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文檔簡(jiǎn)介
1、<p> 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</p><p> 題 目: 二級(jí)齒輪減速器 </p><p> 院 系: 機(jī)械制造及其自動(dòng)化 </p><p> 班 級(jí): </p><p> 姓 名: </p>
2、<p> 學(xué) 號(hào): </p><p> 指導(dǎo)教師: </p><p> 日 期: 2014.1.7 </p><p><b> 目錄</b></p><p> 一、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)4<
3、;/p><p><b> (一)設(shè)計(jì)題目4</b></p><p> 1.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及要求:4</p><p> 2.傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖:4</p><p> ?。ǘ┻x擇電動(dòng)機(jī)4</p><p> 1.選擇電動(dòng)機(jī)的類型4</p><p> 2.選擇電動(dòng)機(jī)的容量4
4、</p><p> 3.確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速5</p><p> (三)、計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比5</p><p> 1.總傳動(dòng)比為:5</p><p> 2.分配傳動(dòng)比:5</p><p> (四)計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)5</p><p><b> 1.各軸
5、的轉(zhuǎn)速5</b></p><p> 2.各軸的輸入功率6</p><p> 3.各軸的輸出轉(zhuǎn)矩6</p><p> 二.傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算7</p><p> ?。ㄒ唬⒏咚冽X輪傳動(dòng)7</p><p> 1.選擇材料、熱處理方式及精度等級(jí)7</p><p> 2
6、.初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸7</p><p> 3.計(jì)算傳動(dòng)尺寸9</p><p> (二)、低速速齒輪傳動(dòng)(二級(jí)傳動(dòng))11</p><p> 1.選擇材料、熱處理方式及精度等級(jí)11</p><p> 2.初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸11</p><p> 3.計(jì)算傳動(dòng)尺寸13</p><
7、p> (三)驗(yàn)證兩個(gè)大齒輪潤(rùn)滑的合理性15</p><p> ?。ㄋ模└鶕?jù)所選齒數(shù)修訂減速器運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)。16</p><p> 三.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算16</p><p> (一)高速軸(即軸Ⅰ)的設(shè)計(jì)計(jì)算16</p><p> 1. 軸的基本參數(shù)--Ⅰ軸:16</p><p> 2.選擇軸
8、的材料16</p><p><b> 3.初算軸徑17</b></p><p> 4.軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17</p><p> 5.軸上鍵校核設(shè)計(jì)18</p><p> 6.軸的強(qiáng)度校核18</p><p> 7.校核軸承壽命20</p><p>
9、(二)中間軸(即軸Ⅱ)的設(shè)計(jì)計(jì)算21</p><p> 1. 軸的基本參數(shù)--Ⅱ軸:21</p><p> 2.選擇軸的材料21</p><p><b> 3.初算軸徑21</b></p><p> 4.軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22</p><p> 5.軸上鍵校核22</p
10、><p> 6.軸的受力分析23</p><p> 7.校核軸承壽命25</p><p> (三)輸出軸(即軸Ⅲ)的設(shè)計(jì)計(jì)算26</p><p> 1. 軸的基本參數(shù)--Ⅲ軸:26</p><p> 2.選擇軸的材料26</p><p><b> 3.初算軸徑26&
11、lt;/b></p><p> 4.軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27</p><p> 5.軸上鍵校核27</p><p> 6.軸的強(qiáng)度校核28</p><p> 7.校核軸承壽命31</p><p> (四)整體結(jié)構(gòu)的的最初設(shè)計(jì)31</p><p> 1.軸承的選擇31&
12、lt;/p><p> 2.軸承潤(rùn)滑方式及密封方式32</p><p> 3.確定軸承端蓋的結(jié)構(gòu)形式32</p><p> 4.確定減速器機(jī)體的結(jié)構(gòu)方案并確定有關(guān)尺寸32</p><p> 四.設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn):33</p><p> 一、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)</p><p><b
13、> (一)設(shè)計(jì)題目</b></p><p> 課程設(shè)計(jì)題目為:帶式運(yùn)輸機(jī)傳送裝置</p><p> 1.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及要求:</p><p> 設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)要求:</p><p> F=1800N;d=300mm;v=1.2m/s</p><p> 機(jī)器年產(chǎn)量:大批;機(jī)器工作環(huán)境:清潔
14、;</p><p> 機(jī)器載荷特性:微振;機(jī)器最短工作年限:6年2班。</p><p><b> 2.傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖:</b></p><p><b> ?。ǘ┻x擇電動(dòng)機(jī)</b></p><p> 1.選擇電動(dòng)機(jī)的類型</p><p> 按工作要求和工作條件選用Y系列
15、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)。全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu),電壓為380V。</p><p> 2.選擇電動(dòng)機(jī)的容量</p><p> 工作機(jī)的有效功率為:</p><p> 從原動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的總效率:</p><p> ?。?#215;××0.96=0.8504</p><p> 式中, ——聯(lián)軸器傳動(dòng)效率,
16、由參考文獻(xiàn)1表9.1,;</p><p> ——軸承傳動(dòng)效率, </p><p> ——齒輪嚙合效率, ;</p><p> ——卷筒傳動(dòng)效率, 。</p><p><b> 則所需電動(dòng)機(jī)功率:</b></p><p><b> 3.確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速</b></
17、p><p> 按表9.1推薦的傳動(dòng)比合理范圍,二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比,而工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為:</p><p> 所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為:</p><p> 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 r/min、1000 r/min、1500 r/min三種。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、質(zhì)量及價(jià)格等因素,為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊,決定選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的
18、電動(dòng)機(jī),另需要其中電機(jī)工作所需工作功率:。</p><p> 根據(jù)電動(dòng)機(jī)類型、容量和轉(zhuǎn)速,由本書(shū)的表14.1或有關(guān)手冊(cè)選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S-6。其主要性能如下表:</p><p> 電動(dòng)機(jī)的主要安裝尺寸及外形尺寸如下:</p><p> ?。ㄈ⒂?jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比</p><p><b> 1.總傳動(dòng)比為:<
19、/b></p><p><b> 2.分配傳動(dòng)比:</b></p><p> 考慮潤(rùn)滑條件,為使兩級(jí)大齒輪直徑相接近,取,故:</p><p> ?。ㄋ模┯?jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p><p><b> 1.各軸的轉(zhuǎn)速</b></p><p><b
20、> Ⅰ軸</b></p><p><b> ?、蜉S</b></p><p><b> Ⅲ軸</b></p><p><b> 卷筒軸</b></p><p><b> 2.各軸的輸入功率</b></p>&l
21、t;p><b> Ⅰ軸</b></p><p><b> ?、蜉S</b></p><p><b> Ⅲ軸</b></p><p><b> 卷筒軸</b></p><p><b> 3.各軸的輸出轉(zhuǎn)矩</b>&l
22、t;/p><p> 電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩為</p><p><b> 所以: </b></p><p><b> ?、褫S</b></p><p><b> ?、蜉S</b></p><p><b> ?、筝S</b></p&g
23、t;<p><b> 卷筒軸</b></p><p> 將上述計(jì)算結(jié)果匯總于下表得:</p><p> 二.傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p> 2.1 選擇材料、熱處理方式及精度等級(jí)</p><p> 考慮到卷筒機(jī)為一般機(jī)械,且該齒輪傳動(dòng)為閉式傳動(dòng)。</p><p>
24、 2.1.1 齒輪材料及熱處理方式和精度等級(jí)</p><p> ① 材料:大,小齒輪均采用45號(hào)鋼,軟齒面,由參考文獻(xiàn)1表8.2查得,小齒輪調(diào)制處理,齒面硬度為217-255HBW,平均硬度為236HBW;大齒輪正火處理,齒面硬度為162-217HBW,平均硬度為190HBW。大,小齒輪齒面平均硬度差為46HBW,在30-50HBW范圍內(nèi)。
25、按GB/T10095-1998,均選擇8級(jí)精度</p><p> 2.1.2根據(jù)所選齒數(shù)重新修訂減速器運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)。</p><p><b> 選</b></p><p> 2.2 高速級(jí)齒輪,初定齒輪傳動(dòng)及齒輪主要尺寸</p><p> 因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動(dòng),故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng):</p
26、><p><b> 式中各參數(shù)為:</b></p><p> 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩, </p><p> 設(shè)計(jì)時(shí),因v值未知,K不能確定,初取=1.4。</p><p> 由參考文獻(xiàn)1表6.6取齒寬系數(shù)=1.1</p><p> 初選螺旋角=12°。</p><p&
27、gt; 由參考文獻(xiàn)1表6.5查得彈性系數(shù) 。</p><p> 由圖6.14選取區(qū)域系數(shù) Z=2.46 </p><p><b> 齒數(shù)</b></p><p> 由參考文獻(xiàn)1式6.1,端面重合度:</p><p> 由參考文獻(xiàn)1式6.2,軸面重合度:</p><p> 由參考文獻(xiàn)1圖
28、6.15查得: =0.780。</p><p> 由圖6.24查得螺旋角系數(shù)=0.99</p><p> 許用接觸應(yīng)力 ,由參考文獻(xiàn)1圖6.28(e)得接觸疲勞極限應(yīng)力</p><p> =570MPa =390MPa </p><p> 小齒輪1與大齒輪2的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為</p><p> N=60na
29、 =60×960×(2×8×250×6)=1.382×10h</p><p><b> N= h </b></p><p> 由參考文獻(xiàn)1圖6.30查得壽命系數(shù):=1.0, =1.13。</p><p> 由參考文獻(xiàn)6.7,取安全系數(shù) </p><p>
30、;<b> []=</b></p><p><b> []= </b></p><p> 故取 </p><p> 初算小齒輪1的分度圓直徑 ,得</p><p><b> =</b></p><p><b&
31、gt; 確定傳動(dòng)尺寸:</b></p><p><b> 計(jì)算載荷系數(shù)K</b></p><p> K==1.0×1.13×1.11×1.2=1.505。</p><p> 式中, ——使用系數(shù)。由參考文獻(xiàn)1表6.3,原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)工作特性均是均勻平穩(wěn),故取 </p><p&
32、gt; ——?jiǎng)虞d系數(shù)。分度圓上的速度為</p><p> 故由參考文獻(xiàn)1圖6.7查得Kv=1.13。</p><p> ——齒向載荷分布系數(shù)。由參考文獻(xiàn)1圖6.11,因?yàn)樾↓X輪是非對(duì)稱布置的,故查得齒向載荷分布系數(shù)K =1.11。</p><p> ——齒間載荷分配系數(shù)。由參考文獻(xiàn)1表6.4,未經(jīng)表面硬化的8級(jí)精度斜齒輪取 K =1.2。</p>
33、;<p><b> 對(duì) 進(jìn)行修正。</b></p><p> d=d=37.50×=38.41</p><p><b> 確定模數(shù) </b></p><p><b> = 取=2 mm</b></p><p><b> 計(jì)算傳動(dòng)尺寸&
34、lt;/b></p><p> 中心距: a===112.2 圓整為112mm。</p><p><b> 螺旋角= </b></p><p><b> 其它傳動(dòng)尺寸: </b></p><p><b> 取47mm。</b></p><p&
35、gt; =+(5~10)mm, 取=54mm。</p><p> 4. 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核</p><p> K、T、、同上 K=1.505、T=2.50Nmm、、</p><p><b> 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)</b></p><p> 由參考文獻(xiàn)[1],圖6.19查得=2.68,=2.21</p>
36、<p> 由參考文獻(xiàn)[1]由圖6.20查得=1.56,=1.79</p><p> 由參考文獻(xiàn)[1] 由圖6.21查得重合度系數(shù) =0.71</p><p> 由參考文獻(xiàn)[1] 由圖6.26查得螺旋角系數(shù) =0.91 </p><p> 由參考文獻(xiàn)[1] 由圖6.28 查得彎曲疲勞極
37、限應(yīng)力, 小齒輪 大齒輪</p><p> 由參考文獻(xiàn)[1]圖6.30查得得彎曲疲勞壽命系數(shù):.Y=1.0 Y=1.0</p><p> 由參考文獻(xiàn)[1]表6.7 查得彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.25(1%失效概率)</p><p><b> []=MPa</b></p><p><b>
38、; []=</b></p><p> 結(jié)論:滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。</p><p><b> 高速級(jí)齒輪參數(shù)列表</b></p><p> 2.3 低速級(jí)齒輪,初定齒輪傳動(dòng)及齒輪主要尺寸</p><p> 因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動(dòng),故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng): </p><p&
39、gt; 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì):</p><p><b> 式中各參數(shù)為:</b></p><p> 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩, =</p><p> 設(shè)計(jì)時(shí),因v值未知,K不能確定,初取=1.3。</p><p> 由參考文獻(xiàn)1表6.6取齒寬系數(shù)=1</p><p> 由參考文獻(xiàn)1表6.5查
40、得彈性系數(shù) 。</p><p> 由參考文獻(xiàn)1圖6.14選取區(qū)域系數(shù) Z=2.5</p><p><b> 齒數(shù)</b></p><p> 由參考文獻(xiàn)1式8.1,端面重合度:</p><p> 由參考文獻(xiàn)1圖6.15查得:</p><p> 由參考文獻(xiàn)1式6.26,許用接觸應(yīng)力 ,<
41、;/p><p> 由參考文獻(xiàn)1圖6.28得接觸疲勞極限應(yīng)力 =570MPa =390MPa </p><p> 小齒輪1與大齒輪2的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為</p><p><b> h </b></p><p> 由參考文獻(xiàn)1圖6.29查得壽命系數(shù):, (允許局部點(diǎn)蝕)。</p><p>
42、由參考文獻(xiàn)1表6.7,取安全系數(shù) </p><p> []==1.13×570=644.1 </p><p> []==1.20×390=468.0 </p><p> 故取 </p><p> 初算小齒輪3的分度圓直徑 ,得</p><p&
43、gt;<b> =</b></p><p><b> 確定傳動(dòng)尺寸:</b></p><p><b> 計(jì)算載荷系數(shù)K</b></p><p> K==1.0×1.05×1.08×1.1=1.25。</p><p> 式中, ——使用系數(shù)
44、。由參考文獻(xiàn)1表6.3,原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)工作特性均是均勻平穩(wěn),故取 </p><p> ——?jiǎng)虞d系數(shù)。分度圓上的速度為</p><p> 故由參考文獻(xiàn)1圖6.7查得 K=1.05。</p><p> ——齒向載荷分布系數(shù)。由參考文獻(xiàn)1圖6.12,查得齒向載荷分布系數(shù)K =1.08。</p><p> ——齒間載荷分配系數(shù)。由參考文獻(xiàn)1
45、表6.4,取 K =1.1。</p><p><b> 對(duì) 進(jìn)行修正。</b></p><p><b> ==65.07×=</b></p><p><b> 確定模數(shù) </b></p><p><b> = 取=3mm</b><
46、/p><p><b> 計(jì)算傳動(dòng)尺寸</b></p><p> 中心距: a===138 </p><p><b> 其它傳動(dòng)尺寸: </b></p><p> =+(5~10)mm, 取=75mm。</p><p><b> 低速級(jí)齒輪參數(shù)列表</b
47、></p><p><b> 三.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p> 3.1高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù):</p><p><b> =2.51kW</b></p><p><b> ?。?lt;/b></p><p> N=960r/min<
48、;/p><p><b> 選擇軸的材料</b></p><p> 選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理,獲得良好的綜合機(jī)械性能。</p><p><b> 初算軸上的最小直徑</b></p><p><b> 按彎扭強(qiáng)度計(jì)算:</b></p><p> 考慮到軸上
49、鍵槽適當(dāng)增加軸直徑,。</p><p> 式中, C——由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)。由參考文獻(xiàn)2表9.4,考慮扭矩大于彎矩,取小值,C=106。</p><p> P——軸傳遞的功率。 </p><p><b> n——軸的轉(zhuǎn)速。 </b></p><p><b> 軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b
50、></p><p> (1)軸承部件的結(jié)構(gòu)形式</p><p> 為方便軸承部件的裝拆,減速器的機(jī)體用剖分結(jié)構(gòu)形式。因傳遞功率小,齒輪減速器效率高,發(fā)熱小,估計(jì)軸不會(huì)很長(zhǎng),故軸承部件的固定方式采用兩端固定。由此所設(shè)計(jì)的軸承部件的結(jié)構(gòu)形式如圖:輸出軸的草圖1 所示,然后,可按軸上零件的安裝順序,從最小直徑的軸端1開(kāi)始設(shè)計(jì)。</p><p> (2)聯(lián)軸器及
51、軸端1</p><p> 上述所求的的,就是軸段1的直徑,又考慮到軸段1上安裝聯(lián)軸器,因此1的設(shè)計(jì)與聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。</p><p> 為補(bǔ)償聯(lián)軸器所連接兩軸的安裝誤差,隔離振動(dòng),選用彈性柱銷聯(lián)軸器。查表12.1(參考文獻(xiàn)[1])可取:K=1.5,則計(jì)算轉(zhuǎn)矩:</p><p><b> 。</b></p><p&
52、gt; 其中型號(hào)為L(zhǎng)T6的聯(lián)軸器系列公稱轉(zhuǎn)矩滿足,但是直徑過(guò)大,故可定制直徑為16mm的LT6聯(lián)軸器,記作LT6 16×55 GB/T 5014。,</p><p><b> (3)軸段2</b></p><p> 聯(lián)軸器的右端軸肩固定,由公式計(jì)算得軸肩高度,但考慮固定原因,則可取h=2mm,則軸段2直徑。</p><p>
53、(4)軸段3和軸段7</p><p> 考慮使用斜齒輪。齒輪有軸向力,軸承類型為角接觸球軸承??紤]軸徑及安裝,暫取7205C,查得d=25mm,D=52mm,B=15mm。故取軸段3的直徑為。</p><p><b> (5)軸段4和6</b></p><p> 由圖9.8中的公式計(jì)算得,軸段6的軸肩應(yīng)為(0.07~0.1)20=1.4~
54、2mm。初取軸肩2mm,則初算可取直徑為30mm.</p><p><b> (6)軸段5</b></p><p> 軸段4的軸肩也為(0.07~0.1)20=1.4~2mm。軸肩取2mm,則直徑為35mm。</p><p> 知e<2.5 m=6.25mm,齒輪結(jié)構(gòu)選取齒輪軸形式.所以取</p><p>&
55、lt;b> (7)軸段長(zhǎng)度</b></p><p><b> 軸段③⑦的長(zhǎng)度:</b></p><p><b> 軸段②的長(zhǎng)度 ;</b></p><p><b> 軸段⑥的長(zhǎng)度 :</b></p><p><b> 軸段④的長(zhǎng)度: <
56、;/b></p><p> 軸的各部分尺寸均確定。取聯(lián)軸器輪轂中間位置為力的作用點(diǎn),可得跨距,,</p><p><b> 5.軸上鍵校核設(shè)計(jì)</b></p><p> 輸入軸只有軸段1上有鍵,計(jì)算時(shí)計(jì)算軸上所需鍵最短長(zhǎng)度,軸段1上鍵長(zhǎng)大于所需最短工作長(zhǎng)度即可。</p><p> 連接為動(dòng)連接,載荷平穩(wěn)振動(dòng)
57、,且鍵材料均選用45號(hào)鋼,查表可得:,取。需滿足:</p><p> 其中由軸的直徑16mm,可取鍵的尺寸b×h=5×5mm。</p><p><b> 則可解得: </b></p><p> 其連接的聯(lián)軸器處長(zhǎng)為45mm,則鍵可選長(zhǎng)度為40mm。</p><p><b> 6.軸的
58、強(qiáng)度校核</b></p><p> ?。?)畫(huà)軸的受力簡(jiǎn)圖</p><p><b> ?。?)計(jì)算支承反力</b></p><p><b> 作用在齒輪上的力:</b></p><p><b> ,向左</b></p><p><b
59、> 那么,在水平面上</b></p><p><b> 在垂直平面上</b></p><p><b> 解得</b></p><p> 軸承I的總支承反力 </p><p> 軸承II的總支承反力</p><p> ?。?)畫(huà)彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖<
60、/p><p><b> 在水平面上</b></p><p><b> 在垂直面上</b></p><p><b> 合成彎矩</b></p><p> 轉(zhuǎn)矩T=25000N·mm</p><p> 4.2軸I的強(qiáng)度校核</p>
61、<p> A-A左側(cè)剖面彎矩大,且有轉(zhuǎn)矩,定義為危險(xiǎn)截面。由參考文獻(xiàn)1附表10.1,抗彎剖面模量</p><p><b> 抗扭剖面模量</b></p><p><b> 彎曲應(yīng)力</b></p><p><b> 扭剪應(yīng)力</b></p><p> 對(duì)
62、于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的軸,通常轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理,故取折合系數(shù),則當(dāng)量應(yīng)力為:</p><p> 已知軸的材料為45鋼,調(diào)制處理,查表得,。顯然,,故軸的a-a左側(cè)剖面強(qiáng)度滿足要求。</p><p> 4.3軸I上鍵連接強(qiáng)度校核</p><p> 聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)力</p><p> 取鍵、軸及聯(lián)軸器的材料都為鋼,查參考文獻(xiàn)1表6.1得。
63、顯然,,故強(qiáng)度足夠。</p><p> 4.4軸I上軸承壽命校核</p><p> 由參考文獻(xiàn)2表12.1查7205C軸承得 。。</p><p><b> 計(jì)算軸承的軸向力</b></p><p> 軸承1.2內(nèi)部軸向力分別為:</p><p> 與軸向力A的方向相同且</p&g
64、t;<p><b> 故</b></p><p> 故只需校核軸承1即可</p><p><b> 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷</b></p><p> ,查表得e=0.42</p><p><b> 得</b></p><p><b&
65、gt; 當(dāng)量動(dòng)載荷</b></p><p> 校核軸承的壽命。軸承在 100°C以下工作,查參考文獻(xiàn)1表11.9得。載荷變動(dòng)小,為減速器用軸承,查參考文獻(xiàn)1表11.10,得。</p><p><b> 故軸承的壽命</b></p><p> 已知最短使用6年,為2班工作制,則預(yù)期壽命</p><
66、p> 顯然> ,故軸承壽命很充裕。</p><p> 5.1中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 </p><p> (二)中間軸(即軸Ⅱ)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p> 1. 軸的基本參數(shù)--Ⅱ軸:</p><p><b> 2.選擇軸的材料</b></p><p> 選用45號(hào)鋼,熱處理方式
67、為調(diào)質(zhì),能獲得良好的綜合機(jī)械性能。</p><p><b> 3.初算軸徑</b></p><p><b> 按彎扭強(qiáng)度計(jì)算:</b></p><p> 考慮到軸上鍵槽適當(dāng)增加軸直徑,。</p><p><b> 式中:</b></p><p>
68、 C——由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)。由參考文獻(xiàn)[1]表9.4中查得C值,45號(hào)鋼的值為118~106考慮扭矩大于彎矩,取小值C=106。</p><p> P2——軸Ⅱ傳遞的功率(單位kW)。 \* MERGEFORMAT </p><p> n——軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速。 \* MERGEFORMAT </p><p> 4.軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p>
69、<p> (1)軸承部件的結(jié)構(gòu)形式</p><p> 軸承部件的固定方式采用兩端固定。由此所設(shè)計(jì)的軸承部件的結(jié)構(gòu)形式如圖:中間軸的草圖1 所示,然后,可按軸上零件的安裝順序,從最小直徑的軸端1開(kāi)始設(shè)計(jì)。</p><p><b> (2)軸段1</b></p><p> 初選角接觸球軸承7206C,查得d=30mm,D=62
70、mm,B=16mm。故取軸段1的直徑為。</p><p> (3)軸段2與軸段4</p><p> 由圖9.8中的公式計(jì)算得,軸段2的軸肩應(yīng)為(0.07~0.1)25=1.75~2.5mm。初取軸肩2.5mm,則初算可得直徑為。</p><p><b> (4)軸段3</b></p><p> 軸段3的軸肩也為(
71、0.07~0.1)25=1.75~2.5mm,軸肩取2.5mm,則直徑為40mm。</p><p><b> (5)軸段長(zhǎng)度</b></p><p> 軸段具體長(zhǎng)度要綜合考慮其他2根軸的尺寸和聯(lián)軸器端面到箱體軸承透蓋的距離綜合草圖進(jìn)行確定。</p><p><b> 5.軸上鍵校核</b></p>&l
72、t;p> 中間軸軸段2與軸段4上有鍵,計(jì)算時(shí)計(jì)算軸上所需鍵最短長(zhǎng)度,其鍵長(zhǎng)大于所需最短工作長(zhǎng)度即可。</p><p> 連接為動(dòng)連接,載荷平穩(wěn),且鍵材料均選用45號(hào)鋼,查表可得:,取。需滿足:</p><p> 其中由軸的直徑35mm,可取鍵的尺寸b×h=10×8mm。</p><p><b> 則可解得: </b&
73、gt;</p><p> 查表得安全工作的最小鍵長(zhǎng)為12mm。</p><p> 此軸上兩個(gè)鍵槽處為兩個(gè)齒輪:2、3號(hào)齒輪,其中2號(hào)為高速軸上的大齒輪,3號(hào)齒輪為低速軸上的小齒輪,取2號(hào)齒輪處鍵長(zhǎng)30mm,取3號(hào)齒輪鍵長(zhǎng)取35mm。</p><p> 5.1軸II的受力分析</p><p><b> ?。?)計(jì)算支承反力<
74、;/b></p><p> 按齒輪受力關(guān)系計(jì)算可得</p><p><b> 圓周力 ,</b></p><p><b> 徑向力, </b></p><p><b> 軸向力 </b></p><p><b> 那么,在水
75、平面上</b></p><p><b> 解得</b></p><p><b> 在垂直平面上</b></p><p><b> 解得</b></p><p> 軸承I的總支承反力 </p><p> 軸承II的總支承反力</
76、p><p> (2)畫(huà)彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖</p><p><b> 在水平面上</b></p><p><b> 在垂直面上</b></p><p><b> 合成彎矩</b></p><p><b> 轉(zhuǎn)矩</b></p&
77、gt;<p> 5.2軸II的強(qiáng)度校核</p><p> 1-1右側(cè)剖面彎矩大,且有轉(zhuǎn)矩,又存在鍵槽的應(yīng)力集中,定義為危險(xiǎn)截面。由參考文獻(xiàn)1附表10.1,抗彎剖面模量</p><p><b> 抗扭剖面模量</b></p><p><b> 彎曲應(yīng)力</b></p><p>&
78、lt;b> 扭剪應(yīng)力</b></p><p> 對(duì)于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的軸,通常轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理,故取折合系數(shù),則當(dāng)量應(yīng)力為:</p><p> 已知軸的材料為45鋼,調(diào)制處理,查表得,。顯然,,故軸的a-a左側(cè)剖面強(qiáng)度滿足要求。</p><p> 5.3軸II上鍵連接強(qiáng)度校核</p><p> 齒輪2處鍵連接的擠壓應(yīng)力&
79、lt;/p><p> 取鍵、軸及聯(lián)軸器的材料都為鋼,查參考文獻(xiàn)1表6.1得。顯然,,故強(qiáng)度足夠。</p><p> 齒輪3處鍵連接的擠壓應(yīng)力</p><p> 取鍵、軸及聯(lián)軸器的材料都為鋼,查參考文獻(xiàn)3表6.1得 。顯然,,故強(qiáng)度足夠。</p><p> 5.4軸II上軸承壽命校核</p><p> 由參考文獻(xiàn)2
80、表12.1查7206C軸承得 。。</p><p><b> 計(jì)算軸承的軸向力</b></p><p> 軸承1.2內(nèi)部軸向力分別為:</p><p> 與軸向力A的方向相同且</p><p><b> 故</b></p><p> 故只需校核軸承2即可</p
81、><p><b> 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷</b></p><p> ,查表得e=0.45</p><p><b> 得</b></p><p><b> 當(dāng)量動(dòng)載荷</b></p><p> 校核軸承的壽命。軸承在 100°C以下工作,查參考文
82、獻(xiàn)1表11.9得。載荷變動(dòng)小,為減速器用軸承,查參考文獻(xiàn)1表11.10,得。</p><p><b> 故軸承的壽命</b></p><p> 已知最短使用6年,為2班工作制,則預(yù)期壽命</p><p> 顯然》 ,故軸承壽命很充裕。</p><p> (三)輸出軸(軸Ⅲ)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><
83、;p> 1. 軸的基本參數(shù)--Ⅲ軸:</p><p><b> 2.選擇軸的材料</b></p><p> 考慮使用45號(hào)鋼,熱處理方式為調(diào)質(zhì),能獲得良好的綜合機(jī)械性能。</p><p><b> 3.初算軸徑</b></p><p><b> 按彎扭強(qiáng)度計(jì)算:</b
84、></p><p> 考慮到軸上鍵槽適當(dāng)增加軸直徑,。</p><p><b> 式中:</b></p><p> C——由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)。由參考文獻(xiàn)[1]表9.4中查得C值,45號(hào)鋼的值為118~106考慮扭矩大于彎矩,取小值C=106。</p><p> P3——軸Ⅱ傳遞的功率(單位kW)。
85、 \* MERGEFORMAT </p><p> N3——軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速。 \* MERGEFORMAT </p><p> 4.軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p> (1)軸承部件的結(jié)構(gòu)形式</p><p> 為方便軸承部件的裝拆,減速器的機(jī)體用剖分結(jié)構(gòu)形式。因傳遞功率小,齒輪減速器效率高,發(fā)熱小,估計(jì)軸不會(huì)很長(zhǎng),故軸承部件的固定方
86、式采用兩端固定。由此所設(shè)計(jì)的軸承部件的結(jié)構(gòu)形式如圖:中間軸的草圖1 所示,然后,可按軸上零件的安裝順序,從最小直徑的軸端7開(kāi)始設(shè)計(jì)。</p><p> (2)軸段7及聯(lián)軸器</p><p> 軸段7的直徑,需要考慮到上述所求的及軸段1上安裝聯(lián)軸器,因此與聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。</p><p> 為補(bǔ)償聯(lián)軸器所連接兩軸的安裝誤差,隔離振動(dòng),選用彈性柱銷聯(lián)軸器。查
87、表12.1(參考文獻(xiàn)[1])可?。篕=1.5,則計(jì)算轉(zhuǎn)矩:</p><p><b> 。</b></p><p> 其中型號(hào)為L(zhǎng)T7的彈性套柱銷聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩滿足,但直徑不滿足,則定制直徑為32mm的聯(lián)軸器, 型號(hào)記作LT7 32×60GB/T 5014。</p><p><b> 取,</b></p
88、><p><b> (3)軸段6</b></p><p> 考慮聯(lián)軸器的軸向固定,軸段6直徑。</p><p> (4)軸段5和軸段1</p><p> 考慮使用直齒圓柱齒輪,沒(méi)有軸向力,軸承類型為深溝球軸承。軸段5需要考慮軸承直徑及安裝,查表12.2角接觸軸承,取6209,查得d=45mm,D=85mm,B=19m
89、m。一根軸上兩個(gè)軸承應(yīng)該為相同型號(hào),故取軸段5和軸段1的直徑為:。</p><p> (5)軸段2和軸段4</p><p> 由公式計(jì)算得,軸段6的軸肩應(yīng)為。取軸肩h=2.5mm,則初算可得直徑為50mm,軸段2處用以安裝低速軸大齒輪-齒輪4,軸段4處為方便定位。</p><p><b> (6)軸段4</b></p>&l
90、t;p> 軸段4的軸肩也為。軸肩取2mm,則直徑為54mm。</p><p><b> (7)軸段長(zhǎng)度</b></p><p> 采用凸緣式軸承蓋,其凸緣厚度e=8 mm。由于所選聯(lián)軸器不影響軸承端蓋螺栓的拆卸,軸肩與軸承端蓋之間的間隙取K=10 mm。</p><p> 在確定齒輪、機(jī)體、軸承、軸承蓋的相互位置與尺寸之后,即可確
91、定各軸段的長(zhǎng)度。</p><p><b> 取軸段⑤的長(zhǎng)度</b></p><p><b> 軸段⑥的長(zhǎng)度</b></p><p><b> 軸段①的長(zhǎng)度</b></p><p><b> 取軸段③的長(zhǎng)度</b></p><p&
92、gt;<b> 軸段④的長(zhǎng)度</b></p><p> 軸的各部分尺寸均確定。取聯(lián)軸器輪轂中間位置為力的作用點(diǎn),可得跨距;,。</p><p><b> 5.軸上鍵校核</b></p><p> 中間軸軸段7與軸段4上有鍵,計(jì)算時(shí)計(jì)算軸上所需鍵最短長(zhǎng)度,其鍵長(zhǎng)大于所需最短工作長(zhǎng)度即可。</p><
93、;p> 連接為動(dòng)連接,載荷輕微振動(dòng),且鍵材料均選用45號(hào)鋼,查表可得:,取。需滿足:</p><p> (1) 軸段2與大齒輪連接處的鍵</p><p> 其中軸段4的直徑50mm,可取鍵的尺寸b×h=14×9mm。</p><p><b> 則可解得: </b></p><p> 查
94、表取鍵長(zhǎng)為45mm。</p><p> (2) 軸段7與聯(lián)軸器連接處的鍵</p><p> 其中軸段7的直徑32mm,可取鍵的尺寸b×h=10×8mm。</p><p><b> 則可解得: </b></p><p> 查表取鍵長(zhǎng)為50mm。</p><p><b
95、> 6.軸的強(qiáng)度校核</b></p><p><b> ?。?)計(jì)算支承反力</b></p><p> 按齒輪受力關(guān)系計(jì)算可得</p><p><b> 圓周力 </b></p><p><b> 徑向力 </b></p><p&g
96、t;<b> 那么,在水平面上</b></p><p><b> 解得</b></p><p><b> 在垂直平面上</b></p><p><b> 解得</b></p><p> 軸承I的總支承反力 </p><p>
97、; 軸承II的總支承反力</p><p> ?。?)畫(huà)彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖</p><p><b> 在水平面上</b></p><p><b> 在垂直面上</b></p><p><b> 合成彎矩</b></p><p><b> 轉(zhuǎn)
98、矩</b></p><p> 6.2軸III的強(qiáng)度校核</p><p> a-a右側(cè)剖面彎矩大,且有轉(zhuǎn)矩,又存在鍵槽的應(yīng)力集中,定義為危險(xiǎn)截面。由參考文獻(xiàn)1附表10.1,抗彎剖面模量</p><p><b> 抗扭剖面模量</b></p><p><b> 彎曲應(yīng)力</b><
99、;/p><p><b> 扭剪應(yīng)力</b></p><p> 對(duì)于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的軸,通常轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理,故取折合系數(shù),則當(dāng)量應(yīng)力為:</p><p> 已知軸的材料為45鋼,調(diào)制處理,查表得,。顯然,,故軸的a-a左側(cè)剖面強(qiáng)度滿足要求。</p><p> 6.3軸III上鍵連接強(qiáng)度校核</p><
100、p> 齒輪4處鍵連接的擠壓應(yīng)力</p><p> 取鍵、軸及聯(lián)軸器的材料都為鋼,查參考文獻(xiàn)1表6.1得。顯然,,故強(qiáng)度足夠。</p><p> 聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)力</p><p> 取鍵、軸及聯(lián)軸器的材料都為鋼,查參考文獻(xiàn)3表6.1得 。顯然,,故強(qiáng)度足夠。</p><p> 6.4軸III上軸承壽命校核</p&g
101、t;<p> 由參考文獻(xiàn)2表12.1查6209軸承得 。。</p><p><b> 計(jì)算軸承的軸向力</b></p><p> 軸承1.2內(nèi)部軸向力分別為:</p><p><b> 故</b></p><p><b> 故校核任意軸承即可</b>&l
102、t;/p><p><b> 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷</b></p><p> ,查表得e=0.41</p><p><b> 得</b></p><p><b> 當(dāng)量動(dòng)載荷</b></p><p> 校核軸承的壽命。軸承在 100°C以下工作,
103、查參考文獻(xiàn)1表11.9得。載荷變動(dòng)小,為減速器用軸承,查參考文獻(xiàn)1表11.10,得。</p><p><b> 故軸承的壽命</b></p><p> 已知最短使用6年,為2班工作制,則預(yù)期壽命</p><p> 顯然》 ,故軸承壽命很充裕。</p><p> 七.減速器附件及其說(shuō)明</p><
104、;p> 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下:</p><p><b> 八.參考資料:</b></p><p> 【1】.《機(jī)械設(shè)計(jì)》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 宋寶玉 主編</p><p> 【2】.《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 宋寶玉 主編</p><p> 【3】.《機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)指導(dǎo)書(shū)》 哈爾濱
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