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目 錄
課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 1
一 電動(dòng)機(jī)的選擇 2
二 分配傳動(dòng)比 4
三 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 4
四 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 5
五 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 9
六 低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì) 14
七 減速器軸及軸承裝置、鍵的設(shè)計(jì) 18
八 滾動(dòng)軸承及鍵的校和計(jì)算壽命 25
九 潤(rùn)滑與密封 29
十 減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸 30
總結(jié) 31
參考文獻(xiàn) 32
課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
設(shè)計(jì)一用于帶式輸送機(jī)傳動(dòng)用的兩級(jí)圓柱齒輪減速器
給定數(shù)據(jù)及使用要求:
1. 已知參數(shù)
卷筒直徑:D=320mm
運(yùn)輸帶速度: V=0.75m/s
運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)矩:T=760N.m
2.單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),載荷有輕微震動(dòng);
4. 單班制工作,使用期限10年
4.減速器小批量生產(chǎn)
5.運(yùn)輸帶速度允許誤差為±5%
6.其他要求:
高速級(jí)斜齒輪、低速級(jí)直齒輪傳動(dòng),兩個(gè)齒輪中心距和控制在280mm
7.傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如下:
圖1-1 傳動(dòng)簡(jiǎn)圖
一 電動(dòng)機(jī)的選擇
1.1選擇電動(dòng)機(jī)類型
電動(dòng)機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)部件。因?yàn)槭覂?nèi)工作,運(yùn)動(dòng)載荷平穩(wěn),所以選擇Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。
1.2 電動(dòng)機(jī)容量的選擇
1)運(yùn)輸機(jī)所需要的功率為:
其中:T=760N.m,V=0.75m/s,D=320mm得
2)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為
——電動(dòng)機(jī)至滾筒軸的傳動(dòng)裝置總效率。
取V帶傳動(dòng)效率,圓柱齒輪傳動(dòng)效率,球軸承效率,聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率,電動(dòng)機(jī)至滾筒軸的傳動(dòng)裝置總效率為:
3)電動(dòng)機(jī)所需功率為:
因有輕微震動(dòng) ,電動(dòng)機(jī)額定功率只需略大于即可,查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表19-1選取電動(dòng)機(jī)額定功率為5.5kw。
1.3 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇
滾筒軸工作轉(zhuǎn)速:
展開(kāi)式二級(jí)減速器推薦的傳動(dòng)比為:
V帶的傳動(dòng)比為:
得總推薦傳動(dòng)比為:
所以電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速的推薦值為:
符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為750、1000、1500、3000r/min。
綜合考慮傳動(dòng)裝置機(jī)構(gòu)緊湊性和經(jīng)濟(jì)性,選用同步轉(zhuǎn)速1500r/min的電機(jī)。
型號(hào)為Y132S-4,滿載轉(zhuǎn)速,功率5.5。
二 分配傳動(dòng)比
2.1 總傳動(dòng)比為
2.2分配傳動(dòng)比
為使傳動(dòng)裝置尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱、不發(fā)生干涉現(xiàn)象,選V帶傳動(dòng)比:;
則減速器的傳動(dòng)比為:;
考慮兩級(jí)齒輪潤(rùn)滑問(wèn)題,兩級(jí)大齒輪應(yīng)該有相近的浸油深度。則兩級(jí)齒輪的高速級(jí)與低速級(jí)傳動(dòng)比的值取為1.3,取
則:;
;
三 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算
3.1各軸的轉(zhuǎn)速:
1軸 ;
2軸 ;
3軸 ;
滾筒軸
3.2各軸的輸入功率:
1軸 ;
2軸 ;
3軸 ;
3.3各軸的輸入轉(zhuǎn)矩:
電機(jī)軸 ;
1軸 ;
2軸 ;
3軸 ;
3.4整理列表
軸名
功率
轉(zhuǎn)矩
轉(zhuǎn)速
電機(jī)軸
4.023
26.68
1440
1
3.862
64.03
576
2
3.75
248.7
144
3
3.64
777.33
44.72
四 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)
4.1 V帶的基本參數(shù)
1)確定計(jì)算功率:
已知:;;
查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表13-8得工況系數(shù):;
則:
2)選取V帶型號(hào):
根據(jù)、查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖13-15選用A型V帶,
3)確定大、小帶輪的基準(zhǔn)直徑
(1)初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑:
;
(2)計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑:
;
圓整取,誤差小于5%,是允許的。
4)驗(yàn)算帶速:
帶的速度合適。
5)確定V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距:
中心距:
初選中心距
(2)基準(zhǔn)長(zhǎng)度:
對(duì)于A型帶選用
(3)實(shí)際中心距:
6)驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角:
由
得
主動(dòng)輪上的包角合適。
7)計(jì)算V帶的根數(shù):
,查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表13-3 得:
;
(2),查表得:;
(3)由查表得,包角修正系數(shù)
(4)由,與V帶型號(hào)A型查表得:
綜上數(shù)據(jù),得
取合適。
8)計(jì)算預(yù)緊力(初拉力):
根據(jù)帶型A型查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表13-1得:
9)計(jì)算作用在軸上的壓軸力:
其中為小帶輪的包角。
10)V帶傳動(dòng)的主要參數(shù)整理并列表:
帶型
帶輪基準(zhǔn)直徑(mm)
傳動(dòng)比
基準(zhǔn)長(zhǎng)度(mm)
A
2.5
1000
中心距(mm)
根數(shù)
初拉力(N)
壓軸力(N)
275
7
95.4
1324.5
4.2 帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
1)帶輪的材料:
采用鑄鐵帶輪(常用材料HT200)
2)帶輪的結(jié)構(gòu)形式:
V帶輪的結(jié)構(gòu)形式與V帶的基準(zhǔn)直徑有關(guān)。小帶輪接電動(dòng)機(jī),較小,所以采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)帶輪。
五 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)
5.1齒輪的類型
1)依照設(shè)計(jì)要求,本設(shè)計(jì)高速級(jí)選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。
2)運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器,運(yùn)轉(zhuǎn)速度不高,查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表11-2,選用8級(jí)精度。
3)材料選擇:材料選擇 選擇小齒輪材料為30CrMnSi(調(diào)質(zhì))硬度為340HBS,大齒輪材料為30CrMnSi(調(diào)質(zhì))硬度為320HBS,兩者材料硬度差為20HBS。
(1)由表6.3查得材料的彈性影響系數(shù)
查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表11-5,取,。
查表11-4,取區(qū)域系數(shù)。
(2)由圖6.14按齒面硬度查得
小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
(3)由式6.11計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
(4)由圖6.16查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)
(5)計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力
取失效概率為1%,安全系數(shù)為S=1,由式10-12得
4)螺旋角:8°<β<20°,初選β=15°
5)齒數(shù):初選小齒輪齒數(shù):;
大齒輪齒數(shù):
5.2尺面接觸強(qiáng)度較合
1、
(1)取載荷
(2)兩支承相對(duì)小齒輪非對(duì)稱分布,故取
(3), ,
2、計(jì)算模數(shù)
,查表取
3、,取整b=38mm
4、計(jì)算齒輪圓周速度
5.3按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算
因?yàn)樗x材料硬小于350HBS,所以為軟齒面。
1)法向模數(shù)
2)查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表11-3,得載荷系數(shù)k=1.3
3)查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表11-6,得齒寬系數(shù)
由圖6.15查得
小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限
大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限
由圖6.16查得彎曲疲勞壽命系數(shù)
計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1%,安全系數(shù)為S=1.3,由式10-12得
4)小齒輪上的轉(zhuǎn)矩
5)齒形系數(shù)
查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖11-8得:,
查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖11-9得:,
因?yàn)?
和比較
大齒輪的數(shù)值較大。
6)法向模數(shù)
對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù),取,已可滿足彎曲強(qiáng)度.但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度,需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù),于是由
,取23,則
7)中心距
圓整為120mm。
8)確定螺旋角:
9)確定齒輪的分度圓直徑:
10)齒輪寬度:
圓整為40 mm
圓整后??;。
11)重合度確定
,查表得
所以
=
12)齒輪尺寸表:
將幾何尺寸匯于表:
序號(hào)
名稱
符號(hào)
計(jì)算公式及參數(shù)選擇
1
端面模數(shù)
2
螺旋角
3
分度圓直徑
4
齒頂高
5
齒根高
6
全齒高
7
頂隙
8
齒頂圓直徑
9
齒根圓直徑
10
中心距
120mm
5.4 驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度
可知是安全的
校核安全。
5.5驗(yàn)算齒面彎曲強(qiáng)度
校核安全
六 低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)
6.1選精度等級(jí)、材料和齒數(shù)
采用7級(jí)精度,選擇小齒輪材料為30CrMnSi(調(diào)質(zhì))硬度為340HBS,大齒輪材料為30CrMnSi(調(diào)質(zhì))硬度為320HBS,兩者材料硬度差為20HBS。
選小齒輪齒數(shù),
大齒輪齒數(shù)
則實(shí)際傳動(dòng)比:,傳動(dòng)誤差小于5%,合適。
6.2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
1) 確定公式各計(jì)算數(shù)值
(1)試選載荷系數(shù)
(2)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
(3)小齒輪相對(duì)兩支承非對(duì)稱分布,選取齒寬系數(shù)
(4)由表6.3查得材料的彈性影響系數(shù)
(5)由圖6.14按齒面硬度查得
小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
(6)由式6.11計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
(7)由圖6.16查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)
(8)計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力
取失效概率為1%,安全系數(shù)為S=1,由式10-12得
(9)計(jì)算
試算小齒輪分度圓直徑,代入中的較小值
計(jì)算圓周速度v
計(jì)算齒寬b
計(jì)算齒寬與齒高之比b/h
模數(shù)
齒高
計(jì)算載荷系數(shù)K
根據(jù),7級(jí)精度,查得動(dòng)載荷系數(shù)
假設(shè),由表查得
由于載荷平穩(wěn),由表5.2查得使用系數(shù)
由表查得
查得
故載荷系數(shù)
(10)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,由式可得
(11)計(jì)算模數(shù)m
6.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)
彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為
(1)確定公式內(nèi)的計(jì)算數(shù)值
由圖6.15查得
小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限
大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限
由圖6.16查得彎曲疲勞壽命系數(shù)
計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1%,安全系數(shù)為S=1.3,由式10-12得
計(jì)算載荷系數(shù)
(2)查取齒形系數(shù)
由表6.4查得
(3)查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表6.4查得
(4)計(jì)算大小齒輪的,并比較
大齒輪的數(shù)據(jù)大
(5)設(shè)計(jì)計(jì)算
對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù),可取有彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.65mm
考慮到兩級(jí)齒輪中心距之和為280mm,上述已求得高速級(jí)中心距為120mm
則低速級(jí)中心距級(jí)
故有:(為偶數(shù))而為整數(shù)
所以在保證齒輪強(qiáng)度情況下必須取模數(shù)m為偶數(shù),故取標(biāo)準(zhǔn)值m=4mm
并按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑
算出小齒輪齒數(shù) 取
大齒輪齒數(shù) 取
6.4幾何尺寸計(jì)算
(1)計(jì)算分度圓直徑
(2)計(jì)算中心距 滿足要求
(3)計(jì)算齒寬寬度取60mm
6.5驗(yàn)算
合適
序號(hào)
名稱
符號(hào)
計(jì)算公式及參數(shù)選擇
1
齒數(shù)
Z
19,61
2
模數(shù)
m
4mm
3
分度圓直徑
4
齒頂高
5
齒根高
6
全齒高
7
頂隙
8
齒頂圓直徑
9
齒根圓直徑
10
中心距
七 減速器軸及軸承裝置、鍵的設(shè)計(jì)
7.1 軸1的設(shè)計(jì)
1) 軸1的轉(zhuǎn)速和功率轉(zhuǎn)矩:
P1=3.862Kw,n1=576n/min,T1=64.03N.m
2)求作用在齒輪上的力
周向分力為:Ft=2T2/ dm1=2*64.03/0.048=1414.7N
垂直于分度圓力為:F′= Fttgα=1414.7*tg18.43=471.4N
徑向分力為:Fr1= F′cosб1=447.3N
軸向分力為Fa1= F′sinб1=149N
法向載荷為Fn= Ft/cosα=1505.5N,如圖:
3)初步確定軸的最小直徑
先按式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料45鋼,調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)-表15-3,取,于是得:
該處開(kāi)有鍵槽故軸徑加大5%~10%,且這是安裝大帶輪的直徑,取22mm。
軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):
為了滿足帶輪的軸向定位,Ⅰ-Ⅱ軸段右端要有一軸肩,故?、?Ⅲ段直徑為dⅡ-Ⅲ=28mm。
初步選定滾動(dòng)軸承,因軸承不受徑向力,根據(jù)dⅡ-Ⅲ=23mm,取用6206型號(hào)深溝球軸承,其尺寸為d×D×T=30mm×62mm×16mm,則有dⅢ-Ⅳ=dⅤ-Ⅵ=30mm,LⅡ=16mm,軸承中間處用軸肩定位,這段取直徑dⅣ-Ⅴ=35mm。
右端軸承與齒輪之間應(yīng)有一套同固定,Ⅴ-Ⅵ長(zhǎng)應(yīng)為:取套同長(zhǎng)12mm,則LⅤ-Ⅵ=28mm。
齒輪為齒輪軸此軸段長(zhǎng)LⅥ-Ⅶ=40mm。
取軸承端蓋總寬為32mm,外端面與大帶輪右端面間距離為10mm,故取LⅡ-Ⅲ=42mm。
結(jié)合箱體結(jié)構(gòu),取LⅣ-Ⅴ=76mm。
軸上零件的周向定位:聯(lián)軸器與軸的周向定位均用平鍵聯(lián)接。按dⅥ-Ⅶ=18mm由查得平鍵截面b×h=8mm×7mm,鍵槽用銑刀加工,長(zhǎng)40mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性,故選擇齒輪輪轂與軸配合為H6/n5。
求軸上的載荷:先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖,在確定軸承支點(diǎn)的位置時(shí),從查得a=13.8mm,因此作出簡(jiǎn)支梁的軸支承夸距:為L(zhǎng)=86.9mm。由上可知B 截面為危險(xiǎn)截面。將B面的個(gè)數(shù)列于下表:
載荷
水平面
垂直面
支反力
FNH1=340.43N FNH2=1049.86N
FNV1=117.71N FNV2=363.01N
彎矩
MH=29821.72Nmm
MV1=10311.444Nmm
總彎矩
M=31554.09Nmm
扭矩
T2=64.03Nm
按彎扭合成應(yīng)力教核軸的強(qiáng)度:由式及上表的數(shù)值,取α=0.6,軸的計(jì)算應(yīng)力為:
26.4Mpa
因?yàn)檩S的材料前以選定為45鋼,由表查得其[σ-1]=60Mpa,故安全。
7.2軸2的設(shè)計(jì):
1) 軸2的轉(zhuǎn)速和功率轉(zhuǎn)矩:
P2=3.75Kw,n2=144n/min,T2=248.7N.m
2) 求作用在齒輪上的力
(1)求作用在低速級(jí)小齒輪上的力
圓周力:
徑向力:
軸向力:
(2)求作用在高速級(jí)大齒輪上的力。因大齒輪為從動(dòng)輪,所以作用在其上的力與主動(dòng)輪上的力大小相等方向相反。
圓周力:
徑向力:
軸向力:
3)初步確定軸的最小直徑
先按式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料45鋼,調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)-表15-3,取,于是得:
該軸有兩處鍵槽,軸徑應(yīng)增加5~10%,Ⅱ軸的最小直徑顯然是軸承處軸的直徑和,故
4)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
?。?)擬定軸上零件的裝配方案
(2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
(a)初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承不受軸向力的作用,故選用深溝球軸承。參照工作要求,根據(jù) ,選取0基本游隙組,標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列深溝球軸承6207型,其尺寸為,得:
軸段取安裝齒輪處的Ⅱ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅴ取,根據(jù)齒輪寬并為保證齒輪定位準(zhǔn)確軸段適當(dāng)縮短1~2mm,故:,
軸段Ⅲ-Ⅳ為兩側(cè)齒輪定位軸環(huán),根據(jù)箱體尺寸。(3)軸上零件的周向定位
齒輪采用平鍵聯(lián)接,按,查機(jī)械設(shè)計(jì)表得平鍵截面,聯(lián)接小圓柱齒輪的平鍵長(zhǎng)度為36mm,聯(lián)接大圓柱齒輪的平鍵長(zhǎng)度為50mm.
5)求軸上的載荷
對(duì)于6207型深溝球軸承,
計(jì)得:,,根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。如下圖所示
載荷
水平面
垂直面
支反力F
彎矩M
總彎矩
扭矩T
6)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
進(jìn)行校核時(shí),通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面,即圓柱齒輪的截面,取,軸的計(jì)算應(yīng)力:
前已選定軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,由機(jī)械設(shè)計(jì)表,查得,因此,安全。
7.3 軸3及其軸承裝置、鍵的設(shè)計(jì)
1)3軸上的功率P3,轉(zhuǎn)速n3和轉(zhuǎn)矩T3
,,
2)求作用在齒輪上的力
圓周力:
徑向力:
軸向力:
3)初步確定軸的最小直徑
先按式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料45鋼,調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表11.3,取,于是得:
該處開(kāi)有鍵槽故軸徑加大5%~10%,且Ⅲ軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑。為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩,取。
按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選用TL9型彈性套柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為10000N.m。半聯(lián)軸器的孔徑為50mm,故??;半聯(lián)軸器長(zhǎng)度為,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度。
4)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(1)擬定軸上零件的裝配方案
(2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
(a)為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位的要求,ⅤⅡ-ⅤⅢ軸段左端需制出軸肩,故取ⅤⅠ-ⅤⅡ段的直徑,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上面而不壓在軸的端面上,故ⅤⅡ-ⅤⅢ段的長(zhǎng)度應(yīng)比L1略短一些,現(xiàn)取。
(b) 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承只受有徑向力的作用,故選用單列深溝球軸承。根據(jù),查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選取0基本游隙組,標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深溝球軸承6212,其尺寸為,故,而,滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位,軸肩高度,因此,取.
(c)取安裝齒輪處的軸的直徑;齒輪左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為56mm,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪,此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度,故取。齒輪的右端采用軸肩定位,軸肩高度,取,則,。因Ⅱ、Ⅲ兩軸在箱體內(nèi)的長(zhǎng)度大致相等,取, 。。。
3)軸上零件的周向定位
查機(jī)械設(shè)計(jì)表,聯(lián)接聯(lián)軸器的平鍵截面;聯(lián)接圓柱齒輪的平鍵截面
4)求軸上的載荷
對(duì)于6209型深溝球軸承,
載荷
水平面
垂直面
支反力F
彎矩M
總彎矩
扭矩T
5) 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
進(jìn)行校核時(shí),通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面,即安裝齒輪處,取,軸的計(jì)算應(yīng)力:
前已選定軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,由機(jī)械設(shè)計(jì),
查得,因此,安全。
計(jì)得:,,根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。如下圖所示。
八 滾動(dòng)軸承及鍵的校和計(jì)算壽命
8.1輸入軸的軸承
1).按承載較大的滾動(dòng)軸承選擇其型號(hào),因支承跨距不大,故采用兩端固定式軸承組合方式。軸承類型選為深溝球軸承,軸承的預(yù)期壽命取為:L'h=29200h
由上面的計(jì)算結(jié)果有軸承受的徑向力為Fr1=340.43N,
軸向力為Fa1=159.90N,
2).初步選擇滾動(dòng)軸承型號(hào)為6206,其基本額定動(dòng)載荷為Cr=51.8KN,基本額定靜載荷為C0r=63.8KN。
3).徑向當(dāng)量動(dòng)載荷
動(dòng)載荷為,查得,則有
由式13-5得
滿足要求。
8.2 輸入軸的鍵
1)選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸
聯(lián)軸器處選用單圓頭平鍵,尺寸為
2)校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度
鍵、軸材料都是鋼,由機(jī)械設(shè)計(jì)查得鍵聯(lián)接的許用擠壓力為
鍵的工作長(zhǎng)度
,合適
8.3 2軸的軸承
(1)選擇的深溝球軸承型號(hào)為6207,尺寸為,基本額定動(dòng)載荷。
(2) 當(dāng)量動(dòng)載荷
前面已求得,,,,
軸承 1、2受到的徑向載荷為:
軸承 1、2受到的軸向載荷為:
查簡(jiǎn)明機(jī)械工程師手冊(cè)-表7.7-39得
軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷為:
按機(jī)械設(shè)計(jì)-表13-6查得
(3)驗(yàn)算軸承壽命
因?yàn)?,所以按軸承2的受力驗(yàn)算。
對(duì)于滾子軸承,。
減速器的預(yù)定壽命
,合適。
8.4 3軸的鍵
1)選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸
聯(lián)接小圓柱齒輪處選用圓頭平鍵,尺寸為
聯(lián)接大圓柱齒輪處選用圓頭平鍵,尺寸為。
2)校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度
鍵、軸材料都是鋼,由機(jī)械設(shè)計(jì)查得鍵聯(lián)接的許用擠壓力為。鍵的工作長(zhǎng)度,
,合適
,合適
8.5 輸出軸的軸承
(1)選擇的深溝球軸承型號(hào)為6212,尺寸為,基本額定動(dòng)載荷。
(2) 當(dāng)量動(dòng)載荷
前面已求得
,,,
軸承 1、2受到的徑向載荷為:
軸承 1、2受到的軸向載荷為:
查簡(jiǎn)明機(jī)械工程手冊(cè)-表7.7-39得
軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷為:
按機(jī)械設(shè)計(jì)查得
(3)驗(yàn)算軸承壽命
因?yàn)?,所以按軸承1的受力驗(yàn)算。
對(duì)于滾子軸承,。
減速器的預(yù)定壽命
,合適。
8.6輸出軸的鍵
1)選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸
聯(lián)軸器處選用單圓頭平鍵,尺寸為
圓柱齒輪處選用普通平頭圓鍵,尺寸為。
2)校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度
鍵、軸材料都是鋼,由機(jī)械設(shè)計(jì)查得鍵聯(lián)接的許用擠壓力為。鍵的工作長(zhǎng)度,
,合適
九 潤(rùn)滑與密封
9.1潤(rùn)滑方式的選擇
齒輪用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑,并利用箱內(nèi)傳動(dòng)件濺起的油潤(rùn)滑軸承。
根據(jù)I,II,III軸的速度因子,I,II,III軸的軸承用脂潤(rùn)滑
9.2密封方式的選擇
由于I,II,III軸與軸承接觸處的線速度,所以采用氈圈密封
9.3潤(rùn)滑油的選擇
因?yàn)樵摐p速器屬于一般減速器,查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)可選用中負(fù)載
工業(yè)齒輪油N100號(hào)潤(rùn)滑油。
十 減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸
1
箱座壁厚
,
2
箱蓋壁厚
3
箱座凸緣厚度
4
箱蓋凸緣厚度
5
箱座底凸緣厚度
6
地底螺釘直徑
,取M20
7
地底螺釘數(shù)目
8
軸承旁聯(lián)接螺栓直徑
,取M14
9
箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑
取M10
10
聯(lián)接螺栓的間距
12
窺視孔蓋螺釘直徑
,取M6
13
定位銷直徑
14
,,至外箱壁距離
15
軸承旁凸臺(tái)半徑
16
凸臺(tái)高度
17
箱體外壁至軸承座端面距離
19
大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離
20
齒輪端面與內(nèi)箱壁距離
21
箱蓋,箱座筋厚
,
22
軸承端蓋外徑
23
軸承旁聯(lián)接螺栓距離
24
大齒輪齒頂圓至箱底內(nèi)壁的距離
25
箱底至箱底內(nèi)壁的距離
26
減速器中心高
27
箱體內(nèi)壁至軸承座孔端面的距離
28
軸承端蓋凸緣厚度
29
軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離
30
旋轉(zhuǎn)零件間的軸向距離
31
齒輪頂圓至軸表面的距離
總 結(jié)
從設(shè)計(jì)過(guò)程中,我復(fù)習(xí)了以前學(xué)過(guò)的機(jī)械制圖知識(shí),AUTOCAD的畫圖水平有所提高,Word輸入、排版的技巧也有所掌握,這些應(yīng)該是我最大的收獲。再次,嚴(yán)謹(jǐn)理性的態(tài)度在設(shè)計(jì)中是非常重要的,采用每一個(gè)數(shù)據(jù)都要有根據(jù),設(shè)計(jì)是一環(huán)扣一環(huán)的,前面做錯(cuò)了,后面就要全改,工作量差不多等于重做。
只有做了才真正明白什么是什么.通過(guò)這次的設(shè)計(jì),極大的提高了我們對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)這門課程的掌握和運(yùn)用,讓我們熟悉了手冊(cè)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的使用。
由于課程設(shè)計(jì)過(guò)程及工程設(shè)計(jì)本身的固有特性要求我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中稟承仔細(xì)、認(rèn)真、耐心、實(shí)事求是的態(tài)度去完成這項(xiàng)課程,也提高了我們各個(gè)方面的素質(zhì)。
現(xiàn)在我已經(jīng)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在很多不完美、缺憾甚至是錯(cuò)誤的地方,但由于時(shí)間的原因,是不可能一一糾正過(guò)來(lái)的了。盡管設(shè)計(jì)中存在這樣或那樣的問(wèn)題,我還是從中學(xué)到很多東西。
參考文獻(xiàn)
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2.《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》第二版 龔溎義主編,高等教育出版社
3.《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》第3版,吳宗澤、羅圣國(guó)主編,高等教育出版社
4.《機(jī)械精度設(shè)計(jì)檢測(cè)》應(yīng)琴主編,西南交通大學(xué)出版社
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