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文檔簡介
1、<p> 用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的二級(jí)圓錐</p><p><b> 斜齒圓柱齒輪減速器</b></p><p><b> 目 錄</b></p><p><b> 一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p> 1.1 設(shè)計(jì)題目………………………………………………
2、……………………1</p><p> 1.2 工作條件……………………………………………………………………1</p><p> 1.3 原始數(shù)據(jù)……………………………………………………………………1</p><p> 1.4 設(shè)計(jì)工作量…………………………………………………………………1</p><p> 二、電動(dòng)機(jī)的選擇 ……………
3、……………………………………………2</p><p> 三、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)…………………………………3</p><p> 四、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p> 4.1 圓錐直齒輪設(shè)計(jì)……………………………………………………………5</p><p> 4.2 斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)…………………………………………………………9
4、</p><p><b> 五、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p> 5.1 輸入軸設(shè)計(jì)…………………………………………………………………14</p><p> 5.2 中間軸的設(shè)計(jì)………………………………………………………………20</p><p> 5.3 輸出軸的設(shè)計(jì)…………………………………………………
5、……………27</p><p> 六、滾動(dòng)軸承的選擇與計(jì)算</p><p> 6.1 輸入軸滾動(dòng)軸承的計(jì)算……………………………………………………33</p><p> 6.2 中間軸滾動(dòng)軸承計(jì)算………………………………………………………34</p><p> 6.3 輸出軸軸滾動(dòng)軸承計(jì)算……………………………………………………36&
6、lt;/p><p> 七、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算</p><p> 7.1 輸入軸上的鍵校核計(jì)算……………………………………………………37</p><p> 7.2 中間軸上的鍵校核計(jì)算……………………………………………………39</p><p> 7.3 輸出軸上的鍵校核計(jì)算……………………………………………………40</p&g
7、t;<p> 八、潤滑與密封 ……………………………………………………………41</p><p> 九、設(shè)計(jì)總結(jié) ………………………………………………………………41</p><p> 十、參考資料目錄…………………………………………………………42</p><p><b> 課程設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p>&
8、lt;p><b> 1.1 設(shè)計(jì)題目</b></p><p> 用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的圓錐--斜齒圓柱齒輪減速器</p><p><b> 1.2 工作條件</b></p><p> 工作條件有輕微振動(dòng)。經(jīng)常滿載、空載啟動(dòng)、不反轉(zhuǎn)、單班制工作,運(yùn)輸帶允許的速度誤差5%,小批量生產(chǎn),使用期限10年,傳動(dòng)簡圖如下圖所
9、示:</p><p><b> 1.3 原始數(shù)據(jù)</b></p><p> 運(yùn)輸帶拉力F(KN): 2.3 卷筒直徑D(mm): 320</p><p> 帶速V(m/s): 1.00</p><p><b> 1.4 設(shè)計(jì)工作量</b></p><p
10、> 1、減速器裝配圖一張(計(jì)算機(jī)繪制,圖幅A0或A1,用A3圖幅打?。?;</p><p> 2、零件(箱體、齒輪或軸)工作圖2張(計(jì)算機(jī)繪制,用A3圖幅打?。?;</p><p> 3、打印設(shè)計(jì)說明書1份,約10000字;</p><p> 4、減速器轉(zhuǎn)配圖、零件工作圖和設(shè)計(jì)說明書電子版。</p><p><b> 電
11、動(dòng)機(jī)的選擇</b></p><p> 按工作要求和工作條件以及查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得,選用一般用途的Y系列(IP44)封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)。</p><p><b> 電動(dòng)機(jī)容量</b></p><p><b> 卷筒的輸出功率: </b></p><p> 電動(dòng)機(jī)的輸出功率: <
12、;/p><p> 傳動(dòng)裝置的總效率: </p><p> 式中:、…為從電動(dòng)機(jī)至卷筒軸的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率。</p><p> 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》表2-4查得:V帶傳動(dòng)=0.96;滾動(dòng)軸承=0.988;圓柱齒輪傳動(dòng)=0.97;圓錐齒輪傳動(dòng)=0.96;彈性聯(lián)軸器=0.99;卷筒軸滑動(dòng)軸承=0.96;則</p><p>
13、; 故 </p><p><b> 電動(dòng)機(jī)的額定功率</b></p><p> 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》Y系列(IP44)三相異步電動(dòng)機(jī)表16-1-28選取電動(dòng)機(jī)額定功率: </p><p><b> ?。?)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速</b></p><p><b> 驅(qū)動(dòng)卷
14、筒的轉(zhuǎn)速:</b></p><p> 推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍,由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表1查得圓錐—圓柱齒輪減速器,則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為:</p><p> 選同步轉(zhuǎn)速為1500r/min,如下表</p><p> 電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形,安裝尺寸</p><p> 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) </p&g
15、t;<p> 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比: </p><p> 分配各級(jí)傳動(dòng)比:因?yàn)槭菆A錐圓柱齒輪減速器, 圓錐齒輪取3~4,故 </p><p> 圓柱齒輪傳動(dòng)比: </p><p> 各軸轉(zhuǎn)速(軸號(hào)如圖一)</p><p><b> 各軸的輸入功率</b></p>
16、;<p><b> 各軸轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b> 6、各軸數(shù)據(jù)如下表</b></p><p><b> 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p> 4.1 圓錐直齒輪設(shè)計(jì)</p><p> 已知輸入功率,小齒輪轉(zhuǎn)速960r/min,齒數(shù)比u
17、=3.5,由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),工作有輕微振動(dòng),經(jīng)常滿載、空載起動(dòng)、不反轉(zhuǎn)、單班制工作,運(yùn)輸帶允許誤差為5%,小批量生產(chǎn),使用期限10年(每年工作日300天)。</p><p> 選定齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù)</p><p> 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器,速度不高,故選用7級(jí)精度(GB10095-88)</p><p> 材料選擇 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-
18、1選擇小齒輪材料為(調(diào)質(zhì)),硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為240HBS,二者材料硬度差為40HBS。</p><p> (3)選小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù),取整。</p><p> 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p> 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算,即</p><p> 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p>
19、<p> 試選載荷系數(shù) </p><p> 2)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩</p><p> 3)選齒寬系數(shù) 。</p><p> 4)由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) 。</p><p> 5)由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-21d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
20、強(qiáng)度極限。</p><p> 6)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p> 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)</p><p> 8)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力</p><p> 取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,得</p><p><b> 計(jì)算</b></p>
21、<p> 試算小齒輪分度圓直徑,代入中較小的值。</p><p><b> 2)計(jì)算圓周速度。</b></p><p><b> 計(jì)算載荷系數(shù)。</b></p><p> 根據(jù),7級(jí)精度,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù) 直齒輪</p><p> 由《機(jī)械設(shè)計(jì)
22、(第八版)》表10-2查得使用系數(shù)</p><p> 根據(jù)大齒輪兩端支撐,小齒輪作懸臂布置,7級(jí)精度,查《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-9得軸承系數(shù) </p><p> 齒向載荷分布系數(shù) </p><p><b> 故載荷系數(shù) </b></p><p> 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,得</
23、p><p><b> 計(jì)算模數(shù)m。</b></p><p> 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p> ?。?)確定公式中的各計(jì)算數(shù)值</p><p> 1)確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)</p><p><b> 2)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)</b></p><p>
24、 3)由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-5查得齒形系數(shù)</p><p> 應(yīng)力校正系數(shù) </p><p> 4)由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-20c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</p><p> 5)由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) </p><p> 6)計(jì)算彎曲疲
25、勞許用應(yīng)力</p><p> 取彎曲疲勞安全系數(shù),得</p><p> 7)計(jì)算大、小齒輪的并加以比較</p><p><b> 大齒輪的數(shù)值大。</b></p><p><b> 設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p> 對(duì)比計(jì)算結(jié)果,有齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大
26、于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù),取,已可滿足彎曲強(qiáng)度。但是為了同時(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計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)</p><p> 小齒輪齒數(shù) </p><p> 大齒輪齒數(shù) </p><p> 4、計(jì)算齒輪相關(guān)參數(shù)</p><p><b> 圓整并確定齒寬 </b&g
27、t;</p><p><b> 圓整取 </b></p><p> 4.2 斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)</p><p> 已知輸入功率,小齒輪轉(zhuǎn)速274.3r/min,齒數(shù)比u=4.6,由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),工作有輕微振動(dòng),經(jīng)常滿載、空載起動(dòng)、不反轉(zhuǎn)、單班制工作,運(yùn)輸帶允許誤差為5%,小批量生產(chǎn),使用期限10年(每年工作日300天)。</p
28、><p> 1、選定齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù)</p><p> (1) 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器,速度不高,故選用7級(jí)精度(GB10095-88)</p><p> (2) 材料選擇 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-1選擇大小齒輪材料均為40Cr鋼(調(diào)質(zhì)),小齒輪齒面硬度為280HBS,大齒輪齒面硬度為250HBS。</p><p>
29、 (3) 選小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù)</p><p> (4) 選取螺旋角。初選螺旋角 </p><p> 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p> 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算,即</p><p> 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p><b> 初選載荷系數(shù):</b></p>
30、<p><b> 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b> 3)選齒寬系數(shù)</b></p><p> 4)由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-30選取區(qū)域系數(shù)</p><p> 5)由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-26查得,,則</p><p> 6)由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八
31、版)》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)</p><p> 7)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p> 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-21d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</p><p> 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)</p><p> 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力</p>
32、<p> 取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,得</p><p><b> 計(jì)算</b></p><p> 試算小齒輪分度圓直徑,由計(jì)算公式得</p><p><b> 計(jì)算圓周速度</b></p><p> 計(jì)算齒寬b及模數(shù) </p><p><
33、b> 計(jì)算縱向重合度</b></p><p><b> 計(jì)算載荷系數(shù)K</b></p><p> 根據(jù),7級(jí)精度,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)</p><p> 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-3查得</p><p> 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-2查得使用系數(shù)</
34、p><p> 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-4查得</p><p> 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-13查得 </p><p><b> 接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)</b></p><p> 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,得</p><p><b> 計(jì)算模數(shù)</b>
35、;</p><p><b> 圓整取</b></p><p><b> 幾何尺寸計(jì)算</b></p><p><b> 計(jì)算中心距</b></p><p> 按圓整后的中心距修正螺旋角</p><p> 因值改變不多,故參數(shù)、等不必修正<
36、/p><p> 計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑</p><p><b> 計(jì)算齒輪寬度</b></p><p><b> 圓整后取 </b></p><p> 校核齒根彎曲強(qiáng)度 (1)計(jì)算載荷系數(shù)</p><p> ?。?)根據(jù)縱向重合度,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版
37、)》圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)(3)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)</p><p><b> ?。?)查取齒形系數(shù)</b></p><p> 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-5查得;</p><p> ?。?)查取應(yīng)力校正系數(shù)</p><p> 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-5查得;</p><p>
38、?。?)由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-20c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</p><p> ?。?)由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)</p><p> ?。?)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p> 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,得</p><p><b> ?。?)校核彎曲強(qiáng)度&
39、lt;/b></p><p> 根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式進(jìn)行校核</p><p> 滿足彎曲強(qiáng)度,所選參數(shù)合適。</p><p><b> 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b> 5.1 輸入軸設(shè)計(jì)</b></p><p> 1、求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)
40、矩</p><p><b> 求作用在齒輪上的力</b></p><p> 已知高速級(jí)小圓錐齒輪的分度圓直徑為</p><p><b> 所以可以求出:</b></p><p> 圓周力,徑向力,軸向力的方向如圖所示:</p><p> 初步確定軸的最小直徑<
41、/p><p> 選取軸的材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表15-3,取,得,輸入軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑,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)。</p><p> 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩,查《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表14-1,由于轉(zhuǎn)矩變化很小,故取,則</p><p> 查《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》表17-4,選H
42、L1型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為,半聯(lián)軸器的孔徑,故取,半聯(lián)軸器長度,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為25mm。</p><p><b> 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p> 擬定軸上零件的裝配方案如下圖:</p><p> ?。?)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p> 1)為了滿足半聯(lián)軸器
43、的軸向定位,1-2軸段右端需制出一軸肩,故取2-3段的直徑</p><p> 2)初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力,故選用單列圓錐滾子軸承,參照工作要求并根據(jù),由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表20-23中初步選取0基本游隙組,標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承32005,其尺寸為</p><p><b> ,,而。</b></p><p>
44、這對(duì)軸承均采用軸肩進(jìn)行軸向定位,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》表15-7查得32005型軸承的定位軸肩高度,因此取</p><p> 3)取安裝齒輪處的軸段6-7的直徑;為使套筒可靠地壓緊軸承,5-6段應(yīng)略短于軸承寬度,故取。</p><p> 4)軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤滑油的要求,求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離,故取 <
45、/p><p> 5)錐齒輪輪轂寬度為60mm,為使套筒端面可靠地壓緊齒輪取。</p><p><b> 6)由于,故取</b></p><p> ?。?)軸上的周向定位</p><p> 圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接,按由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表6-1查得平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長40mm,同時(shí)為保證齒輪與軸配
46、合有良好的對(duì)中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為;滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的,此處選軸的尺寸公差為k6。</p><p> ?。?)確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p><b> 取軸端倒角為</b></p><p><b> 求軸上的載荷</b></p><p> 6、按彎扭合
47、成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p> 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn),扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力,取,軸的計(jì)算應(yīng)力</p><p> 前已選定軸的材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表15-1查得,故安全。</p><p> 7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度</p><p><b> (1)判斷危險(xiǎn)截面</b>
48、</p><p> 截面5左側(cè)受應(yīng)力最大。</p><p><b> 截面5左側(cè)</b></p><p> 抗彎截面系數(shù) </p><p> 抗扭矩截面系數(shù) </p><p> 截面5左側(cè)的彎矩為 </p><p
49、> 截面5上的扭矩為 </p><p> 截面上的彎曲應(yīng)力 </p><p> 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 </p><p> 軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表15-1查得 </p><p> 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按《機(jī)械設(shè)計(jì)(
50、第八版)》附表3-2查取。因,,經(jīng)插值后查得</p><p> 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-2可得軸的材料敏感系數(shù)為</p><p> 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為</p><p> 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-2的尺寸系數(shù) ,扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 。</p><p> 軸按磨削加工,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為
51、 </p><p> 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理,即,則綜合系數(shù)為</p><p><b> 又取碳鋼的特性系數(shù)</b></p><p><b> 計(jì)算安全系數(shù)值</b></p><p><b> 故可知其安全。</b></p><p> 5.2 中間
52、軸的設(shè)計(jì)</p><p> 中間軸的上的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩</p><p><b> 求作用在齒輪上的力</b></p><p> 1)已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑</p><p> 而 </p><p> 已知圓錐直齒輪的平均分度圓半徑</p><p&
53、gt; 而由圓錐小齒輪的圓周力、徑向力及軸向力可知 </p><p> 圓周力、,徑向力、及軸向力、的方向如圖所示</p><p> 3、初步確定軸的最小直徑</p><p> 選取軸的材料為40Cr(調(diào)質(zhì)),根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表15-3,取,得,中間軸最小直徑顯然是安裝滾動(dòng)軸承的直徑和。</p><p><
54、b> 軸的設(shè)計(jì)</b></p><p> 擬定軸上零件的裝配方案(如下圖)</p><p> ?。?)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p> 1)初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力,故選用單列圓錐滾子軸承,參照工作要求并根據(jù),由《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》表15-7中初步選取0基本游隙組,標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單
55、列圓錐滾子軸承30206,其尺寸為,。 </p><p> 這對(duì)軸承均采用套筒進(jìn)行軸向定位,由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表20-23查得30206型軸承的定位軸肩高度,因此取套筒直徑。</p><p> 2)取安裝齒輪的軸段,錐齒輪左端與左軸承之間采用套筒定位,已知錐齒輪輪轂長44mm,為了使套筒端面可靠地壓緊端面,此軸段應(yīng)略短于輪轂長,故取,齒輪的右端采用軸肩定位,軸肩高度,故取,則軸環(huán)處的直
56、徑為。</p><p> 3)已知圓柱直齒輪齒寬,為了使套筒端面可靠地壓緊端面,此軸段應(yīng)略短于輪轂長,故取。</p><p> 4)箱體一小圓錐齒輪中心線為對(duì)稱軸,則取</p><p><b> 。</b></p><p> (3)軸上的周向定位</p><p> 圓錐齒輪的周向定位采用
57、平鍵連接,按由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表6-1查得平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長為36mm,同時(shí)為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的配合為;圓柱齒輪的周向定位采用平鍵連接,按由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表6-1查得平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長為63mm,同時(shí)為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的配合為;滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的,此處選軸的尺寸公差為m6。</p><
58、p> (4)確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p><b> 取軸端倒角為。</b></p><p><b> 求軸上載荷</b></p><p> 6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p> 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn),扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力,取,軸的計(jì)算應(yīng)力<
59、/p><p> 前已選定軸的材料為(調(diào)質(zhì)),由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表15-1查得,故安全。</p><p> 7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度</p><p><b> ?。?)判斷危險(xiǎn)截面</b></p><p> 截面5左右側(cè)受應(yīng)力最大</p><p><b> ?。?)截面5右側(cè)<
60、;/b></p><p> 抗彎截面系數(shù) </p><p> 抗扭截面系數(shù) </p><p> 截面5右側(cè)彎矩M為 </p><p> 截面5上的扭矩為 </p><p> 截面上的彎曲應(yīng)力 </p><p&
61、gt; 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 </p><p> 軸的材料為,調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得</p><p><b> 。</b></p><p> 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附表3-2查取。因,,經(jīng)插值后查得</p><p> 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-2可得
62、軸的材料敏感系數(shù)為</p><p> 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為</p><p> 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-2的尺寸系數(shù),扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。</p><p> 軸按磨削加工,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 </p><p> 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理,即,則綜合系數(shù)為</p><p> 又
63、取合金鋼的特性系數(shù)</p><p><b> 計(jì)算安全系數(shù)值</b></p><p><b> 故可知安全。</b></p><p><b> ?。?)截面5左側(cè)</b></p><p> 抗彎截面系數(shù) </p><p>
64、 抗扭截面系數(shù) </p><p> 截面5左側(cè)彎矩M為 </p><p> 截面5上的扭矩為 </p><p> 截面上的彎曲應(yīng)力 </p><p> 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 </p><p> 過盈配合處的,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附表3
65、-8用插值法求出,并取,于是得 </p><p> 軸按磨削加工,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 </p><p><b> 故得綜合系數(shù)為</b></p><p><b> 計(jì)算安全系數(shù)值</b></p><p><b> 故可知安全。</b
66、></p><p> 5.3 輸出軸的設(shè)計(jì)</p><p> 1、求輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p> 2、求作用在齒輪上的力</p><p> 已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑</p><p> 而由小斜齒輪圓周力、徑向力及軸向力可知</p><p> 圓周力、徑向力及
67、軸向力的方向如圖所示</p><p> 3、初步確定軸的最小直徑</p><p> 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表15-3,取,得,輸出軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑,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)。</p><p> 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩,查《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表14-1,由于
68、轉(zhuǎn)矩變化很小,故取,則</p><p> 查《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》表17-4,選HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為,半聯(lián)軸器的孔徑,故取,半聯(lián)軸器長度,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度50mm。</p><p><b> 4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p> ?。?)擬定軸上零件的裝配方案</p><p&
69、gt; (2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p> 1)為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位,1-2軸段右端需制出一軸肩,故取2-3段的直徑,左端用軸端擋圈定位,按軸端擋圈直徑, 半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,故1-2段的長度應(yīng)比略短些,現(xiàn)取 。</p><p> 2)初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力,故選用
70、單列圓錐滾子軸承,參照工作要求并根據(jù),由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表20-23中初步選取0基本游隙組,標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承32009,其尺寸為,,而。</p><p> 3)左端軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程》表15-7查得32009型軸承的定位軸肩高度,因此取;齒輪右端和右軸承之間采用套筒定位,已知齒輪輪轂的寬度為65mm,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。
71、齒輪的左端采用軸肩定位,軸肩高度,故取,則軸環(huán)處的直徑為。軸環(huán)寬度,取。</p><p> 4)軸承端蓋的總寬度為20mm,根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤滑油的要求,求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離,故取 </p><p> 5)箱體一小圓錐齒輪中心線為對(duì)稱軸,則取。</p><p> ?。?)軸上的周向定位</p><p>
72、 齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接,按由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表6-1查得平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長為56mm,同時(shí)為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的配合為;同樣,半聯(lián)軸器與軸的連接,選用平鍵,半聯(lián)軸器與軸的配合為,滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的,此處選軸的尺寸公差為k6。</p><p> ?。?)確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>&l
73、t;b> 取軸端倒角為</b></p><p><b> 求軸上的載荷</b></p><p> 6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p> 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn),扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力,取,軸的計(jì)算應(yīng)力</p><p> 前已選定軸的材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第
74、八版)》表15-1查得</p><p><b> ,故安全。</b></p><p> 7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度</p><p><b> ?。?)判斷危險(xiǎn)截面</b></p><p> 截面7右側(cè)受應(yīng)力最大</p><p><b> ?。?)截面7右側(cè)<
75、;/b></p><p> 抗彎截面系數(shù) </p><p> 抗扭截面系數(shù) </p><p> 截面7右側(cè)彎矩M為 </p><p> 截面7上的扭矩為 </p><p> 截面上的彎曲應(yīng)力 </p><p>
76、截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 </p><p> 軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。</p><p> 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附表3-2</p><p> 查取。因,,經(jīng)插值后查得</p><p> 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-2可得軸的材料敏感系數(shù)為</p>&
77、lt;p> 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為</p><p> 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-2的尺寸系數(shù),扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。</p><p> 軸按磨削加工,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為</p><p> 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理,即,則綜合系數(shù)為</p><p><b> 又取碳鋼的特性系數(shù)</b>
78、</p><p><b> 計(jì)算安全系數(shù)值</b></p><p><b> 故可知安全。</b></p><p> 滾動(dòng)軸承的選擇與計(jì)算</p><p> 6.1 輸入軸滾動(dòng)軸承的計(jì)算</p><p> 初步選擇滾動(dòng)軸承,由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表20-23中初步選取0
79、基本游隙組,標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承32005,其尺寸為,各參數(shù)如下:</p><p><b> ,,,,。</b></p><p> 1、求兩軸受到的徑向載荷</p><p> 求兩軸承的計(jì)算軸向力</p><p> 對(duì)于32908型軸承,軸向派生力</p><p><b>
80、; 故可得</b></p><p><b> 求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷</b></p><p> 因?yàn)?</p><p> 分別進(jìn)行查表得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)</p><p> 對(duì)軸承1 , </p><p> 對(duì)軸承2
81、 , </p><p> 由于為一般載荷,所以載荷系數(shù)為,故當(dāng)量載荷為</p><p><b> 驗(yàn)算軸承壽命</b></p><p> 因?yàn)?,所以按軸承2的受力大小驗(yàn)算</p><p><b> 故所選用軸承合格。</b></p><p>
82、 6.2 中間軸滾動(dòng)軸承計(jì)算</p><p> 初步選擇滾動(dòng)軸承,由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表20-23中初步選取0基本游隙組,標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30206,其尺寸為,各參數(shù)如下:</p><p><b> ,,,,。</b></p><p> 1、求兩軸受到的徑向載荷</p><p> 求兩軸承的計(jì)算軸向力
83、</p><p> 對(duì)于30206型軸承,軸向派生力</p><p><b> 故可得</b></p><p><b> 求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷</b></p><p> 因?yàn)?</p><p> 分別進(jìn)行查表得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)</p&g
84、t;<p> 對(duì)軸承1 , </p><p> 對(duì)軸承2 , </p><p> 由于為一般載荷,所以載荷系數(shù)為,故當(dāng)量載荷為</p><p><b> 驗(yàn)算軸承壽命</b></p><p> 因?yàn)椋园摧S承2的受力大小驗(yàn)算<
85、/p><p><b> 故所選用軸承合格。</b></p><p> 6.3 輸出軸軸滾動(dòng)軸承計(jì)算</p><p> 初步選擇滾動(dòng)軸承,由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表20-23中初步選取0基本游隙組,標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承32009,其尺寸為,各參數(shù)如下:</p><p><b> ,,,,。</b>
86、;</p><p> 1、求兩軸受到的徑向載荷</p><p> 求兩軸承的計(jì)算軸向力</p><p> 對(duì)于32010型軸承,軸向派生力</p><p><b> 故可得</b></p><p><b> 求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷</b></p><
87、p> 因?yàn)?</p><p> 分別進(jìn)行查表得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)</p><p> 對(duì)軸承1 , </p><p> 對(duì)軸承2 , </p><p> 由于為一般載荷,所以載荷系數(shù)為,故當(dāng)量載荷為</p><p>&
88、lt;b> 驗(yàn)算軸承壽命</b></p><p> 因?yàn)椋园摧S承2的受力大小驗(yàn)算</p><p><b> 故所選用軸承合格。</b></p><p> 七、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算</p><p> 7.1 輸入軸上的鍵校核計(jì)算</p><p> 一、校核聯(lián)軸器處
89、的鍵連接</p><p> 選擇鍵連接的類型和尺寸</p><p> 該處采用平鍵連接,選用圓頭普通平鍵(A型),平鍵尺寸為</p><p><b> 。</b></p><p><b> 2)校核鍵連接強(qiáng)度</b></p><p> 查《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表6-
90、2得擠壓應(yīng)力,鍵的工作長度,鍵與聯(lián)軸器接觸高度</p><p><b> 有式可得:</b></p><p><b> ?。ê细瘢?lt;/b></p><p><b> 故單鍵即可。</b></p><p> 鍵的標(biāo)記為:鍵 GB/T 1096—2003</p>
91、<p> 二、校核圓錐齒輪處的鍵連接</p><p> 1)選擇鍵連接的類型和尺寸</p><p> 該處采用平鍵連接,選用圓頭普通平鍵(A型),平鍵尺寸為</p><p><b> 。</b></p><p><b> 2)校核鍵連接強(qiáng)度</b></p><
92、;p> 查《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表6-2得擠壓應(yīng)力,鍵的工作長度,鍵與聯(lián)軸器接觸高度</p><p><b> 有式可得:</b></p><p><b> ?。ê细瘢?lt;/b></p><p><b> 故單鍵即可。</b></p><p> 鍵的標(biāo)記為:鍵 GB
93、/T 1096—2003</p><p> 7.2 中間軸上的鍵校核計(jì)算</p><p> 一、校核圓錐齒輪處的鍵連接</p><p> 1)選擇鍵連接的類型和尺寸</p><p> 該處采用平鍵連接,選用圓頭普通平鍵(A型),平鍵尺寸為</p><p><b> 。</b></p
94、><p><b> 2)校核鍵連接強(qiáng)度</b></p><p> 查《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表6-2得擠壓應(yīng)力,鍵的工作長度,鍵與聯(lián)軸器接觸高度</p><p><b> 有式可得:</b></p><p><b> ?。ê细瘢?lt;/b></p><p>
95、<b> 故單鍵即可。</b></p><p> 鍵的標(biāo)記為:鍵 GB/T 1096—2003</p><p> 二、校核圓柱齒輪處的鍵連接</p><p> 1)選擇鍵連接的類型和尺寸</p><p> 該處采用平鍵連接,選用圓頭普通平鍵(A型),平鍵尺寸為</p><p><b
96、> 。</b></p><p><b> 2)校核鍵連接強(qiáng)度</b></p><p> 查《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表6-2得擠壓應(yīng)力,鍵的工作長度,鍵與聯(lián)軸器接觸高度</p><p><b> 有式可得:</b></p><p><b> (合格)</b&g
97、t;</p><p><b> 故單鍵即可。</b></p><p> 鍵的標(biāo)記為:鍵 GB/T 1096—2003</p><p> 7.3 輸出軸上的鍵校核計(jì)算</p><p> 一、校核圓柱齒輪處的鍵連接</p><p> 1)選擇鍵連接的類型和尺寸</p><
98、p> 該處采用平鍵連接,選用圓頭普通平鍵(A型),平鍵尺寸為</p><p><b> 。</b></p><p><b> 2)校核鍵連接強(qiáng)度</b></p><p> 查《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表6-2得擠壓應(yīng)力,鍵的工作長度,鍵與聯(lián)軸器接觸高度</p><p><b>
99、 有式可得:</b></p><p><b> (合格)</b></p><p><b> 故單鍵即可。</b></p><p> 鍵的標(biāo)記為:鍵 GB/T 1096—2003</p><p> 二、校核聯(lián)軸器處的鍵連接</p><p> 1)選擇鍵連接
100、的類型和尺寸</p><p> 該處采用平鍵連接,選用圓頭普通平鍵(A型),平鍵尺寸為</p><p><b> 。</b></p><p><b> 2)校核鍵連接強(qiáng)度</b></p><p> 查《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表6-2得擠壓應(yīng)力,鍵的工作長度,鍵與聯(lián)軸器接觸高度</p>
101、;<p><b> 有式可得:</b></p><p><b> ?。ê细瘢?lt;/b></p><p><b> 故單鍵即可。</b></p><p> 鍵的標(biāo)記為:鍵 GB/T 1096—2003</p><p><b> 八、潤滑與密封<
102、/b></p><p><b> 1、齒輪的潤滑</b></p><p> 采用浸油潤滑,浸油高度為半個(gè)齒寬到一個(gè)齒寬。</p><p><b> 2、滾動(dòng)軸承的潤滑</b></p><p> 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表13-10,以及圓錐滾子軸承轉(zhuǎn)速可知,適合采用脂潤滑。</p
103、><p><b> 3、潤滑油的選擇</b></p><p> 齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利,考慮到該裝置用于閉式齒輪設(shè)備,選用中負(fù)荷工業(yè)齒輪油220。</p><p><b> 4、密封方法的選取</b></p><p> 選用凸緣式端蓋易于調(diào)整,采用氈圈密封,結(jié)構(gòu)簡單。</p>
104、<p> 軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。</p><p><b> 九、設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p> 這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計(jì)是我們真正理論聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過程的實(shí)踐考驗(yàn),對(duì)于提高我們機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合素質(zhì)大有用處。通過兩個(gè)星期的設(shè)計(jì)實(shí)踐,使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了更多的了解和認(rèn)識(shí),對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的這
105、門課的興趣大大提高了。通過獨(dú)立自己設(shè)計(jì),學(xué)習(xí)了更多東西,特別是完成之后的喜悅感,這為我們以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p> 機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當(dāng)強(qiáng)的技術(shù)課程,它融《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《互換性與技術(shù)測量》、《工程材料》、《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》等于一體。所以通過這次課程設(shè)計(jì),使我們學(xué)會(huì)了很多其它相關(guān)的知識(shí),對(duì)各科知識(shí)的匯總的能力提高了許多,對(duì)我們以
106、后獨(dú)立自主學(xué)習(xí)有很大的幫助。</p><p> 這次的課程設(shè)計(jì),對(duì)于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想、訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際反應(yīng)和解決工程實(shí)際問題的能力,鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)等方面有重要的作用,對(duì)我們以后做畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。因?yàn)槭堑谝淮为?dú)立一個(gè)人做此種設(shè)計(jì),所以難免會(huì)有點(diǎn)錯(cuò)誤,有些地方或許不夠完善,但是我相信以后會(huì)有所改善的。</p><p&
107、gt;<b> 十、參考資料目錄</b></p><p> 【1】《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》,機(jī)械工業(yè)出版社,陸玉主編,2006年12月第一版;</p><p> 【2】《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).》,化學(xué)工業(yè)出版社,成大先主編,1992年第三版;</p><p> 【3】《機(jī)械設(shè)計(jì)》,高等教育出版社,濮良貴,紀(jì)明剛主編,2005年12月第八版;<
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