LB=48mm
(1)繪制軸受力簡(jiǎn)圖(如圖a)
(2)繪制垂直面彎矩圖(如圖b)
軸承支反力:
FAY=FBY=Fr/2=0.74/2=0.37N
FAZ=FBZ=Ft/2=2.03/2=1.01N
由兩邊對(duì)稱,知截面C的彎矩也對(duì)稱。截面C在垂直面彎矩為
MC1=FAyL/2=0.37×96÷2=17.76N?m
截面C在水平面上彎矩為:
MC2=FAZL/2=1.01×96÷2=48.48N?m
(4)繪制合彎矩圖(如圖d)
MC=(MC12+MC22)1/2=(17.762+48.482)1/2=51.63N?m
(5)繪制扭矩圖(如圖e)
轉(zhuǎn)矩:T=9.55×(P2/n2)×106=198.58N?m
(6)繪制當(dāng)量彎矩圖(如圖f)
轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪文治武功力按脈動(dòng)循環(huán)變化,取α=0.2,截面C處的當(dāng)量彎矩:
Mec=[MC2+(αT)2]1/2
=[51.632+(0.2×198.58)2]1/2=65.13N?m
(7)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度
由式(6-3)
σe=65.13/0.1d33=65.13x1000/0.1×453
=7.14MPa< [σ-1]b=60MPa
∴該軸強(qiáng)度足夠。
主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)
1、選擇軸的材料 確定許用應(yīng)力
選軸的材料為45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理。查[2]表13-1可知:
σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知:[σb+1]bb=215Mpa
[σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa
2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑
單級(jí)齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸,輸出端與聯(lián)軸器相接,
從結(jié)構(gòu)要求考慮,輸出端軸徑應(yīng)最小,最小直徑為:
d≥C
查[2]表13-5可得,45鋼取C=118
則d≥118×(2.64/473.33)1/3mm=20.92mm
考慮鍵槽的影響以系列標(biāo)準(zhǔn),取d=22mm
3、齒輪上作用力的計(jì)算
齒輪所受的轉(zhuǎn)矩:T=9.55×106P/n=9.55×106×2.64/473.33=53265 N
齒輪作用力:
圓周力:Ft=2T/d=2×53265/50N=2130N
徑向力:Fr=Fttan200=2130×tan200=775N
確定軸上零件的位置與固定方式
單級(jí)減速器中,可以將齒輪安排在箱體中央,軸承對(duì)稱布置
在齒輪兩邊。齒輪靠油環(huán)和套筒實(shí)現(xiàn) 軸向定位和固定
,靠平鍵和過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定,兩端軸
承靠套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位,靠過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定 ,軸通
過(guò)兩端軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸向定位,
4 確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
初選用6206深溝球軸承,其內(nèi)徑為30mm,
寬度為16mm.??紤]齒輪端面和箱體內(nèi)壁,軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離,則取套筒長(zhǎng)為20mm,則該段長(zhǎng)36mm,安裝齒輪段長(zhǎng)度為輪轂寬度為2mm。
(2)按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算
①求分度圓直徑:已知d2=50mm
②求轉(zhuǎn)矩:已知T=53.26N?m
③求圓周力Ft:根據(jù)課本P127(6-34)式得
Ft=2T3/d2=2×53.26/50=2.13N
④求徑向力Fr根據(jù)課本P127(6-35)式得
Fr=Ft?tanα=2.13×0.36379=0.76N
⑤∵兩軸承對(duì)稱
∴LA=LB=50mm
(1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZ
FAX=FBY=Fr/2=0.76/2=0.38N
FAZ=FBZ=Ft/2=2.13/2=1.065N
(2) 截面C在垂直面彎矩為
MC1=FAxL/2=0.38×100/2=19N?m
(3)截面C在水平面彎矩為
MC2=FAZL/2=1.065×100/2=52.5N?m
(4)計(jì)算合成彎矩
MC=(MC12+MC22)1/2
=(192+52.52)1/2
=55.83N?m
(5)計(jì)算當(dāng)量彎矩:根據(jù)課本P235得α=0.4
Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[55.832+(0.4×53.26)2]1/2
=59.74N?m
(6)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度
由式(10-3)
σe=Mec/(0.1d3)=59.74x1000/(0.1×303)
=22.12Mpa<[σ-1]b=60Mpa
∴此軸強(qiáng)度足夠
(7) 滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算
一從動(dòng)軸上的軸承
根據(jù)根據(jù)條件,軸承預(yù)計(jì)壽命
L'h=10×300×16=48000h
(1)由初選的軸承的型號(hào)為: 6209,
查[1]表14-19可知:d=55mm,外徑D=85mm,寬度B=19mm,基本額定動(dòng)載荷C=31.5KN, 基本靜載荷CO=20.5KN,
查[2]表10.1可知極限轉(zhuǎn)速9000r/min
(1)已知nII=121.67(r/min)
兩軸承徑向反力:FR1=FR2=1083N
根據(jù)課本P265(11-12)得軸承內(nèi)部軸向力
FS=0.63FR 則FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1083=682N
(2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0
故任意取一端為壓緊端,現(xiàn)取1端為壓緊端
FA1=FS1=682N FA2=FS2=682N
(3)求系數(shù)x、y
FA1/FR1=682N/1038N =0.63
FA2/FR2=682N/1038N =0.63
根據(jù)課本P265表(14-14)得e=0.68
FA1/FR1<e x1=1 FA2/FR2<e x2=1
y1=0 y2=0
(4)計(jì)算當(dāng)量載荷P1、P2
根據(jù)課本P264表(14-12)取f P=1.5
根據(jù)課本P264(14-7)式得
P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1083+0)=1624N
P2=fp(x2FR1+y2FA2)= 1.5×(1×1083+0)=1624N
(5)軸承壽命計(jì)算
∵P1=P2 故取P=1624N
∵深溝球軸承ε=3
根據(jù)手冊(cè)得6209型的Cr=31500N
由課本P264(14-5)式得
LH=106(ftCr/P)ε/60n
=106(1×31500/1624)3/60X121.67=998953h>48000h
∴預(yù)期壽命足夠
二.主動(dòng)軸上的軸承:
(1)由初選的軸承的型號(hào)為:6206
查[1]表14-19可知:d=30mm,外徑D=62mm,寬度B=16mm,
基本額定動(dòng)載荷C=19.5KN,基本靜載荷CO=111.5KN,
查[2]表10.1可知極限轉(zhuǎn)速13000r/min
根據(jù)根據(jù)條件,軸承預(yù)計(jì)壽命
L'h=10×300×16=48000h
(1)已知nI=473.33(r/min)
兩軸承徑向反力:FR1=FR2=1129N
根據(jù)課本P265(11-12)得軸承內(nèi)部軸向力
FS=0.63FR 則FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1129=711.8N
(2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0
故任意取一端為壓緊端,現(xiàn)取1端為壓緊端
FA1=FS1=711.8N FA2=FS2=711.8N
(3)求系數(shù)x、y
FA1/FR1=711.8N/711.8N =0.63
FA2/FR2=711.8N/711.8N =0.63
根據(jù)課本P265表(14-14)得e=0.68
FA1/FR1<e x1=1 FA2/FR2<e x2=1
y1=0 y2=0
(4)計(jì)算當(dāng)量載荷P1、P2
根據(jù)課本P264表(14-12)取f P=1.5
根據(jù)課本P264(14-7)式得
P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1129+0)=1693.5N
P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×1129+0)= 1693.5N
(5)軸承壽命計(jì)算
∵P1=P2 故取P=1693.5N
∵深溝球軸承ε=3
根據(jù)手冊(cè)得6206型的Cr=19500N
由課本P264(14-5)式得
LH=106(ftCr/P)ε/60n
=106(1×19500/1693.5)3/60X473.33=53713h>48000h
∴預(yù)期壽命足夠
七、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算
1.根據(jù)軸徑的尺寸,由[1]中表12-6
高速軸(主動(dòng)軸)與V帶輪聯(lián)接的鍵為:鍵8×36 GB1096-79
大齒輪與軸連接的鍵為:鍵 14×45 GB1096-79
軸與聯(lián)軸器的鍵為:鍵10×40 GB1096-79
2.鍵的強(qiáng)度校核
大齒輪與軸上的鍵 :鍵14×45 GB1096-79
b×h=14×9,L=45,則Ls=L-b=31mm
圓周力:Fr=2TII/d=2×198580/50=7943.2N
擠壓強(qiáng)度: =56.93<125~150MPa=[σp]
因此擠壓強(qiáng)度足夠
剪切強(qiáng)度: =36.60<120MPa=[ ]
因此剪切強(qiáng)度足夠
鍵8×36 GB1096-79和鍵10×40 GB1096-79根據(jù)上面的步驟校核,并且符合要求。
八、減速器箱體、箱蓋及附件的設(shè)計(jì)計(jì)算~
1、減速器附件的選擇
通氣器
由于在室內(nèi)使用,選通氣器(一次過(guò)濾),采用M18×1.5
油面指示器
選用游標(biāo)尺M(jìn)12
起吊裝置
采用箱蓋吊耳、箱座吊耳.
放油螺塞
選用外六角油塞及墊片M18×1.5
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5.3選擇適當(dāng)型號(hào):
起蓋螺釘型號(hào):GB/T5780 M18×30,材料Q235
高速軸軸承蓋上的螺釘:GB5783~86 M8X12,材料Q235
低速軸軸承蓋上的螺釘:GB5783~86 M8×20,材料Q235
螺栓:GB5782~86 M14×100,材料Q235
箱體的主要尺寸:
:
(1)箱座壁厚z=0.025a+1=0.025×122.5+1= 4.0625 取z=8
(2)箱蓋壁厚z1=0.02a+1=0.02×122.5+1= 3.45
取z1=8
(3)箱蓋凸緣厚度b1=1.5z1=1.5×8=12
(4)箱座凸緣厚度b=1.5z=1.5×8=12
(5)箱座底凸緣厚度b2=2.5z=2.5×8=20
(6)地腳螺釘直徑df =0.036a+12=
0.036×122.5+12=16.41(取18)
(7)地腳螺釘數(shù)目n=4 (因?yàn)閍<250)
(8)軸承旁連接螺栓直徑d1= 0.75df =0.75×18= 13.5 (取14)
(9)蓋與座連接螺栓直徑 d2=(0.5-0.6)df =0.55× 18=9.9 (取10)
(10)連接螺栓d2的間距L=150-200
(11)軸承端蓋螺釘直d3=(0.4-0.5)df=0.4×18=7.2(取8)
(12)檢查孔蓋螺釘d4=(0.3-0.4)df=0.3×18=5.4 (取6)
(13)定位銷直徑d=(0.7-0.8)d2=0.8×10=8
(14)df.d1.d2至外箱壁距離C1
(15) Df.d2
(16)凸臺(tái)高度:根據(jù)低速級(jí)軸承座外徑確定,以便于扳手操作為準(zhǔn)。
(17)外箱壁至軸承座端面的距離C1+C2+(5~10)
(18)齒輪頂圓與內(nèi)箱壁間的距離:>9.6 mm
(19)齒輪端面與內(nèi)箱壁間的距離:=12 mm
(20)箱蓋,箱座肋厚:m1=8 mm,m2=8 mm
(21)軸承端蓋外徑∶D+(5~5.5)d3
D~軸承外徑
(22)軸承旁連接螺栓距離:盡可能靠近,以Md1和Md3 互不干涉為準(zhǔn),一般取S=D2.
九、潤(rùn)滑與密封
1.齒輪的潤(rùn)滑
采用浸油潤(rùn)滑,由于為單級(jí)圓柱齒輪減速器,速度ν<12m/s,當(dāng)m<20 時(shí),浸油深度h約為1個(gè)齒高,但不小于10mm,所以浸油高度約為36mm。
2.滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑
由于軸承周向速度為,所以宜開設(shè)油溝、飛濺潤(rùn)滑。
3.潤(rùn)滑油的選擇
齒輪與軸承用同種潤(rùn)滑油較為便利,考慮到該裝置用于小型設(shè)備,選用GB443-89全損耗系統(tǒng)用油L-AN15潤(rùn)滑油。
4.密封方法的選取
選用凸緣式端蓋易于調(diào)整,采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實(shí)現(xiàn)密封。密封圈型號(hào)按所裝配軸的直徑確定為GB894.1-86-25軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。
十、設(shè)計(jì)小結(jié)
課程設(shè)計(jì)體會(huì)
課程設(shè)計(jì)都需要刻苦耐勞,努力鉆研的精神。對(duì)于每一個(gè)事物都會(huì)有第一次的吧,而沒(méi)一個(gè)第一次似乎都必須經(jīng)歷由感覺(jué)困難重重,挫折不斷到一步一步克服,可能需要連續(xù)幾個(gè)小時(shí)、十幾個(gè)小時(shí)不停的工作進(jìn)行攻關(guān);最后出成果的瞬間是喜悅、是輕松、是舒了口氣!
課程設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題幾乎都是過(guò)去所學(xué)的知識(shí)不牢固,許多計(jì)算方法、公式都忘光了,要不斷的翻資料、看書,和同學(xué)們相互探討。雖然過(guò)程很辛苦,有時(shí)還會(huì)有放棄的念頭,但始終堅(jiān)持下來(lái),完成了設(shè)計(jì),而且學(xué)到了,應(yīng)該是補(bǔ)回了許多以前沒(méi)學(xué)好的知識(shí),同時(shí)鞏固了這些知識(shí),提高了運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。
十一、參考資料目錄
[1]《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》,高等教育出版社,陳立德主編,2004年7月第2版;
[2] 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》,機(jī)械工業(yè)出版社 胡家秀主編 2007年7月第1版
二、設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)任務(wù)書 帶圖的
械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
班 級(jí) 姓 名
設(shè)計(jì)題目:帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)
布置形式:設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器(Ⅰ)
傳動(dòng)簡(jiǎn)圖
原始數(shù)據(jù):
數(shù)據(jù)編號(hào) 1 2 3 4 5 6
運(yùn)輸帶工作拉力F/N 800 850 900 950 1100 1150
運(yùn)輸帶工作速度v/(m/s) 1.5 1.6 1.7 1.5 1.55 1.6
卷筒直徑D/mm 250 260 270 240 250 260
工作條件:一班制,連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)。載荷平穩(wěn),室內(nèi)工作,有粉塵。
使用期限:10 年
生產(chǎn)批量:10 套
動(dòng)力來(lái)源:三相交流電(220V/380V )
運(yùn)輸帶速度允許誤差:±5% 。
提問(wèn)者: 浪人5 - 試用期 一級(jí) 其他回答 共 1 條
這個(gè)是我好不容易才找到的,一個(gè)東東啊,你可以自己看看啊,就差不多能自己理解了。。。給我你的郵箱發(fā)給你??!我的是hexiaobee@163.com
目 錄
設(shè)計(jì)任務(wù)書…………………………………………………2
第一部分 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)……………………………4
第二部分 V帶設(shè)計(jì)………………………………………6
第三部分 各齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………9
第四部分 軸的設(shè)計(jì)………………………………………13
第五部分 校核……………………………………………19
第六部分 主要尺寸及數(shù)據(jù)………………………………21
設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書
一、 課程設(shè)計(jì)題目:
設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置(簡(jiǎn)圖如下)
原始數(shù)據(jù):
數(shù)據(jù)編號(hào) 3 5 7 10
運(yùn)輸機(jī)工作轉(zhuǎn)矩T/(N.m) 690 630 760 620
運(yùn)輸機(jī)帶速V/(m/s) 0.8 0.9 0.75 0.9
卷筒直徑D/mm 320 380 320 360
工作條件:
連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),工作時(shí)有輕微振動(dòng),使用期限為10年,小批量生產(chǎn),單班制工作(8小時(shí)/天)。運(yùn)輸速度允許誤差為 。
二、 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容
1)傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)。
2)傳動(dòng)件及支承的設(shè)計(jì)計(jì)算。
3)減速器裝配圖及零件工作圖。
4)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書編寫。
每個(gè)學(xué)生應(yīng)完成:
1) 部件裝配圖一張(A1)。
2) 零件工作圖兩張(A3)
3) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份(6000~8000字)。
本組設(shè)計(jì)數(shù)據(jù):
第三組數(shù)據(jù):運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)矩T/(N.m) 690 。
運(yùn)輸機(jī)帶速V/(m/s) 0.8 。
卷筒直徑D/mm 320 。
已給方案:外傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為V帶傳動(dòng)。
減速器為兩級(jí)展開式圓柱齒輪減速器。
第一部分 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)
一、 傳動(dòng)方案(已給定)
1) 外傳動(dòng)為V帶傳動(dòng)。
2) 減速器為兩級(jí)展開式圓柱齒輪減速器。
3) 方案簡(jiǎn)圖如下:
二、該方案的優(yōu)缺點(diǎn):
該工作機(jī)有輕微振動(dòng),由于V帶有緩沖吸振能力,采用V帶傳動(dòng)能減小振動(dòng)帶來(lái)的影響,并且該工作機(jī)屬于小功率、載荷變化不大,可以采用V帶這種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),并且價(jià)格便宜,標(biāo)準(zhǔn)化程度高,大幅降低了成本。減速器部分兩級(jí)展開式圓柱齒輪減速,這是兩級(jí)減速器中應(yīng)用最廣泛的一種。齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱,要求軸具有較大的剛度。高速級(jí)齒輪常布置在遠(yuǎn)離扭矩輸入端的一邊,以減小因彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均現(xiàn)象。原動(dòng)機(jī)部分為Y系列三相交流 異步電動(dòng)機(jī)。
總體來(lái)講,該傳動(dòng)方案滿足工作機(jī)的性能要求,適應(yīng)工作條件、工作可靠,此外還結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、成本低傳動(dòng)效率高。
計(jì) 算 與 說(shuō) 明 結(jié)果
三、原動(dòng)機(jī)選擇(Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī))
工作機(jī)所需功率: =0.96 (見(jiàn)課設(shè)P9)
傳動(dòng)裝置總效率: (見(jiàn)課設(shè)式2-4)
(見(jiàn)課設(shè)表12-8)
電動(dòng)機(jī)的輸出功率: (見(jiàn)課設(shè)式2-1)
取
選擇電動(dòng)機(jī)為Y132M1-6 m型 (見(jiàn)課設(shè)表19-1)
技術(shù)數(shù)據(jù):額定功率( ) 4 滿載轉(zhuǎn)矩( ) 960
額定轉(zhuǎn)矩( ) 2.0 最大轉(zhuǎn)矩( ) 2.0
Y132M1-6電動(dòng)機(jī)的外型尺寸(mm): (見(jiàn)課設(shè)表19-3)
A:216 B:178 C:89 D:38 E:80 F:10 G:33 H:132 K:12 AB:280 AC:270 AD:210 HD:315 BB:238 L:235
四、傳動(dòng)裝置總體傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配
1、 總傳動(dòng)比: (見(jiàn)課設(shè)式2-6)
2、 各級(jí)傳動(dòng)比分配: (見(jiàn)課設(shè)式2-7)
初定
第二部分 V帶設(shè)計(jì)
外傳動(dòng)帶選為 普通V帶傳動(dòng)
1、 確定計(jì)算功率:
1)、由表5-9查得工作情況系數(shù)
2)、由式5-23(機(jī)設(shè))
2、選擇V帶型號(hào)
查圖5-12a(機(jī)設(shè))選A型V帶。
3.確定帶輪直徑
(1)、參考圖5-12a(機(jī)設(shè))及表5-3(機(jī)設(shè))選取小帶輪直徑
(電機(jī)中心高符合要求)
(2)、驗(yàn)算帶速 由式5-7(機(jī)設(shè))
(3)、從動(dòng)帶輪直徑
查表5-4(機(jī)設(shè)) 取
(4)、傳動(dòng)比 i
(5)、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速
4.確定中心距 和帶長(zhǎng)
(1)、按式(5-23機(jī)設(shè))初選中心距
取
(2)、按式(5-24機(jī)設(shè))求帶的計(jì)算基礎(chǔ)準(zhǔn)長(zhǎng)度L0
查圖.5-7(機(jī)設(shè))取帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=2000mm
(3)、按式(5-25機(jī)設(shè))計(jì)算中心距:a
(4)、按式(5-26機(jī)設(shè))確定中心距調(diào)整范圍
5.驗(yàn)算小帶輪包角α1
由式(5-11機(jī)設(shè))
6.確定V帶根數(shù)Z
(1)、由表(5-7機(jī)設(shè))查得dd1=112 n1=800r/min及n1=980r/min時(shí),單根V帶的額定功率分呷為1.00Kw和1.18Kw,用線性插值法求n1=980r/min時(shí)的額定功率P0值。
(2)、由表(5-10機(jī)設(shè))查得△P0=0.11Kw
(3)、由表查得(5-12機(jī)設(shè))查得包角系數(shù)
(4)、由表(5-13機(jī)設(shè))查得長(zhǎng)度系數(shù)KL=1.03
(5)、計(jì)算V帶根數(shù)Z,由式(5-28機(jī)設(shè))
取Z=5根
7.計(jì)算單根V帶初拉力F0,由式(5-29)機(jī)設(shè)。
q由表5-5機(jī)設(shè)查得
8.計(jì)算對(duì)軸的壓力FQ,由式(5-30機(jī)設(shè))得
9.確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸,給制帶輪工作圖
小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1=112mm采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)。大帶輪基準(zhǔn)直徑dd2=280mm,采用孔板式結(jié)構(gòu),基準(zhǔn)圖見(jiàn)零件工作圖。
第三部分 各齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
一、高速級(jí)減速齒輪設(shè)計(jì)(直齒圓柱齒輪)
1.齒輪的材料,精度和齒數(shù)選擇,因傳遞功率不大,轉(zhuǎn)速不高,材料按表7-1選取,都采用45號(hào)鋼,鍛選項(xiàng)毛坯,大齒輪、正火處理,小齒輪調(diào)質(zhì),均用軟齒面。齒輪精度用8級(jí),輪齒表面精糙度為Ra1.6,軟齒面閉式傳動(dòng),失效形式為占蝕,考慮傳動(dòng)平穩(wěn)性,齒數(shù)宜取多些,取Z1=34 則Z2=Z1i=34×2.62=89
2.設(shè)計(jì)計(jì)算。
(1)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算,再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。
(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì),由式(7-9)
T1=9.55×106×P/n=9.55×106×5.42/384=134794 N?mm
由圖(7-6)選取材料的接觸疲勞,極限應(yīng)力為
бHILim=580 бHILin=560
由圖 7-7選取材料彎曲疲勞極限應(yīng)力
бHILim=230 бHILin=210
應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N由式(7-3)計(jì)算
N1=60n, at=60×(8×360×10)=6.64×109
N2= N1/u=6.64×109/2.62=2.53×109
由圖7-8查得接觸疲勞壽命系數(shù);ZN1=1.1 ZN2=1.04
由圖7-9查得彎曲 ;YN1=1 YN2=1
由圖7-2查得接觸疲勞安全系數(shù):SFmin=1.4 又YST=2.0 試選Kt=1.3
由式(7-1)(7-2)求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力
將有關(guān)值代入式(7-9)得
則V1=(πd1tn1/60×1000)=1.3m/s
( Z1 V1/100)=1.3×(34/100)m/s=0.44m/s
查圖7-10得Kv=1.05 由表7-3查和得K A=1.25.由表7-4查得Kβ=1.08.取Kα=1.05.則KH=KAKVKβKα=1.42 ,修正
M=d1/Z1=1.96mm
由表7-6取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù):m=2mm
(3) 計(jì)算幾何尺寸
d1=mz1=2×34=68mm
d2=mz2=2×89=178mm
a=m(z1+z2)/2=123mm
b=φddt=1×68=68mm
取b2=65mm b1=b2+10=75
3.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
由圖7-18查得,YFS1=4.1,YFS2=4.0 取Yε=0.7
由式(7-12)校核大小齒輪的彎曲強(qiáng)度.
二、低速級(jí)減速齒輪設(shè)計(jì)(直齒圓柱齒輪)
1.齒輪的材料,精度和齒數(shù)選擇,因傳遞功率不大,轉(zhuǎn)速不高,材料按表7-1選取,都采用45號(hào)鋼,鍛選項(xiàng)毛坯,大齒輪、正火處理,小齒輪調(diào)質(zhì),均用軟齒面。齒輪精度用8級(jí),輪齒表面精糙度為Ra1.6,軟齒面閉式傳動(dòng),失效形式為點(diǎn)蝕,考慮傳動(dòng)平穩(wěn)性,齒數(shù)宜取多些,取Z1=34
則Z2=Z1i=34×3.7=104
2.設(shè)計(jì)計(jì)算。
(1) 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算,再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。
(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì),由式(7-9)
T1=9.55×106×P/n=9.55×106×5.20/148=335540 N?mm
由圖(7-6)選取材料的接觸疲勞,極限應(yīng)力為
бHILim=580 бHILin=560
由圖 7-7選取材料彎曲疲勞極陰應(yīng)力
бHILim=230 бHILin=210
應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N由式(7-3)計(jì)算
N1=60n at=60×148×(8×360×10)=2.55×109
N2= N1/u=2.55×109/3.07=8.33×108
由圖7-8查得接觸疲勞壽命系數(shù);ZN1=1.1 ZN2=1.04
由圖7-9查得彎曲 ;YN1=1 YN2=1
由圖7-2查得接觸疲勞安全系數(shù):SFmin=1.4 又YST=2.0 試選Kt=1.3
由式(7-1)(7-2)求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力
將有關(guān)值代入式(7-9)得
則V1=(πd1tn1/60×1000)=0.55m/s
( Z1 V1/100)=0.55×(34/100)m/s=0.19m/s
查圖7-10得Kv=1.05 由表7-3查和得K A=1.25.由表7-4查得Kβ=1.08.取Kα=1.05.則KH=KAKVKβKα=1.377 ,修正
M=d1/Z1=2.11mm
由表7-6取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù):m=2.5mm
(3) 計(jì)算幾何尺寸
d1=mz1=2.5×34=85mm
d2=mz2=2.5×104=260mm
a=m(z1+z2)/2=172.5mm
b=φddt=1×85=85mm
取b2=85mm b1=b2+10=95
3.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
由圖7-18查得,YFS1=4.1,YFS2=4.0 取Yε=0.7
由式(7-12)校核大小齒輪的彎曲強(qiáng)度.
總結(jié):高速級(jí) z1=34 z2=89 m=2
低速級(jí) z1=34 z2=104 m=2.5
第四部分 軸的設(shè)計(jì)
高速軸的設(shè)計(jì)
1.選擇軸的材料及熱處理
由于減速器傳遞的功率不大,對(duì)其重量和尺寸也無(wú)特殊要求故選擇常用材料45鋼,調(diào)質(zhì)處理.
2.初估軸徑
按扭矩初估軸的直徑,查表10-2,得c=106至117,考慮到安裝聯(lián)軸器的軸段僅受扭矩作用.取c=110則:
D1min=
D2min=
D3min=
3.初選軸承
1軸選軸承為6008
2軸選軸承為6009
3軸選軸承為6012
根據(jù)軸承確定各軸安裝軸承的直徑為:
D1=40mm
D2=45mm
D3=60mm
4.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(現(xiàn)只對(duì)高速軸作設(shè)計(jì),其它兩軸設(shè)計(jì)略,結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖)為了拆裝方便,減速器殼體用剖分式,軸的結(jié)構(gòu)形狀如圖所示.
(1).各軸直徑的確定
初估軸徑后,即可按軸上零件的安裝順序,從左端開始確定直徑.該軸軸段1安裝軸承6008,故該段直徑為40mm。2段裝齒輪,為了便于安裝,取2段為44mm。齒輪右端用軸肩固定,計(jì)算得軸肩的高度為4.5mm,取3段為53mm。5段裝軸承,直徑和1段一樣為40mm。4段不裝任何零件,但考慮到軸承的軸向定位,及軸承的安裝,取4段為42mm。6段應(yīng)與密封毛氈的尺寸同時(shí)確定,查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè),選用JB/ZQ4606-1986中d=36mm的毛氈圈,故取6段36mm。7段裝大帶輪,取為32mm>dmin 。
(2)各軸段長(zhǎng)度的確定
軸段1的長(zhǎng)度為軸承6008的寬度和軸承到箱體內(nèi)壁的距離加上箱體內(nèi)壁到齒輪端面的距離加上2mm,l1=32mm。2段應(yīng)比齒輪寬略小2mm,為l2=73mm。3段的長(zhǎng)度按軸肩寬度公式計(jì)算l3=1.4h;去l3=6mm,4段:l4=109mm。l5和軸承6008同寬取l5=15mm。l6=55mm,7段同大帶輪同寬,取l7=90mm。其中l(wèi)4,l6是在確定其它段長(zhǎng)度和箱體內(nèi)壁寬后確定的。
于是,可得軸的支點(diǎn)上受力點(diǎn)間的跨距L1=52.5mm,L2=159mm,L3=107.5mm。
(3).軸上零件的周向固定
為了保證良好的對(duì)中性,齒輪與軸選用過(guò)盈配合H7/r6。與軸承內(nèi)圈配合軸勁選用k6,齒輪與大帶輪均采用A型普通平鍵聯(lián)接,分別為16*63 GB1096-1979及鍵10*80 GB1096-1979。
(4).軸上倒角與圓角
為保證6008軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面,根據(jù)軸承手冊(cè)的推薦,取軸肩圓角半徑為1mm。其他軸肩圓角半徑均為2mm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB6403.4-1986,軸的左右端倒角均為1*45。。
5.軸的受力分析
(1) 畫軸的受力簡(jiǎn)圖。
(2) 計(jì)算支座反力。
Ft=2T1/d1=
Fr=Fttg20。=3784
FQ=1588N
在水平面上
FR1H=
FR2H=Fr-FR1H=1377-966=411N
在垂直面上
FR1V=
Fr2V=Ft- FR1V=1377-352=1025N
(3) 畫彎矩圖
在水平面上,a-a剖面左側(cè)
MAh=FR1Hl3=966 52.5=50.715N?m
a-a剖面右側(cè)
M’Ah=FR2Hl2=411 153=62.88 N?m
在垂直面上
MAv=M’AV=FR1Vl2=352×153=53.856 N?m
合成彎矩,a-a剖面左側(cè)
a-a剖面右側(cè)
畫轉(zhuǎn)矩圖
轉(zhuǎn)矩 3784×(68/2)=128.7N?m
6.判斷危險(xiǎn)截面
顯然,如圖所示,a-a剖面左側(cè)合成彎矩最大、扭矩為T,該截面左側(cè)可能是危險(xiǎn)截面;b-b截面處合成灣矩雖不是最大,但該截面左側(cè)也可能是危險(xiǎn)截面。若從疲勞強(qiáng)度考慮,a-a,b-b截面右側(cè)均有應(yīng)力集中,且b-b截面處應(yīng)力集中更嚴(yán)重,故a-a截面左側(cè)和b-b截面左、右側(cè)又均有可能是疲勞破壞危險(xiǎn)截面。
7.軸的彎扭合成強(qiáng)度校核
由表10-1查得
(1)a-a剖面左側(cè)
3=0.1×443=8.5184m3
=14.57
(2)b-b截面左側(cè)
3=0.1×423=7.41m3
b-b截面處合成彎矩Mb:
=174 N?m
=27
8.軸的安全系數(shù)校核:由表10-1查得 (1)在a-a截面左側(cè)
WT=0.2d3=0.2×443=17036.8mm3
由附表10-1查得 由附表10-4查得絕對(duì)尺寸系數(shù) ;軸經(jīng)磨削加工, 由附表10-5查得質(zhì)量系數(shù) .則
彎曲應(yīng)力
應(yīng)力幅
平均應(yīng)力
切應(yīng)力
安全系數(shù)
查表10-6得許用安全系數(shù) =1.3~1.5,顯然S> ,故a-a剖面安全.
(2)b-b截面右側(cè)
抗彎截面系數(shù) 3=0.1×533=14.887m3
抗扭截面系數(shù)WT=0.2d3=0.2×533=29.775 m3
又Mb=174 N?m,故彎曲應(yīng)力
切應(yīng)力
由附表10-1查得過(guò)盈配合引起的有效應(yīng)力集中系數(shù) 。 則
顯然S> ,故b-b截面右側(cè)安全。
(3)b-b截面左側(cè)
WT=0.2d3=0.2×423=14.82 m3
b-b截面左右側(cè)的彎矩、扭矩相同。
彎曲應(yīng)力
切應(yīng)力
(D-d)/r=1 r/d=0.05,由附表10-2查得圓角引起的有效應(yīng)力集中系數(shù) 。由附表10-4查得絕對(duì)尺寸系數(shù) 。又 。則
顯然S> ,故b-b截面左側(cè)安全。
第五部分 校 核
高速軸軸承
FR2H=Fr-FR1H=1377-966=411N
Fr2V=Ft- FR1V=1377-352=1025N
軸承的型號(hào)為6008,Cr=16.2 kN
1) FA/COr=0
2) 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷
查表得fP=1.2徑向載荷系數(shù)X和軸向載荷系數(shù)Y為X=1,Y=0
=1.2×(1×352)=422.4 N
3) 驗(yàn)算6008的壽命
驗(yàn)算右邊軸承
鍵的校核
鍵1 10×8 L=80 GB1096-79
則強(qiáng)度條件為
查表許用擠壓應(yīng)力
所以鍵的強(qiáng)度足夠
鍵2 12×8 L=63 GB1096-79
則強(qiáng)度條件為
查表許用擠壓應(yīng)力
所以鍵的強(qiáng)度足夠
聯(lián)軸器的選擇
聯(lián)軸器選擇為TL8型彈性聯(lián)軸器 GB4323-84
減速器的潤(rùn)滑
1.齒輪的潤(rùn)滑
因齒輪的圓周速度<12 m/s,所以才用浸油潤(rùn)滑的潤(rùn)滑方式。
高速齒輪浸入油里約0.7個(gè)齒高,但不小于10mm,低速級(jí)齒輪浸入油高度約為1個(gè)齒高(不小于10mm),1/6齒輪。
2.滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑
因潤(rùn)滑油中的傳動(dòng)零件(齒輪)的圓周速度V≥1.5~2m/s所以采用飛濺潤(rùn)滑,
第六部分 主要尺寸及數(shù)據(jù)
箱體尺寸:
箱體壁厚
箱蓋壁厚
箱座凸緣厚度b=15mm
箱蓋凸緣厚度b1=15mm
箱座底凸緣厚度b2=25mm
地腳螺栓直徑df=M16
地腳螺栓數(shù)目n=4
軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d1=M12
聯(lián)接螺栓d2的間距l(xiāng)=150mm
軸承端蓋螺釘直徑d3=M8
定位銷直徑d=6mm
df 、d1 、d2至外箱壁的距離C1=18mm、18 mm、13 mm
df、d2至凸緣邊緣的距離C2=16mm、11 mm
軸承旁凸臺(tái)半徑R1=11mm
凸臺(tái)高度根據(jù)低速軸承座外半徑確定
外箱壁至軸承座端面距離L1=40mm
大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離△1=10mm
齒輪端面與內(nèi)箱壁距離△2=10mm
箱蓋,箱座肋厚m1=m=7mm
軸承端蓋外徑D2 :凸緣式端蓋:D+(5~5.5)d3
以上尺寸參考機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)P17~P21
傳動(dòng)比
原始分配傳動(dòng)比為:i1=2.62 i2=3.07 i3=2.5
修正后 :i1=2.5 i2=2.62 i3=3.07
各軸新的轉(zhuǎn)速為 :n1=960/2.5=3.84
n2=384/2.61=147
n3=147/3.07=48
各軸的輸入功率
P1=pdη8η7 =5.5×0.95×0.99=5.42
P2=p1η6η5=5.42×0.97×0.99=5.20
P3=p2η4η3=5.20×0.97×0.99=5.00
P4=p3η2η1=5.00×0.99×0.99=4.90
各軸的輸入轉(zhuǎn)矩
T1=9550Pdi1η8η7/nm=9550×5.5×2.5×0.95×0.99=128.65
T2= T1 i2η6η5=128.65×2.62×0.97×0.99=323.68
T3= T2 i3η4η3=323.68×3.07×0.97×0.99=954.25
T4= T3 η2η1=954.23×0.99×0.99=935.26
軸號(hào) 功率p 轉(zhuǎn)矩T 轉(zhuǎn)速n 傳動(dòng)比i 效率η
電機(jī)軸 5.5 2.0 960 1 1
1 5.42 128.65 384 2.5 0.94
2 5.20 323.68 148 2.62 0.96
3 5.00 954.25 48 3.07 0.96
工作機(jī)軸 4.90 935.26 48 1 0.98
齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸
兩小齒輪采用實(shí)心結(jié)構(gòu)
兩大齒輪采用復(fù)板式結(jié)構(gòu)
齒輪z1尺寸
z=34 d1=68 m=2 d=44 b=75
d1=68
ha=ha*m=1×2=2mm
hf=( ha*+c*)m=(1+0.25)×2=2.5mm
h=ha+hf=2+2.5=4.5mm
da=d1+2ha=68+2×2=72mm
df=d1-2hf=68-2×2.5=63
p=πm=6.28mm
s=πm/2=3.14×2/2=3.14mm
e=πm/2=3.14×2/2=3.14mm
c=c*m=0.25×2=0.5mm
齒輪z2的尺寸
由軸可 得d2=178 z2=89 m=2 b=65 d4=49
ha=ha*m=1×2=2mm
h=ha+hf=2+2.5=4.5mm
hf=(1+0.5)×2=2.5mm
da=d2+2ha=178+2×2=182
df=d1-2hf=178-2×2.5=173
p=πm=6.28mm
s=πm/2=3.14×2/2=3.14mm
e=πm/2=3.14×2/2=3.14mm
c=c*m=0.25×2=0.5mm
DT≈
D3≈1.6D4=1.6×49=78.4
D0≈da-10mn=182-10×2=162
D2≈0.25(D0-D3)=0.25(162-78.4)=20
R=5 c=0.2b=0.2×65=13
齒輪3尺寸
由軸可得, d=49 d3=85 z3=34 m=2.5 b=95
ha =ha*m=1×2.5=2.5
h=ha+hf=2.5+3.125=5.625
hf=(ha*+c*)m=(1+0.25)×2.5=3.125
da=d3+2ha=85+2×2.5=90
df=d1-2hf=85-2×3.125=78.75
p=πm=3.14×2.5=7.85
s=πm/2=3.14×2.5/2=3.925
e=s c=c*m=0.25×2.5=0.625
齒輪4寸
由軸可得 d=64 d4=260 z4=104 m=2.5 b=85
ha =ha*m=1×2.5=2.5
h=ha+hf=2.5+3.25=5.625
hf=(ha*+c*)m=(1+0.25)×0.25=3.125
da=d4+2ha=260+2×2.5=265
df=d1-2hf=260-2×3.125=253.75
p=πm=3.14×2.5=7.85
s=e=πm/2=3.14×2.5/2=3.925
c=c*m=0.25×2.5=0.625
D0≈da-10m=260-10×2.5=235
D3≈1.6×64=102.4
D2=0.25(D0-D3)=0.25×(235-102.4)=33.15
r=5 c=0.2b=0.2×85=17
參考文獻(xiàn):
《機(jī)械設(shè)計(jì)》徐錦康 主編 機(jī)械工業(yè)出版社
《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》陸玉 何在洲 佟延偉 主編
第3版 機(jī)械工業(yè)出版社
《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》
設(shè)計(jì)心得
機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械課程當(dāng)中一個(gè)重要環(huán)節(jié)通過(guò)了3周的課程設(shè)計(jì)使我從各個(gè)方面都受到了機(jī)械設(shè)計(jì)的訓(xùn)練,對(duì)機(jī)械的有關(guān)各個(gè)零部件有機(jī)的結(jié)合在一起得到了深刻的認(rèn)識(shí)。
由于在設(shè)計(jì)方面我們沒(méi)有經(jīng)驗(yàn),理論知識(shí)學(xué)的不牢固,在設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問(wèn)題,如:在選擇計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)件是可能會(huì)出現(xiàn)誤差,如果是聯(lián)系緊密或者循序漸進(jìn)的計(jì)算誤差會(huì)更大,在查表和計(jì)算上精度不夠準(zhǔn)
在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程及其他課程的理論知識(shí)和應(yīng)用生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力,在設(shè)計(jì)的過(guò)程中還培養(yǎng)出了我們的團(tuán)隊(duì)精神,大家共同解決了許多個(gè)人無(wú)法解決的問(wèn)題,在這些過(guò)程中我們深刻地認(rèn)識(shí)到了自己在知識(shí)的理解和接受應(yīng)用方面的不足,在今后的學(xué)習(xí)過(guò)程中我們會(huì)更加努力和團(tuán)結(jié)。
由于本次設(shè)計(jì)是分組的,自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的東西不多,但在通過(guò)這次設(shè)計(jì)之后,我想會(huì)對(duì)以后自己獨(dú)立設(shè)計(jì)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
三、怎么用13條碼計(jì)算14位條碼
首先,13位的條碼就是傳說(shuō)中的EAN-13,其它問(wèn)題回答如下:
一、條碼也買的亂七八糟的
條碼不是買的,是注冊(cè)廠商識(shí)別碼,然后按規(guī)則編的,不知道你們的條碼是怎么來(lái)的,至少前8位應(yīng)該是一樣的。
二、外箱條碼直接分配了一個(gè)13位的條碼
這樣做也可以,但不是最佳方案。如果是這樣做的,外箱也不宜直接印成EAN-13條碼,而應(yīng)該在前面加一個(gè)0,變成14位,然后印成ITF-14格式的條碼。
三、外箱條碼的計(jì)算(編制)
以箱內(nèi)所裝商品條碼為基礎(chǔ),在前面加1位(可以是1-8)。重新計(jì)算最后一位校驗(yàn)碼即可。舉例說(shuō)明:你們的產(chǎn)品A的條碼為693123456789X,每6盒裝一箱,外箱條碼就是1 693123456789 Y,注意14位的校驗(yàn)碼Y與13位的校驗(yàn)碼X是不同的。
14位的條碼要印成ITF-14格式,這個(gè)是不用交錢的,只要在網(wǎng)上通報(bào)即可。
那么什么時(shí)候用2,3,4。。。呢,如果同樣一種產(chǎn)品A,還有8盒裝一箱的包裝,那就用2,依此類推,最多可以有8種不同的包裝,不過(guò)一般不會(huì)有這么多。
四、14位的校驗(yàn)碼如何計(jì)算
計(jì)算方法與13位的一樣,只是多一位數(shù),在編碼中心的網(wǎng)站上的校驗(yàn)碼計(jì)算工具里,包裝指示符里填上1,下面填上12位的條碼,校驗(yàn)碼就計(jì)算出來(lái)了。
不知道夠不夠清楚。
四、求 齒輪減速器傳動(dòng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書裝配圖,零件圖 做課程設(shè)計(jì),滿意答復(fù)追加50分。
單級(jí)斜齒圓柱減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書
院(系) 機(jī)械與汽車工程學(xué)院
專 業(yè)
班 級(jí)
學(xué) 號(hào)
姓 名
專業(yè)教研室、研究所負(fù)責(zé)人
指導(dǎo)教師
年 月 日
XXXXXXX 大 學(xué)
課 程 設(shè) 計(jì) ( 論 文 ) 任 務(wù) 書
茲發(fā)給 車輛工程 班學(xué)生 課程設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書,內(nèi)容如下:
1. 設(shè)計(jì)題目:V帶——單級(jí)斜齒圓柱減速器
2. 應(yīng)完成的項(xiàng)目:
(1) 減速器的總裝配圖一張(A1)
(2) 齒輪零件圖 一張(A3)
(3) 軸零件圖一張(A3)
(4) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份
3. 本設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書于2008 年 月 日發(fā)出,應(yīng)于2008 年 月 日前完成,然后進(jìn)行答辯。
專業(yè)教研室、研究所負(fù)責(zé)人 審核 年 月 日
指導(dǎo)教師 簽發(fā) 年 月 日
程設(shè)計(jì)(論文)評(píng)語(yǔ):課程設(shè)計(jì)(論文)總評(píng)成績(jī):
課程設(shè)計(jì)(論文)答辯負(fù)責(zé)人簽字:
年 月 日
目 錄
一. 傳動(dòng)方案的確定―――――――――――――――5
二. 原始數(shù)據(jù)――――――――――――――――――5
三. 確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)――――――――――――――5
四. 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配――――――――6
五. 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算―――――――――――――7
六. 減速器鑄造箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)――――――13
七. 軸的設(shè)計(jì)――――――――――――――――――14
八. 滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算――――――――――――19
九. 鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核―――――――――――22
十. 聯(lián)軸器的選擇和計(jì)算―――――――――――――22
十一. 減速器的潤(rùn)滑―――――――――――――――22
十二. 參考文獻(xiàn)―――――――――――――――――2計(jì)算過(guò)程及計(jì)算說(shuō)明
一、傳動(dòng)方案擬定二、原始數(shù)據(jù):
帶拉力:F=5700N, 帶速度:v=2.28m/s, 滾筒直徑:D=455mm
運(yùn)輸帶的效率: 工作時(shí)載荷有輕微沖擊;室內(nèi)工作,水份和灰份為正常狀態(tài),產(chǎn)品生產(chǎn)批量為成批生產(chǎn),允許總速比誤差 4%,要求齒輪使用壽命為10年,二班工作制;軸承使用壽命不小于15000小時(shí)。
三、電動(dòng)機(jī)選擇
(1) 選擇電動(dòng)機(jī)類型: 選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)
(2) 選擇電動(dòng)機(jī)功率::
運(yùn)輸機(jī)主軸上所需要的功率:
傳動(dòng)裝置的總效率:
, , , , 分別是:V帶傳動(dòng),齒輪傳動(dòng)(閉式,精度等級(jí)為8),圓錐滾子軸承(滾子軸承一對(duì)),聯(lián)軸器(剛性聯(lián)軸器),運(yùn)輸帶的效率。查《課程設(shè)計(jì)》表2-3,
取:
所以:
電動(dòng)機(jī)所需功率: ,
查《課程設(shè)計(jì)》表16-1 取電動(dòng)機(jī)Y200L1-6的額定功率
(3)選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速
取V帶傳動(dòng)比范圍(表2-2) ≤2~4;單級(jí)齒輪減速器傳動(dòng)比 =3~6
滾筒的轉(zhuǎn)速:
電動(dòng)機(jī)的合理同步轉(zhuǎn)速:
查表16-1得電動(dòng)機(jī)得型號(hào)和主要數(shù)據(jù)如下(同步轉(zhuǎn)速符合)
電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率(kW) 同步轉(zhuǎn)速(r/min) 滿載轉(zhuǎn)速nm
(r/min) 堵載轉(zhuǎn)矩
額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩
額定轉(zhuǎn)矩
Y200L1-6 18.5 1000 970 1.8 2.0
查表16-2得電動(dòng)機(jī)得安裝及有關(guān)尺寸
中心高
H 外形尺寸
底腳安裝尺寸
地腳螺栓孔直徑
軸伸尺寸
鍵公稱尺寸
200 775×(0.5×400+310) ×310 318×305 19 55×110 16×
五、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比
傳動(dòng)裝置得總傳動(dòng)比 :
取V帶傳動(dòng)比: ;單級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比:
(1) 計(jì)算各軸得輸入功率
電動(dòng)機(jī)軸:
軸Ⅰ(減速器高速軸):
軸Ⅱ(減速器低速軸):
(2) 計(jì)算各軸得轉(zhuǎn)速
電動(dòng)機(jī)軸:
軸Ⅰ :
軸Ⅱ :
(3)計(jì)算各軸得轉(zhuǎn)矩
電動(dòng)機(jī)軸
軸Ⅰ :
軸Ⅱ :
上述數(shù)據(jù)制表如下:
參數(shù)
軸名 輸入功率
( )
轉(zhuǎn)速
( )
輸入轉(zhuǎn)矩
( )
傳動(dòng)比
效率
電動(dòng)機(jī)軸 15.136 970 182.14 1.6893 0.95
軸Ⅰ(減速器高速軸) 14.379 574.20 239.15 6 0.97
軸Ⅱ(減速器低速軸) 13.669 95.70 1364.07
五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算
1. 普通V帶傳動(dòng)得設(shè)計(jì)計(jì)算
① 確定計(jì)算功率
則: ,式中,工作情況系數(shù)取 =1.3
② 根據(jù)計(jì)算功率 與小帶輪的轉(zhuǎn)速 ,查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖10-10,選擇SPA型窄V帶。
③ 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑
取小帶輪直徑: ,
大帶輪直徑 :
根據(jù)國(guó)標(biāo):GB/T 13575.1-1992 取大帶輪的直徑
④ 驗(yàn)證帶速:
在 之間。故帶的速度合適。
⑤確定V帶的基準(zhǔn)直徑和傳動(dòng)中心距
初選傳動(dòng)中心距范圍為: ,初定
V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度:
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表2.3,選取帶的基準(zhǔn)直徑長(zhǎng)度
實(shí)際中心距:
⑥ 驗(yàn)算主動(dòng)輪的最小包角
故主動(dòng)輪上的包角合適。
⑦ 計(jì)算V帶的根數(shù)z
,由 , ,
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表2.5a,得 ,由 ,查表2.5c,得額定功率的增量: ,查表2.8,得 ,查表2.9,得
, 取 根。
⑧ 計(jì)算V帶的合適初拉力
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表2.2,取
得
⑨ 計(jì)算作用在軸上的載荷 :
⑩ 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (單位)mm
帶輪
尺寸
小帶輪
槽型 C
基準(zhǔn)寬度
11
基準(zhǔn)線上槽深
2.75
基準(zhǔn)線下槽深
11.0
槽間距
15.0 0.3
槽邊距
9
輪緣厚
10
外徑
內(nèi)徑
40
帶輪寬度
帶輪結(jié)構(gòu) 腹板式
V帶輪采用鑄鐵HT150或HT200制造,其允許的最大圓周速度為25m/s.
2. 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算
(1)擇齒輪類型,材料,精度,及參數(shù)
① 選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)(外嚙合);
② 選擇齒輪材料:由課本附表1.1選大、小齒輪的材料均為45鋼,并經(jīng)調(diào)質(zhì)后表面淬火,齒面硬度為HRC1=HRC2=45;
③ 選取齒輪為7級(jí)的精度(GB 10095-88);
④ 初選螺旋角
⑤ 選 小齒輪的齒數(shù) ;大齒輪的齒數(shù)
(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算,即
A. 確定公式內(nèi)各個(gè)計(jì)算數(shù)值
① 試選載荷系數(shù)Kt=1.5
② 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩:
③ 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表12.5得齒寬系數(shù) (對(duì)硬齒面齒輪, 取值偏下極限)
④ 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表12.4彈性影響系數(shù)
⑤ 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)
所以,得到 =2.4758
⑥ 端面重合度
=
=
代入上式可得:
⑦ 接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim1=σHlim2=1000Mpa (圖12.6)
⑧ 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
N1=60 nⅠjLh=60x574.20x1x(2x8x300x10)=16.5x108
N2= N1/i2=16.5x108/6=2.75x108
⑨ 接觸疲勞壽命系數(shù) 根據(jù)圖12.4
⑩ 接觸疲勞許用應(yīng)力 取
=0.91 1000/1.2Mpa=758.33 MPa
=0.96 1000/1.2Mpa=800 Mpa
因?yàn)?=779.165MPa<1.23 =984MPa, 故取 =779.165 Mpa
B. 計(jì)算
① 試算小齒輪分度圓
② 計(jì)算圓周速度: =
③ 計(jì)算齒寬: = 1 57.24 = 57.24 mm
④ 齒寬與齒高之比:
/(2.25 )
⑤ 計(jì)算載荷系數(shù)K
根據(jù)v=2.28m/s,7級(jí)精度,由附圖12.1查得動(dòng)載系數(shù) =1.07
由附表12.2查得 ; 由附表12.1查得 .25
參考課本附表12.3中6級(jí)精度公式,估計(jì) <1.34,對(duì)稱
1.313取 =1.313
由附圖12.2查得徑向載荷分布系數(shù) =1.26
載荷系數(shù)
⑥ 按實(shí)際的載荷系數(shù)修正分度圓直徑
=
⑦ 計(jì)算模數(shù)
3、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
A. 確定公式中的各參數(shù)
① 載荷系數(shù)K:
則
② 齒形系數(shù) 和應(yīng)力校正系數(shù)
當(dāng)量齒數(shù) = =21.6252,
= =112.2453
③ 螺旋角影響系數(shù)
軸面重合度 = =0.9385
取 =1得 =0.9374
④ 許用彎曲應(yīng)力
查課本附圖6.5得 ,取 =1.4,則
=0.86 500/1.4Mpa=307 Mpa
=0.88 500/1.4Mpa=314 Mpa
⑤ 確定
=2.73 1.57/307=0.01396
=2.17 1.80/314=0.01244
以 代入公式計(jì)算
B. 計(jì)算模數(shù)mn
比較兩種強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果,確定
4、幾何尺寸的計(jì)算
① 中心距 =3 (21+126)/ (2cos80)=223mm
取中心距
② 修正螺旋角:
③ 分度圓直徑:
④ 齒寬 ,取B2=65 mm,B1=70 mm
⑤ 齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸,制表如下:(詳細(xì)見(jiàn)零件圖)
名稱 代號(hào) 計(jì)算公式 結(jié)果
小齒輪 大齒輪
中心距
223 mm
傳動(dòng)比
6
法面模數(shù)
設(shè)計(jì)和校核得出 3
端面模數(shù)
3.034
法面壓力角
螺旋角
一般為
齒頂高
3mm
齒根高
3.75mm
全齒高
6.75mm
頂隙 c
0.75mm
齒數(shù) Z
21 126
分度圓直徑
64.188mm 382.262 mm
齒頂圓直徑
70.188 mm 388.262mm
齒根圓直徑
57.188 mm 375.262 mm
齒輪寬 b
70mm 65mm
螺旋角方向
左旋 右旋
六、減速器鑄造箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)
查《設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表3-1經(jīng)驗(yàn)公式,及結(jié)果列于下表。
名稱 代號(hào) 尺寸計(jì)算 結(jié)果(mm)
底座壁厚
8
箱蓋壁厚
8
底座上部凸圓厚度
12
箱蓋凸圓厚度
12
底座下部凸圓厚度
20
底座加強(qiáng)筋厚度 e
8
底蓋加強(qiáng)筋厚度
7
地腳螺栓直徑 d 或表3.4
16
地腳螺栓數(shù)目 n 表3--4 6
軸承座聯(lián)接螺栓直徑
0.75d 12
箱座與箱蓋聯(lián)接螺栓直徑
(0.5—0.6)d 8
軸承蓋固定螺釘直徑
(0.4—0.5)d 8
視孔蓋固定螺釘直徑
(0.3—0.4)d 5
軸承蓋螺釘分布圓直徑
155/140
軸承座凸緣端面直徑
185/170
螺栓孔凸緣的配置尺寸
表3--2 22,18,30
地腳螺栓孔凸緣配置尺寸
表3--3 25,23,45
箱體內(nèi)壁與齒輪距離
12
箱體內(nèi)壁與齒輪端面距離
10
底座深度 H
244
外箱壁至軸承端面距離
45
七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
1. 高速軸的設(shè)計(jì)
① 選擇軸的材料:選取45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì),HBS=230
② 初步估算軸的最小直徑
根據(jù)教材公式,取 =110,則: =32.182mm
因?yàn)榕cV帶聯(lián)接處有一鍵槽,所以直徑應(yīng)增大5%
③ 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):
考慮帶輪的機(jī)構(gòu)要求和軸的剛度,取裝帶輪處軸徑 ,根據(jù)密封件的尺寸,選取裝軸承處的軸徑為:
兩軸承支點(diǎn)間的距離: ,
式中: ―――――小齒輪齒寬,
―――――― 箱體內(nèi)壁與小齒輪端面的間隙,
――――――― 箱體內(nèi)壁與軸承端面的距離,
――――― 軸承寬度,選取30310圓錐滾子軸承,查表13-1,得到
得到:
帶輪對(duì)稱線到軸承支點(diǎn)的距離
式中: ------------軸承蓋高度,
t ――――軸承蓋的凸緣厚度, ,故,
―――――螺栓頭端面至帶輪端面的距離,
―――――軸承蓋M8螺栓頭的高度,查表可得 mm
――――帶輪寬度,
得到:
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
小齒輪受力分析
圓周力:
徑向力:
軸向力:
②計(jì)算支反力
水平面:
垂直面:
所以:
③ 作彎矩圖
水平面彎矩:
垂直面彎矩:
合成彎矩:
④ 作轉(zhuǎn)矩圖 (見(jiàn)P22頁(yè)) T1=239.15Nm
當(dāng)扭轉(zhuǎn)剪力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)變力時(shí),取系數(shù) ,
則:
⑤ 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
軸的材料是45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理,其拉伸強(qiáng)度極限 ,對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力 。
由彎矩圖可以知道,A剖面的計(jì)算彎矩最大 ,該處的計(jì)算應(yīng)力為:
D 剖面的軸徑最小,該處的計(jì)算應(yīng)力為:
(安全)
⑥ 軸的結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)零件圖所示
2.低速軸的設(shè)計(jì)
(1).選擇軸的材料:選擇45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì),HBS=230
(2). 初步估算軸的最小直徑:取A=110,
兩個(gè)鍵,所以 mm
考慮聯(lián)軸器的機(jī)構(gòu)要求和軸的剛度,取裝聯(lián)軸器處軸徑 ,根據(jù)密封件的尺寸,選取裝軸承處的軸徑為: 選30214 軸承 T=26.25
(3).軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),初定軸徑及軸向尺寸:考慮
---螺栓頭端面至帶輪端面的距離,
k ----軸承蓋M12螺栓頭的高度,查表可得k=7.5mm ,選用6個(gè)
L---軸聯(lián)軸器長(zhǎng)度,L=125mm
得到:
(4).按彎曲合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
①計(jì)算作用的軸上的力
齒輪受力分析:圓周力: N
徑向力:
軸向力:
③ 計(jì)算支反力:
水平面:
垂直面: ,
,
③ 作彎矩圖
水平面彎矩:
垂直面彎矩:
合成彎矩:
④ 作轉(zhuǎn)矩圖 T2=1364.07Nm
當(dāng)扭轉(zhuǎn)剪力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)變力時(shí),取系數(shù) , 則:
⑤ 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
軸的材料是45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理,其拉伸強(qiáng)度極限 ,對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力 。
由彎矩圖可以知道,C剖面的計(jì)算彎矩最大 ,該處的計(jì)算應(yīng)力為:
D 剖面的軸徑最小,該處的計(jì)算應(yīng)力為:
(安全)
(5)軸的結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)零件圖所示:
八、滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算
1.高速軸滾動(dòng)軸承的選擇和壽命計(jì)算
① 選取的軸承:型號(hào)為30310圓錐滾子軸承(每根軸上安裝一對(duì))
②軸承A的徑向載荷
軸承B的徑向載荷:
對(duì)于30310型圓錐滾子軸承,其內(nèi)部派生軸向力
所以軸承A被“放松”,而軸承B被“壓緊”,則
計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷
對(duì)于軸承1
對(duì)于軸承2 (根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表9.1)
軸向載荷:
因?yàn)?,按照軸承 A驗(yàn)算壽命
(由表13-1可查C=122kN)
故滿足壽命要求
2. 低速軸滾動(dòng)軸承的選擇和壽命計(jì)算
①選取的軸承:型號(hào)為30214圓錐滾子軸承
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