一級(jí)渦輪渦桿減速器機(jī)械設(shè)計(jì)【F=4.0KN v=1.5m-s D=400mm】【說明書+CAD+SOLIDWORKS】
一級(jí)渦輪渦桿減速器機(jī)械設(shè)計(jì)【F=4.0KN v=1.5m-s D=400mm】【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,F=4.0KN v=1.5m-s D=400mm,說明書+CAD+SOLIDWORKS,一級(jí)渦輪渦桿減速器機(jī)械設(shè)計(jì)【F=4.0KN,v=1.5m-s,D=400mm】【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,一級(jí)
一、 設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置
已知條件:
1、 輸送帶工作拉力F=4.0KN;
2、 輸送帶工作速度v=1.5M/S;
3、 滾筒直徑D=400MM;
4、 工作情況 兩班制,連續(xù)單向轉(zhuǎn),載荷較平穩(wěn);
5、 使用壽命 6年;
6、 動(dòng)力來源 電力,三相交流,電壓380/220V;
7、 檢修間隔期 三年一次大修;
8、 制造條件:中等規(guī)模機(jī)械廠。
二、 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì):
根據(jù)要求設(shè)計(jì)單級(jí)蝸桿減速器,傳動(dòng)路線為:電機(jī)——皮帶輪傳動(dòng)——聯(lián)軸器——蝸輪蝸桿減速器——帶式運(yùn)輸機(jī)。根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求可知,該蝸桿的圓周速度V≥5m/s,所以該蝸桿減速器采用蝸桿上置式,蝸桿及蝸輪軸均采用圓錐滾子軸承,承受徑向載荷和軸向載荷的復(fù)合作用。
該減速器的結(jié)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置、蝸輪軸、箱體、滾動(dòng)軸承、檢查孔與定位銷等附件、以及其他標(biāo)準(zhǔn)件等。
三、 電動(dòng)機(jī)的選擇:
由于該生產(chǎn)單位采用三相交流電源,可考慮采用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠,價(jià)格低廉,維護(hù)方便,啟動(dòng)性能好等優(yōu)點(diǎn)。一般電動(dòng)機(jī)的額定電壓為380V
1、 按工作要求及工作條件選用三相異步電動(dòng)機(jī),封閉扇冷式結(jié)構(gòu),電壓為380V,Y系列
2、 傳動(dòng)滾筒所需功率
Pw=FV/1000=4000x1.5/1000=6.0Kw
3、 傳動(dòng)裝置效率:
傳動(dòng)效率η3=0.95
所以:
電動(dòng)機(jī)所需功率: Pr= Pw/η =6.0/0.95=6.32KW
傳動(dòng)滾筒工作轉(zhuǎn)速: nw=60×1000×v / ×400
=71.65r/min
根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速,根據(jù)參考文獻(xiàn)(《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》)可查得所需的電動(dòng)機(jī)Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù),如表3-1:
表3-1
電動(dòng)機(jī)型號(hào)
額定功率
Ped /kw
滿載時(shí)
額定轉(zhuǎn)矩
質(zhì)量KG
轉(zhuǎn)速r/min
電流A
功率因數(shù)
效率%
Y132M-4
7.5
1440
11.1
0.88
85.5
2.3
81
電動(dòng)機(jī)機(jī)型號(hào)為Y32M-4,其主要性能如下表3-2:
表3-2
中心高H
外形尺寸
L×(AC/2+AD)×HD
底角安裝尺寸
A×B
地腳螺栓孔直徑K
軸身尺寸
D×E
裝鍵部位尺寸
F×GD
132
540×(380/2+290)×405
210×108
15
38×80
14×9
電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1440r/min,傳動(dòng)滾筒工作轉(zhuǎn)速nw=71.65r/min
總傳動(dòng)比i=1440/71.65=20.09
則蝸輪蝸桿傳動(dòng)比i=20.09
四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算:
4.1 蝸桿軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩
P1 = P0=7.5Kw
N1=1440r/min
T1=9550 P1 / n1=92.6N .m
4.2蝸輪軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩
P2 = P1·η1 =7.5×0.95 =7.125 kw
N2= =1440/20 =72r/min
T1= 9550 = 9550×7.125/72=945N·m
五、蝸輪蝸桿的傳動(dòng)設(shè)計(jì):
蝸桿的材料采用45鋼,表面硬度>45HRC,蝸輪材料采用ZCuA110Fe3,砂型鑄造。
以下設(shè)計(jì)參數(shù)與公式除特殊說明外均以參考由《機(jī)械設(shè)計(jì) 第四版》蝸桿傳動(dòng)為主要依據(jù)。
具體如表3—1:
表5—1蝸輪蝸桿的傳動(dòng)設(shè)計(jì)表
項(xiàng) 目
計(jì)算內(nèi)容
計(jì)算結(jié)果
中心距的計(jì)算
蝸桿副的相對(duì)滑動(dòng)速度
參考文獻(xiàn)5第37頁(23式)
4m/s41.7>100mm
又因軸上有鍵槽所以D6增大3%,則D6=50mm
計(jì)算轉(zhuǎn)矩
Tc=KT=K×9550×=1.5×9550×3.47/99.4=500.1N.M<2000 N.M
所以蝸輪軸與傳動(dòng)滾筒之間選用HL4彈性柱銷聯(lián)軸器50×112,
因此=50m m
2.由參考文獻(xiàn)《機(jī)械零件設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》可查得普通平鍵GB1096—90A型鍵14×90,普通平鍵GB1096—90A型鍵14×90,聯(lián)軸器上鍵槽深度3.8mm,蝸輪軸鍵槽深度5.5mm,寬度為b=14mm由參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》的第316頁—321頁計(jì)算得:如下表:
圖中表注
計(jì)算內(nèi)容
計(jì)算結(jié)果
L1
(由參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 劉俊龍 何在洲 主編 機(jī)械工業(yè)出版社第182頁表15-1查得滾動(dòng)軸承6216的基本結(jié)構(gòu))
L1=80
L2
自定
L2=60
L3
根據(jù)蝸輪
L3=110
L4
自定
L4=27
L5
(由參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 劉俊龍 何在洲 主編 機(jī)械工業(yè)出版社第182頁表15-1查得圓錐滾子軸承30314的基本結(jié)構(gòu))
L5=60
L6
自定
L6=59
L7
選用HL4彈性柱銷聯(lián)軸器50×110
L7=80
D1
(由參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 劉俊龍 何在洲 主編 機(jī)械工業(yè)出版社第182頁表15-1查得滾動(dòng)軸承6312的基本結(jié)構(gòu))
D1=56
D2
便于軸承的拆卸
D2=84
D3
根據(jù)蝸輪
D3=140
D4
便于軸承的拆卸
D4=70
D5
自定
D5=103
7.2軸的校核
7.2.1軸的受力分析圖
圖7.1
X-Y平面受力分析
圖7.2
X-Z平面受力圖:
圖7.3
水平面彎矩
1102123.7
521607
97 97 119
圖7.4
垂直面彎矩 714000
圖7.5
436150.8
合成彎矩
1184736.3
714000
681175.5
圖7.6
當(dāng)量彎矩T與aT
T=1111840Nmm
aT=655985.6Nmm
圖7.7
7.2.2軸的校核計(jì)算如表5.1
軸材料為45鋼,,,
表7.1
計(jì)算項(xiàng)目
計(jì)算內(nèi)容
計(jì)算結(jié)果
轉(zhuǎn)矩
Nmm
圓周力
=20707.6N
=24707.6N
徑向力
=2745.3N
軸向力
=24707.6×tan 20o
Fr =8992.8N
計(jì)算支承反力
=1136.2N
=19345.5N
垂直面反力
=4496.4N
水平面X-Y受力圖
圖7.2
垂直面X-Z受力
圖7.3
畫軸的彎矩圖
水平面X-Y彎矩圖
圖7.4
垂直面X-Z彎矩圖
圖7.5
合成彎矩
圖7.6
軸受轉(zhuǎn)矩T
T==1111840Nmm
T=1111840Nmm
許用應(yīng)力值
表16.3,查得
應(yīng)力校正系數(shù)a
a=
a=0.59
當(dāng)量彎矩圖
當(dāng)量彎矩
蝸輪段軸中間截面
=947628.6Nmm
軸承段軸中間截面處
=969381.2Nmm
947628.6Nmm
=969381.2Nmm
當(dāng)量彎矩圖
圖7.7
軸徑校核
驗(yàn)算結(jié)果在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi),設(shè)計(jì)合格
軸的結(jié)果設(shè)計(jì)采用階梯狀,階梯之間有圓弧過度,減少應(yīng)力集中,具體尺寸和要求見零件圖2(蝸輪中間軸)。
7.3滾動(dòng)軸承的選擇與校核
(一)從動(dòng)軸承:
蝸輪蝸桿傳動(dòng)時(shí)軸向力和徑向力都受到,所以選用單列圓錐滾子軸承。30314(GB/T276-1994)型圓錐滾子軸承 2個(gè)。
各部分尺寸如下表:
軸承代號(hào)
尺寸/mm
d
D
B
30314
70
150
38
壽命計(jì)劃:
要求軸承壽命:(十年一般制工作,按每年工作300天,每班工作8個(gè)小時(shí))
L=10X300X8=24000h
計(jì)算選用軸承壽命
查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》P810表3.11-15
基本額定動(dòng)負(fù)荷
動(dòng)載荷系數(shù)
當(dāng)量動(dòng)載荷
溫度系數(shù) 載荷系數(shù) 對(duì)球軸承壽命系數(shù)
軸承壽命合格
(二)主動(dòng)軸承:
主動(dòng)軸承:根據(jù)軸徑值查《機(jī)械制圖》教材P326附錄C10—1深溝球軸承各部分尺寸,選擇6312(GB/T276-1994)型深溝球軸承 2個(gè)。
各部分尺寸如下表:
軸承代號(hào)
尺寸/mm
d
D
B
6312
60
130
31
壽命計(jì)劃:
要求軸承壽命:(十年一般制工作,按每年工作300天,每班工作8個(gè)小時(shí))
L=10X300X8=24000h
計(jì)算選用軸承壽命
查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》P810表3.11-12
基本額定動(dòng)負(fù)荷
動(dòng)載荷系數(shù)
當(dāng)量動(dòng)載荷
溫度系數(shù) 載荷系數(shù) 對(duì)球軸承壽命系數(shù)
軸承壽命合格
7.5鍵的選擇與校核
材料選擇及其許用擠壓應(yīng)力
選擇45號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼,,查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》P458表3·2-3
其許用擠壓應(yīng)力
(1) 主動(dòng)軸外伸端d=32mm,考慮到鍵在軸中部安裝,選擇平鍵就可以了,且聯(lián)軸器軸長度=82mm,故選擇10×250GB1096-1990型鍵。
B=10mm l=56mm h=8mm
靜連接工作面的擠壓應(yīng)力:
則:強(qiáng)度足夠, 合適
(2) 從動(dòng)軸外伸端d=50mm,考慮到鍵在軸中部安裝,選擇平鍵就可以了,故選擇。
B=24mm,l=80mm,h=14mm
靜連接工作面的擠壓應(yīng)力:
則:強(qiáng)度足夠, 合適
(3) 從動(dòng)軸與蝸輪聯(lián)接處d=90mm,考慮到鍵在軸中部安裝,且l=82 mm選擇平鍵就可以了,故選擇。
B=25mm l=82mmh=14mm
靜連接工作面的擠壓應(yīng)力:
則:強(qiáng)度足夠, 合適
八、減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
參照參考文獻(xiàn)〈〈機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》(修訂版) 鄂中凱,王金等主編 東北工學(xué)院出版社 1992年第19頁表1.5-1可計(jì)算得,箱體的結(jié)構(gòu)尺寸如表8.1:
表8.1箱體的結(jié)構(gòu)尺寸
減速器箱體采用HT200鑄造,必須進(jìn)行去應(yīng)力處理。
設(shè)計(jì)內(nèi)容
計(jì) 算 公 式
計(jì)算結(jié)果
箱座壁厚度δ
=0.04×225+3=12mm
a為蝸輪蝸桿中心距
取δ=12mm
箱蓋壁厚度δ1
=0.85×12=10mm
取δ1=10mm
機(jī)座凸緣厚度b
b=1.5δ=1.5×12=18mm
b=18mm
機(jī)蓋凸緣厚度b1
b1=1.5δ1=1.5×10=15mm
b1=18mm
機(jī)蓋凸緣厚度P
P=2.5δ=2.5×12=30mm
P=30mm
地腳螺釘直徑d?
d?==20mm
d?=20mm
地腳螺釘直徑d`?
d`?==20mm
d`?==20mm
地腳沉頭座直徑D0
D0==48mm
D0==48mm
地腳螺釘數(shù)目n
取n=4個(gè)
取n=4
底腳凸緣尺寸(扳手空間)
L1=32mm
L1=32mm
L2=30mm
L2=30mm
軸承旁連接螺栓直徑d1
d1= 16mm
d1=16mm
軸承旁連接螺栓通孔直徑d`1
d`1=17.5
d`1=17.5
軸承旁連接螺栓沉頭座直徑D0
D0=32mm
D0=32mm
剖分面凸緣尺寸(扳手空間)
C1=24mm
C1=24mm
C2=20mm
C2=20mm
上下箱連接螺栓直徑d2
d2 =12mm
d2=12mm
上下箱連接螺栓通孔直徑d`2
d`2=13.5mm
d`2=13.5mm
上下箱連接螺栓沉頭座直徑
D0=26mm
D0=26mm
箱緣尺寸(扳手空間)
C1=20mm
C1=20mm
C2=16mm
C2=16mm
軸承蓋螺釘直徑和數(shù)目n,d3
n=4, d3=10mm
n=4
d3=10mm
檢查孔蓋螺釘直徑d4
d4=0.4d=8mm
d4=8mm
圓錐定位銷直徑d5
d5= 0.8 d2=9mm
d5=9mm
減速器中心高H
H=340mm
H=340mm
軸承旁凸臺(tái)半徑R
R=C2=16mm
R1=16mm
軸承旁凸臺(tái)高度h
由低速級(jí)軸承座外徑確定,以便于扳手操作為準(zhǔn)。
取50mm
軸承端蓋外徑D2
D2=軸承孔直徑+(5~5.5) d3
取D2=180mm
箱體外壁至軸承座端面距離K
K= C1+ C2+(8~10)=44mm
K=54mm
軸承旁連接螺栓的距離S
以Md1螺栓和Md3螺釘互不干涉為準(zhǔn)盡量靠近一般取S=D2
S=180
蝸輪軸承座長度(箱體內(nèi)壁至軸承座外端面的距離)
L1=K+δ=56mm
L1=56mm
蝸輪外圓與箱體內(nèi)壁之間的距離
=15mm
取=15mm
蝸輪端面與箱體內(nèi)壁之間的距離
=12mm
取=12mm
機(jī)蓋、機(jī)座肋厚m1,m
m1=0.85δ1=8.5mm, m=0.85δ=10mm
m1=8.5mm, m=10mm
以下尺寸以參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表6-1為依據(jù)
蝸桿頂圓與箱座內(nèi)壁的距離
=40mm
軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離
=4mm
箱底的厚度
20mm
軸承蓋凸緣厚度
e=1.2 d3=12mm
箱蓋高度
220mm
箱蓋長度
(不包括凸臺(tái))
440mm
蝸桿中心線與箱底的距離
115mm
箱座的長度
(不包括凸臺(tái))
444mm
裝蝸桿軸部分的長度
460mm
箱體寬度
(不包括凸臺(tái))
180mm
箱底座寬度
304mm
蝸桿軸承座孔外伸長度
8mm
蝸桿軸承座長度
81mm
蝸桿軸承座內(nèi)端面與箱體內(nèi)壁距離
61mm
九、減速器其他零件的選擇
經(jīng)箱體、蝸桿與蝸輪、蝸輪軸以及標(biāo)準(zhǔn)鍵、軸承、密封圈、擋油盤、聯(lián)軸器、定位銷的組合設(shè)計(jì),經(jīng)校核確定以下零件:
表9-1鍵 單位:mm
安裝位置
類型
b(h9)
h(h11)
L9(h14)
蝸桿軸、聯(lián)軸器以及電動(dòng)機(jī)聯(lián)接處
GB1096-90
鍵10×56
10
8
56
蝸輪與蝸輪軸聯(lián)接處
GB1096-90
鍵25×82
25
14
82
蝸輪軸、聯(lián)軸器及傳動(dòng)滾筒聯(lián)接處
GB1096-90
鍵14×80
14
9
80
表9-2滾動(dòng)軸承 單位:mm
安裝位置
軸承型號(hào)
外 形 尺 寸
d
D
T
蝸 桿
GB297-84
6312
60
130
31
蝸輪軸
GB/T297-94
30314
70
150
38
35
30
表9-3密封圈(GB9877.1-88) 單位:mm
安裝位置
類型
軸徑d
基本外徑D
基本寬度
蝸桿
B55×80×8
55
80
8
蝸輪軸
B75×100×10
75
100
10
表9-4彈簧墊圈(GB93-87)
安裝位置
類型
內(nèi)徑d
寬度(厚度)
材料為65Mn,表面氧化的標(biāo)準(zhǔn)彈簧墊圈
軸承旁連接螺栓
GB93-87-16
16
4
上下箱聯(lián)接螺栓
GB93-87-12
12
3
表9-5擋油盤
參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》(修訂版)
安裝位置
外徑
厚度
邊緣厚度
材料
蝸桿
129mm
12mm
9mm
Q235
定位銷為GB117-86 銷8×38 材料為45鋼
十、減速器附件的選擇
以下數(shù)據(jù)均以參考文獻(xiàn)《機(jī)械零件設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表10-1視孔蓋(Q235) 單位mm
A
A1
A。
B1
B
B0
d4
h
150
190
170
150
100
125
M 8
1.5
表10-2吊耳 單位mm
箱蓋吊耳
d
R
e
b
42
42
42
20
箱座吊耳
B
H
h
b
36
19.2
9..6
9
24
表10-3起重螺栓 單位mm
d
D
L
S
d1
C
d2
h
M16
35
62
27
16
32
8
4
2
2
22
6
表10-4通氣器 單位mm
D
d1
d2
d3
d 4
D
a
b
s
M18×1.5
M33×1.5
8
3
16
40
12
7
22
C
h
h1
D1
R
k
e
f
16
40
8
25.4
40
6
2
2
表10-5軸承蓋(HT150) 單位mm
安 裝
位 置
d3
D
d 0
D0
D2
e
e1
m
D4
D5
D6
b1
d1
蝸桿
10
130
11
155
180
12
13
35.5
120
125
127
8
80
蝸輪軸
10
140
11
165
190
12
13
20
130
135
137
10
100
表10-6油標(biāo)尺 單位mm
d1
d2
d3
h
a
b
c
D
D1
M16
4
16
6
35
12
8
5
26
22
表10-7油塞(工業(yè)用革) 單位mm
d
D
e
L
l
a
s
d1
H
M1×1.5
26
19.6
23
12
3
17
17
2
十一、減速器的潤滑
減速器內(nèi)部的傳動(dòng)零件和軸承都需要有良好的潤滑,這樣不僅可以減小摩擦損失,提高傳動(dòng)效率,還可以防止銹蝕、降低噪聲。
本減速器采用蝸桿下置式,所以蝸桿采用浸油潤滑,蝸桿浸油深度h大于等于1個(gè)螺牙高,但不高于蝸桿軸軸承最低滾動(dòng)中心。
蝸輪軸承采用刮板潤滑。
蝸桿軸承采用脂潤滑,為防止箱內(nèi)的潤滑油進(jìn)入軸承而使?jié)櫥♂尪髯?,常在軸承內(nèi)側(cè)加擋油盤。
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類型:共享資源
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上傳時(shí)間:2020-05-08
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F=4.0KN v=1.5m-s D=400mm
說明書+CAD+SOLIDWORKS
一級(jí)渦輪渦桿減速器機(jī)械設(shè)計(jì)【F=4.0KN
v=1.5m-s
D=400mm】【說明書+CAD+SOLIDWORKS】
一級(jí)
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一級(jí)渦輪渦桿減速器機(jī)械設(shè)計(jì)【F=4.0KN v=1.5m-s D=400mm】【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,F=4.0KN v=1.5m-s D=400mm,說明書+CAD+SOLIDWORKS,一級(jí)渦輪渦桿減速器機(jī)械設(shè)計(jì)【F=4.0KN,v=1.5m-s,D=400mm】【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,一級(jí)
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