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文檔簡介

1、第一章課程設(shè)計(jì)任務(wù)書年級專業(yè)過控101學(xué)生姓名學(xué)號題目名稱盤磨機(jī)傳動裝置的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時間第17周19周課程名稱機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)課程編號設(shè)計(jì)地點(diǎn)化工樓一、課程設(shè)計(jì)(論文)目的1.1 綜合運(yùn)用所學(xué)知識,進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)踐鞏固、加深和擴(kuò)展。1.2 培養(yǎng)分析和解決設(shè)計(jì)簡單機(jī)械的能力為以后的學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)。1.3 進(jìn)行工程師的基本技能訓(xùn)練計(jì)算、繪圖、運(yùn)用資料。二、已知技術(shù)參數(shù)和條件2.1技術(shù)參數(shù):主軸的轉(zhuǎn)速:42rpm錐齒輪傳動比:23電機(jī)功率:5kW電機(jī)轉(zhuǎn)速:1440rpm2.2工作條件:每日兩班制工作,工作年限為 10年,傳動不逆轉(zhuǎn),有輕微振動, 主軸轉(zhuǎn)速的允許誤差為土 5%1 電動機(jī);2、4聯(lián)軸器;3圓柱斜齒

2、輪減速器;5開式圓錐齒輪傳動;6主軸;7盤磨三、任務(wù)和要求3.1編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 1份,計(jì)算數(shù)據(jù)應(yīng)正確且與圖紙統(tǒng)一。說明書應(yīng)符合規(guī)范格式且用A4紙打?。?.2繪制斜齒圓柱齒輪減速器裝配圖1號圖1張;繪制零件工作圖3號圖2張(齒輪和軸);標(biāo)題欄符合機(jī)械制圖國家標(biāo)準(zhǔn);3.3圖紙裝訂、說明書裝訂并裝袋;注:1 此表由指導(dǎo)教師填寫,經(jīng)系、教研室審批,指導(dǎo)教師、學(xué)生簽字后生效; 2 此表1式3份,學(xué)生、指導(dǎo)教師、教研室各1份。四、參考資料和現(xiàn)有基礎(chǔ)條件(包括實(shí)驗(yàn)室、主要儀器設(shè)備等)4.1機(jī)械設(shè)計(jì)教材4.2機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書4.3減速器圖冊4.4機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊4.5機(jī)械設(shè)計(jì)手冊4.6 其他相關(guān)

3、書籍五、進(jìn)度安排序號設(shè)計(jì)內(nèi)容天數(shù)1設(shè)計(jì)準(zhǔn)備(閱讀和研究任務(wù)書,閱讀、瀏覽指導(dǎo)書)12傳動裝置的總體設(shè)計(jì)23各級傳動的主體設(shè)計(jì)計(jì)算24減速器裝配圖的設(shè)計(jì)和繪制75零件工作圖的繪制16編寫設(shè)計(jì)說明書27總計(jì)15六、教研室審批意見教研室主任(簽字):七I、主管教學(xué)主任意見主管主任(簽字):八、備注學(xué)生(簽字):指導(dǎo)教師(簽字):計(jì)算及說明結(jié)果第一章傳動方案的整體設(shè)計(jì)2.1傳動裝置總體設(shè)計(jì)方案:2.1.1組成:傳動裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。2.1.2特點(diǎn):齒輪相對于軸承不對稱分布,故沿軸向載荷分布不均勻,要求軸有較大的剛度。選擇錐齒輪傳動和一級圓柱斜齒輪減速器(展開式)。2.2電動機(jī)的選擇根據(jù)已

4、知任務(wù)書給定的技術(shù)參數(shù),由給定的電動機(jī)功率為5KW電動機(jī)轉(zhuǎn)速為1440r/min,查表17-7選取電動機(jī)型號為丫132S-4,滿載轉(zhuǎn)速nm -1440 r/min,同步轉(zhuǎn)速 1500r/min。2.3確定傳動裝置的總傳動比和分配各級的傳動比2.3.1總傳動比由選疋的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速nw=42,可得傳動裝置總傳動比為 ia = nm/ nw = 1440/42 = 34.29。2.3.2分配傳動裝置傳動比錐齒輪傳動比:i3=3減速器傳動比:i =ia/ i3 =34.29/3=11.43高速級傳動比:i1= (1.3-1.4) i=丿1.35勺1.43=3.93低速級傳動比:

5、i2 =i/i1 =11.43/3.93 = 2.92.4計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)2.4.1各軸轉(zhuǎn)速 n (r/min )n o=nm=144O r/min高速軸1的轉(zhuǎn)速:n 1= nm= 1440 r/min中間軸 2 的轉(zhuǎn)速:n2=ni/ii =1440/3.93 =366.4r/min低速軸 3 的轉(zhuǎn)速:n3=n2/i2 =366.4/2.9 =126.3r/min主軸 6 的轉(zhuǎn)速:n6 二 n3/i3 =126.3/3 =42.1r/min2.4.2各軸的輸入功率P(KW)Po=Fm=5kw高速軸1的輸入功率:P 1=Po n c=5X 0.99=4.95kw中間軸 2 的輸入功率

6、:P2=P1 n 1 n g=4.95 X 0.98x 0.98=4.75kw低速軸 3 的輸入功率:P 3=P2 n 2 n g=4.75 X 0.98X 0.98=4.57kw 主軸 6 的輸入功率:P 4=F3 n gn g n d=4.57 x 0.98x 0.99x 0.97=4.30kwPm為電動機(jī)的額定功率;n c為聯(lián)軸器的效率;n g為一對軸承的效率;n 1高速級齒輪傳動的效率;n 2為低速級齒輪傳動的效率;n d為錐齒輪傳動的效率。 2.4.3各軸輸入轉(zhuǎn)矩T(N?m)T=9550P/n 0=3.316 x N m高速軸 1 的輸入轉(zhuǎn)矩=9550P/n1= (9550x 4.9

7、5) /1440=3.283 x 104N m中間軸 2 的輸入轉(zhuǎn)矩 T2=9550P/n2= (9550x 4.75 ) /366.4=1.238 x 105N m低速軸 3 的輸入轉(zhuǎn)矩 T3=9550P/n3= (9550x 4.57) /126.3=3.4556 x 105N- m主軸 6 的輸入轉(zhuǎn)矩 T4=9550P/n4= (9550x 4.30 ) /42.1=9.7542 x 105N m第三章傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1高速級斜齒輪的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.1.1選精度等級,材料及齒數(shù)(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, 小齒輪用40Cr,大齒輪用45號鋼,鍛選項(xiàng)毛

8、坯,大齒輪、正火處理,小 齒輪調(diào)質(zhì),均用軟齒面,小齒輪硬度為 280HBS大齒輪硬度為240HBS(2) 齒輪精度用7級,軟齒面閉式傳動,失效形式為點(diǎn)蝕。(3) 慮傳動平穩(wěn)性,齒數(shù)宜取多些,取 =24,則=24x 3.93=94.32, 取=94。(4) 選取螺旋角。初選螺旋角為3 =143.1.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)2ktT1 ZhZe u _1 試算由設(shè)計(jì)公式d鐵_ 3 gd二 H ,U1)試選載荷系數(shù)Kt= .6。1(1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值2)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。5595.5x10 p1 95.104.954T1-=3.283 10 N mm1440n13)由機(jī)械設(shè)計(jì)課本表10-7選

9、取齒寬系數(shù)j114)由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa2。5)由圖10-21d按齒面強(qiáng)度查地小、大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限c HHm1 =600Mpa(T Hlm2=550Mpa6)由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。N=60nj L h=60X 1440X 1 X(2X 8X 365X 10) =5.05 X 109N=N/i 2=5.05 X 109/3.93=1.28 X 1097)由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)Khn=0.90,Khn2=0.95。8)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為 0.01,安全系數(shù)S=1由 式10-12得:c h 1= c Hlim1 Khn1

10、S=600X 0.90/1 Mpa=540 Mpac h 2= c Hlim2 Khn/S=550 X 0.95/1 Mpa=522.5Mpa9)由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)Zh=2.433。10)由圖 10-26 查得 g a1=.78, 名 a2=.82,貝U11)許用接觸力:2計(jì)算;a =;a1;a2 =0.780.82=1.6540 522.5 MPa =531.25MPa21) 試算 d1r-312 K tT1 ( Z H Z E 2 =39.629mmd廠U2) 圓周速度 V=恵 d1t nJ 60 1000 i=2.988m/s(3) 齒寬 b = dd1t =39.629mm模數(shù)

11、 mnt =d1tcs : /z39.629cos 14 /24=1.6023mmh =2.25mnt =2.25 匯 1.623mm = 3.605mmb/h =39.629/3.605=10.993(4) 計(jì)算縱向重合度名目=0.318 d Z1tan B = 0.318 漢 1 x 24 漢 tan 14 =1.903(5) 計(jì)算載荷系數(shù)K根據(jù)V=2.988m/s,7級精度,由圖10-8查得動載系數(shù) 31.12。KHa =KFa T.4;由表10-2查得使用系數(shù) KA=1.25;由表10-4查得7級精度,小齒輪相對支承非對稱布置時,、H =1.417。查圖10-13得KF 1=1.34;

12、故載荷系數(shù):K 二KaKvKiKh1.25 1.12 1.4 1.412.78(6) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,由式10-10a得11/3d廣d1t K /Kt 3 =39.6292.78/1.6= 47.643mm(7) 計(jì)算模數(shù)mnm d 1 cos : /乙=47.643cos14 /24 = 1.9261mm3.1.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 mn 2KY:CoS2 YFaYsa(1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1) 計(jì)算載荷系數(shù)KK=KAKVKFaKF =1.25 X 1.12 X 匸4 X 1.34=2.632)根據(jù)縱向重合度;.=1.903,從

13、圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)Y :=0.883)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)z“ oSH26.27z2 一 94.102.90z cos : cos 144)查取齒形系數(shù)由表 10-5 查得 丫Fa1=2.592,丫Fa2=2.178Fa15)查取應(yīng)力校正系數(shù)由表 10-5 查得 YSa1 =1.596,YSa2 =1.7916)由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限c FE500MPa大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 匚FE2=380MPa7)由圖10-18取彎曲疲勞壽命系 kfN1=.86, Kfn2=0.89;8)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,由式10-12得F 1 KfnQ fe

14、1/S=0.86 X 500/1.4=307.14MPaF 二 Kfn2匚 FE2/s=0.89 x 380/1.4=241.57MPa9)計(jì)算大、小齒輪的YFaY Sa/L J并加以比較YFa1Ysa1/J F 1=2.592 X 1.596/307.14=0.01347MPa丫Fa2丫丿丨 f 2=2.178 X 1.791/241.57=0.01615MPa 大齒輪的數(shù)值大。(2)設(shè)計(jì)計(jì)算mn -21 242 1.6 COS 0611.8584mm2 2.63 32830 0.88 :對比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于 m由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù),由于齒輪模數(shù)的大于 口“

15、主要取決于彎曲強(qiáng)度所 決定的承載能力,而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力, 僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù)的乘積)有關(guān),可取mn=2mm按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=47.643mm算出小齒輪齒數(shù)乙=d1 cos : / mn 二 24.88 : 24 Z2 = 3.93 24 =94.32 :二94(3)幾何尺寸計(jì)算1)計(jì)算中心距_(Zl + Z2 卜 mn2 cos P24 9422cos14mm = 121.61mm將中心距圓整為122mm2)將圓整后的中心距修正螺旋角R(Z1 +Z2 mn(24+942 一”戸=arccos = arccos=14.71232a2如22因值改變不多,故參

16、數(shù);a, K :,Zh等不必修正。3)計(jì)算分度圓直徑drZmn/cos: =21 2/cos14.7123 = 49.627mmd2 二 Z2mn/cos =94X2/cos14.7123=194.373mm4)計(jì)算齒輪寬度b = ddr =1 49.627 = 49.627mm圓整后取 B2=50mm,B=55mm5)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒頂高 ha = mnh:n+xn )=2 1+02mm齒根高 hf 二 mn han CnXn 譏 10.25-0 =2.5mm齒咼h ha hf= 4.5mm齒頂圓直徑:小齒輪 da =d+2ha =53.627 mm 大齒輪 da =198.373 mm齒根圓直徑

17、:小齒輪 d f =d-2 h f =44.627 mm 大齒輪 da = d-2 h f =190.373 mm 3.2低速級斜齒輪的設(shè)計(jì)和計(jì)算321選精度等級,材料及齒數(shù)。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, 小齒輪用40Cr,大齒輪用45號鋼,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,小齒輪硬度為 280HBS大齒輪硬度為240HBS2)齒輪精度用7級,軟齒面閉式傳動,失效形式為占蝕。3)慮傳動平穩(wěn)性,齒數(shù)宜取多些,取z1=24,則z2 =24 2.9=69.6,取 z2 =70。4)選取螺旋角。初選螺旋角一:=14。3.2.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)

18、公式,3d1t -3 4I2KTI ZhZeH2u -1試算u(1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1)試選載荷系數(shù)K=1.62)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。T295.5 105P門295.5 105 * * 4.75366.4= 1.2381 105N mm10)由圖 10-26 查得;a1 =0.78, ;a2 = 0.87,則ala = ; a1 亠:a2 =0.87 0.78 =1.6511)許用接觸力H【丄 H 2570 533.5H 1 H =Mpa =551.75Mpa2 2(2)計(jì)算1)試算d2KTZ:ZE2U十160 .929 mmu2)圓周速度 Vhd1tn2/ (60 x 1000) =

19、1.169 m/s3)齒寬b = dd1t = 60.929mmmnt =d1tcos : / 乙=60.929cos14/24 = 2.4633h = 2.25mnt = 2.25 2.4633mm = 5.5424mmb/h =10.9934)計(jì)算縱向重合度名目= 0.318 dztan 0 =0.318漢1 漢 24 漢tan14 =1.9035)計(jì)算載荷系數(shù)K根據(jù)V=1.169m/s,7級精度,由圖10-8查得動載系數(shù)Kv=1.08,心:.二Kf:. =1.4;由表10-2查得使用系數(shù)KA=1.25;由表10-4查地7級精度,小齒輪相對支承非對稱布置時,心 1=1.421 ;查圖 10

20、-13 得心円35;故載荷系數(shù):K =KaKvKh:.Kh,25 1.08 1.4 1.421 =2.696)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,由式10-10a得d1 =d1t K/KT 1/3 =60.9292.69/1.6 1/3 = 72.449mm7)計(jì)算模數(shù)mm d 1 cos : /乙=72.449 cos14/24 = 2.9291mm3.2.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為Y Fa Ysa. 2 -mn32KTi Ypos d Z a(1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1)由圖10-20C查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限匚FEi=500Mpa;大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)

21、度極限匚FE2 =380Mpa;2)由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn1=0.89,Kfn2=0.90;3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,由式10-12得:屛 1 =KfN1Q FE1/S=0.89x500j1.4=317.86MpaF 2 = Kfn2;fE2 S =0.90 380 1.4 = 244.29Mpa4)計(jì)算載荷系數(shù)KK我KVK“Kfb =1.25 X 1.08 X 1.4 X 1.35=2.555)根據(jù)縱向重合度;=1.903,從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)Y =0.886)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)Zv1=Z13. =26.2770cos P一乙3=打67.8

22、7cos : cos 147)查取齒形系數(shù)由表 10-5 查得 丫尸酹=2.592;丫 Fa2=2.2278)查取應(yīng)力校正系數(shù)由表 10-5 查得 Ysa1=1.596;Ysa2=1.7639)計(jì)算大、小齒輪的YFaYSa/J并加以比較YFaYSa Af 1 =2.592 1.596 317.86 = 0.01301YFaYSa A-f 2 -2.227 1.763 244.29 =0.01607大齒輪的數(shù)值大。(2) 設(shè)計(jì)計(jì)算32 2.55 123810 0.88 COS14 20.01607 = 2.0681mmmn -1 241.65對比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于 m由齒

23、根彎曲 疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù),由于齒輪模數(shù)的大于m主要取決于彎曲強(qiáng)度所決 定的承載能力,而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力,僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù)的乘積)有關(guān),可取 m=2.5伽,按接觸強(qiáng)度算得的分度 圓直徑d1=72.449伽,算出小齒輪齒數(shù)72.449 cos14乙=diCOsB/葉=2.528.12 :y 28 取 Z = 28Z2 =2.9 28 =81.2: 81,取 Z2 =81(3)幾何尺寸計(jì)算1)計(jì)算中心距Z1 Z2 m 28 812.5-1 nmm = 140.4mm2cos :2cos14將中心距圓整為141 mm2)將圓整后的中心距修正螺旋角R3= 26.31mmd m

24、in A0 t n; 366.44.1.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)擬定軸上零件的裝配方案軸的設(shè)計(jì)示意圖如下:IIIIJ IVVVI(2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。1)由于dmin =26.31 mm,軸上開有兩鍵槽,增加后軸徑 d=30 mm取安裝軸承處(該軸直徑最小處)軸徑d=30 mm則di-n =dv-可=30 mm2)初步選擇滾動軸承。選單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)d i- n =30 mm 選軸承型號 30206,其尺寸為 dx DXT=30 mm3) 取軸上安裝大齒輪和小齒輪處的軸段n-川和W - v的直徑dn-皿=dw - v =34mm兩端齒輪與軸承之間采用套

25、筒定位。已知大齒輪輪轂的寬 度為50mm小齒輪的輪轂寬度為77mm為了使套筒可靠地壓緊齒輪,此 軸段應(yīng)略短于輪轂寬度,故分別取Ln-m =74mm,b- v=47mm兩齒輪的另一端采用軸肩定位,軸肩高度:h0.07d n一m=0.07 x 34=2.38mm 取 h=3mm;軸環(huán)處的直徑:d m-iv =34+6=40 mm;軸環(huán)寬度:b 1.4h=1.4 x 3=4.2mm取 Lm- v =5mm4)由于安裝齒輪的軸段比輪轂寬度略短,所以Li - n =17.25+6+16+3=42.25 mmLv -燈=17.25+6+18.5+3=44.75 mm(3) 軸上零件的周向定位齒輪與軸的周向

26、定位均采用平鍵連接。 按dn-皿和dm-V分別由表6-1 查得平鍵截面bx h=10 mrnK 8 mm,長度分別為63 mm和36 mm,同時為 了保證齒輪與軸配合有良好的對中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為H 7;滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的,此處選軸的直n6徑尺寸公差為m6(4) 確定軸上的圓角和倒角尺寸參考表15-2,取軸端倒角為2X45。(5) 軸的校核經(jīng)校核,該軸合格,故安全。4.2高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1求高速軸上的功率P、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T由已知,得:P=P=4.95kw, n=n 1=1440 r/mi n4.2.2初步確定軸的最小直徑先按式15-2初步估算軸的最小

27、直徑。選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)= 112 3.495F1440處理。根據(jù)表15-3,取A,=112.得= 16.90mm軸上有一鍵槽,則增加后得直徑 d=20 mm高速軸的最小直徑為安 裝聯(lián)軸器處軸的直徑di-n,取di-n =20 mm4.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1) 擬定軸上零件的裝配方案軸的設(shè)計(jì)示意圖如下:III (V(2) 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1)為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求,I - n軸段左端需制出一軸 肩,故取n-川段的直徑dn - m =24 mm左端用軸端擋圈定位,按軸端直徑 取擋圈直徑D=26 mm半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 L1=38 mm為了保 證軸端

28、擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,故取i- n段的長度應(yīng)比Li略短一些,現(xiàn)取Li-n =36mm2) 初步選擇滾動軸承。因軸承同時承受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)d n-廬24 mm選軸承型號30205,其尺寸dx DX T=25 mnX 52 mnX 16.25 mm,故 dm-iv =dw-扯=25 mm.由于軸承右側(cè)需裝 甩油環(huán),且軸承需離箱體內(nèi)壁一段距離,考慮到箱體鑄造誤差,使軸承 距箱體內(nèi)壁6 mm,則取Lm - v=Lv -燈=16.25 mm右端滾動軸承采用軸肩 進(jìn)行軸向定位。取 dvv =30 mm.3) 由于高速軸上的小齒輪的尺寸較

29、小,通常設(shè)計(jì)成齒輪軸。4) 軸承端蓋的總寬度取為16 mm取端蓋的外端面與聯(lián)軸器端面間 的距離為30 mmj則Ln-m=46 mm5) 取軸上軸段V -切處為高速小齒輪,直徑 dv=53.627mm已知 小齒輪的輪轂寬度為 55mm故取Lv-可=55mm6) 取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離-w =a=19.5 mm。已知滾動軸承寬度 T=16.25mm低速級小齒輪輪轂長L=80mm又因?yàn)橐阎潴w兩內(nèi)壁之間的 距離為178.5,高速級小齒輪輪轂長L=55,則LIV V =178.5-16-55mm = 107.5mm(3) 軸上零件的周向定位半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按di-n由表6-1查得

30、平鍵截面bx h=6 mmX 6 mm,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長為 22 mm,滾動軸承 與軸的周向定位是由過渡配合來保證的,此處選軸的直徑尺寸公差為 m6(4) 確定軸上的圓角和倒角尺寸 參考表15-2,取軸端倒角為2X45。4.2.4州的校核(1) 輸入軸上的功率R,轉(zhuǎn)速m,轉(zhuǎn)矩T14R=5KW n1=1440r/minT 1 =3.283 x 10 N. m(2) 確定軸及求作用在齒輪上的力1)求作用在齒輪上的力已知高速級小齒輪的分度圓直徑為d1 =49.627 mm= 2T1_ 2 漢3.283 匯 10d14而Ft= 1323.070N49.627ta n:nta n20or= Ft-

31、n =1323.070: =497.882Ncos :cos14.7123oa = Fttan 1=1323.070 x tan 14.7123 =347.405Na圓周力Ft,徑向力Fr及軸向力Fa的方向如圖示:輸入軸的載荷分析圖如下:b)c)Tn4.3.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)擬定軸上零件的裝配方案 軸的設(shè)計(jì)示意圖如下:lx vm vdiv m! =11-4157 = 37.04mmn1126.3dmin = A。3;d)L1Mr-rrrrrnTT.MV2TlTmiTrrnv-II1KM24.3低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.3.1求低速軸上的功率P、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T由已知,得:P=R =4.57 KW ,

32、 n= n m=126.3r/min4.3.2初步確定軸的最小直徑先按式15-2初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì) 處理。根據(jù)表15-3,取A)=112.得(2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1)低速軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑d-n.為了使所選的軸直徑d I - n與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tea =KaT =1.7 3.4556 1 05 =5.875 105N mm。按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tea應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查手冊,選用 HL4型彈性套柱銷 聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為1250 N。半聯(lián)軸器的孔徑為40mm故取di -

33、n =40mm聯(lián)軸器長112mm半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 L仁84mm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,故取i- n段的長度應(yīng)比L1略短一些,現(xiàn)取Li-n =80mm為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求,I - n軸段左端需制出一軸肩,故取n -川段的直徑dn-皿=48mm右 端擋圈定位,按軸端直徑取擋圈直徑D=50mm2)初步選擇滾動軸承。選單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) dn-皿=48mm選軸承型號 30210,其尺寸為 dx DX T=50mrH 95mM 21.75口口故 d iii v 二 dviiM =50mm。3) 取安裝齒輪處的軸段W - %的直徑-i =

34、52mm齒輪的的左端與左端軸承之間采用甩油環(huán)和套筒定位。 已知齒輪轂的寬度為72mm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Lw-% =69 mm.齒輪的右端采用軸肩定位,軸肩高度h 0.07d=0.07 x 52=3.64,則軸環(huán)處dV_VI =60mm 軸環(huán)寬度 b 1.4h=1.4 x4=5.6,取 LV-VI =10mm4)取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離Li-=a=25.5mm考慮到箱體鑄造誤差,使軸承距箱體內(nèi)壁6 mm已知滾動軸承寬度T=21.75mm,L=L丄=21.75mm,已知箱體兩內(nèi)壁之間的距離為178.5,貝ULiv V =178.5-25.5-69-10 -

35、6 =68mm5)取軸承端蓋外端面與聯(lián)軸器端面的距離為30 mm端蓋厚20 mm則 Ln -B =50.(3)軸上零件的周向定位齒輪,聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。由表6-1查得平鍵截面bx h=16 mnX 10 mm,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長為 63 mm,同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為H 7 ;同樣,聯(lián)軸器與軸的連接,選用平鍵為12 mnX 8 mnX 70 mmn6滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的,此處選軸的直徑尺寸公差為m6(4) 確定軸上的圓角和倒角尺寸 參考表15-2,取軸端倒角為2X45。4.3.4軸的校核(1) 求輸出軸上的功

36、率P3,轉(zhuǎn)速n3,轉(zhuǎn)矩T3P2=4.75KWn2=366.4r/mi nT2=1.238 X 105N. m(2) 求作用在齒輪上的力已知低速級大齒輪的分度圓直徑為d2 =209.643 mm而 F t = 2丁2- =2 X 1.238 X 105/209.643= 1181.055 NdFcos :cos15F a= Ftta n 亠1181.055 X tan15。=316.463N圓周力Ft,徑向力Fr及軸向力Fa的方向如圖示:(3)首先根據(jù)結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖,確定軸承的支點(diǎn)位置。 對于30210型圓錐滾子軸承,從手冊中查取有a=21mm因此,做 為簡支梁的軸的支承跨距L2 + L

37、3 =115mm+60mm = 175mm,根據(jù)軸的計(jì)算簡圖做 出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)簡圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看 出截面C是軸的危險截面。L360Fnh1 一3Ft =1181.055;:404.933N175L2 L3175FNH 2F NV12 -342.138NL2 L3L22L3F1181.55 175 “6.122NFnv2 二 Fr -Fnv1 =445.033-342.138 =102.859NM h =1262.9 60 =75774N mmMV1 =Fnv丄2 =342.138 115 =39345.87N mm MV2 二FNV2L3 =12.8590 60=

38、6171.54N mm M1 八 MH MV1 =85380.305N mmM 2 二 76024.91N mm現(xiàn)將計(jì)算出的危險截面C處的M、M和M列于下表。載荷水平面H垂直面VW0.1 503前已選軸材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。查表15-1得匚=60MPa二ca V 二此軸合理安全輸出軸的載荷分析圖如下:支反力FFNH1 =404.933N,FnH2 =776.123NFNV1 =342.138N,FnV2 =102.859N彎矩MMH =75774N mmM V1 = 39345.87 N mmM V2 = 6171.54N mm總彎矩M1 =85380.305N mmM 2 =76024.9

39、1N mm按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)m1(汀3 )285380.3052 (0.6 345.560)2 門 “8.538MP aFrL 48000故可以選用。6.3計(jì)算低速軸的軸承已知 n 3=126.3r/min兩軸承徑向反力:F r= 673.45N軸向力:為0FaFr:e初步計(jì)算當(dāng)量動載荷P,根據(jù)P= f p(X F r十Y F a)根據(jù)表 13-6, f =1.01.2,取 f p=1.2。 X=1p所以 P=1.2 673.45=808.14N計(jì)算軸承30210的壽命:61060 150.7953| 17000808.146= 1.027 1Q h 48000故可以選用第七章

40、聯(lián)軸器的選擇7.1類型選擇為了隔離振動和沖擊,選用彈性套柱銷聯(lián)軸器7.2載荷計(jì)算聯(lián)軸器1公稱轉(zhuǎn)矩:T=9550 P =32.83N.mn查課本表14-1,選取Ka =1.5所以轉(zhuǎn)矩Tca = KaT3 = 1.5 32.83 = 49.245N m因?yàn)橛?jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩,所以查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表17-4( GB/T4323-2002)選取LT5型彈性套柱銷聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為125Nm聯(lián)軸器2 公稱轉(zhuǎn)矩:T=9550=345.56N.mn查課本表14-1,選取Ka =1.5所以轉(zhuǎn)矩 G =心丁3 =1.5x345.56 = 518.34N m因?yàn)橛?jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩,所以查機(jī)械設(shè)計(jì)

41、課程設(shè)計(jì)表 17-4( GB/T4323-2002)選取LT8型彈性套柱銷聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為710Nm第八章箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)減速器的箱體采用鑄造(HT200制成,采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證 齒輪佳合質(zhì)量,大端蓋分機(jī)體采用 巴配合is68.1. 機(jī)體有足夠的剛度在機(jī)體為加肋,外輪廓為長方形,增強(qiáng)了軸承座剛度8.2. 考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤滑,密封散熱。因其傳動件速度小于12m/s,故采用侵油潤油,同時為了避免油攪 得沉渣濺起,齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH為40mm為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封,聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度,聯(lián)接表 面應(yīng)精創(chuàng),其表面粗糙度為6.3 V8.3. 機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性.鑄件壁厚為8,圓角半

42、徑為R=2機(jī)體外型簡單,拔模方便.8.4. 對附件設(shè)計(jì)A窺視孔蓋和窺視孔:在減速器上部可以看到傳動零件嚙合處要開窺視孔,大小只要夠手伸進(jìn)操作可。以便檢查齒面接觸斑點(diǎn)和齒側(cè)間隙,了解嚙合情況.潤滑油也由此注入機(jī)體內(nèi)。窺視孔有蓋板,機(jī)體上開窺視孔與凸緣一塊,有便于機(jī) 械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封,蓋板用鑄鐵制成,用M6緊固。B放油螺塞:放油孔位于油池最底處,并安排在減速器不與其他部件靠近的一 側(cè),以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊, 由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面,并加封油圈加以密封。C油標(biāo):油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油標(biāo)用來檢查油面高度,以保證有正

43、常的油量。此要安裝于便于觀察油面及油面穩(wěn)定之處即 低速級傳動件附近;用帶有螺紋部分的油尺,油尺上的油面刻度線應(yīng)按傳 動件浸入深度確定。油尺安置的部位不能太低,以防油進(jìn)入油尺座孔而 溢出。D通氣孔:減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時,由于摩擦發(fā)熱,機(jī)體內(nèi)溫度升咼,氣壓增大,導(dǎo)致潤滑 油從縫隙向外滲漏,為便于排氣,所以在機(jī)蓋頂部或窺視孔上裝通氣器, 使機(jī)體內(nèi)熱空氣自由逸處,保證機(jī)體內(nèi)外壓力均衡,提咼機(jī)體有縫隙處的 密封性,通氣器用帶空螺釘制成。E啟蓋螺釘:為了便于啟蓋,在機(jī)蓋側(cè)邊的邊緣上裝一至二個啟蓋螺釘。在啟蓋時, 可先擰動此螺釘頂起機(jī)蓋;螺釘上的長度要大于凸緣厚度,釘桿端部要做 成圓柱形伙半圓形,以免頂壞螺紋;螺釘

44、直徑與凸緣連接螺栓相同。在軸 承端蓋上也可以安裝取蓋螺釘,便于拆卸端蓋.對于需作軸向調(diào)整的套環(huán), 裝上二個螺釘,便于調(diào)整。啟蓋螺釘上的螺紋長度要大于機(jī)蓋聯(lián)結(jié)凸緣的 厚度。釘桿端部要做成圓柱形,以免破壞螺紋。F定位銷:為了保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度,在機(jī)體聯(lián)接凸緣 的長度方向兩端各安置一個圓錐定位銷。以提高定位精度,兩銷相距盡量 遠(yuǎn)些。如機(jī)體是對稱的,銷孔位置不應(yīng)對稱布置。G環(huán)首螺釘、吊環(huán)和吊鉤為了拆卸及搬運(yùn),應(yīng)在機(jī)蓋上裝有環(huán)首螺釘或鑄出吊鉤、吊環(huán),并 在機(jī)座上鑄出吊鉤。H調(diào)整墊片用于調(diào)整軸承間隙,有的起到調(diào)整傳動零件軸向位置的作用。I密圭寸裝置在伸出軸與端蓋之間有間隙,必須安裝密

45、封件,以防止漏油和污物 進(jìn)入機(jī)體內(nèi)。減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下:名稱符號計(jì)算公式結(jié)果箱座厚度0.025a + 3mm X 8mm10箱蓋厚度d(0.80.85 ) S 8mm8箱蓋凸緣厚度bib5右 i12箱座凸緣厚度bb=1.5615箱座底凸緣厚度bb2 =2.5625地腳螺釘直徑dfd f = 0.036a +12Mi8地腳螺釘數(shù)目na250mm4軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑didi = .75dfMi2蓋與座聯(lián)結(jié)螺栓直徑d2d2 = (0.5 0.6)d fMi0軸承端蓋螺釘直徑d3d3=(0.40.5)dfM8視孔蓋螺釘直徑d4d4 = (0.3 0.4 M6定位銷直徑dd =(0.7 0.8)d2M8df,d1,d2 至外箱壁的距離Ci課本128頁24i8i6d f,d1,d2 至凸緣邊緣距離C2課本128頁22i8i4外箱壁至軸承端面距離li|i =Ci+C2+(58mm50大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離DiDi-6i5齒輪端面與內(nèi)箱壁距離D2|D2-di6箱蓋,

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