工程力學(xué)課程設(shè)計(jì)變速器

工程力學(xué)課程設(shè)計(jì)小組成員：黨瀟劉容黃泰匯報(bào)人:

董高董高黨瀟劉容黃泰二級斜齒圓柱齒輪減速器爆炸圖.flv帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置二級展開式斜齒輪董高黨瀟劉容黃泰傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)組成

傳動裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成特點(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

考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動功率大，將V帶設(shè)置在高速級傳動裝置總體設(shè)計(jì)簡圖設(shè)計(jì)內(nèi)容傳動裝置總體設(shè)計(jì)傳動裝置的總傳動比、和分配傳動比的確定傳動裝置的運(yùn)動及運(yùn)動參數(shù)電動機(jī)的選擇聯(lián)軸器的選擇及校核鍵連接的選擇軸的設(shè)計(jì)計(jì)算一、電動機(jī)的選擇根據(jù)已知條件F、V和D，確定求出輸送帶的功率Pw=FV/1000(KW)=6.5*1.2=7.8KW.電動機(jī)所需工作功率為：Pd＝Pw/ηa＝7.8\0.759=10.28kw卷筒轉(zhuǎn)速為n＝=57.30r/min。經(jīng)查表按推薦的傳動比合理范圍，V帶傳動的傳動比i1＝2～4，二級圓柱斜齒輪減速器傳動比i2＝8～40，則總傳動比合理范圍為ia＝i1×i2=16～160，電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd＝ia×n＝（16～160）×57.3=916.8～9168r/min.一電動機(jī)的選擇綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、帶傳動、減速器的傳動比，選定型號為Y160M—4的三相異步電動機(jī)，額定功率為11kw額定電流8.8A，滿載轉(zhuǎn)速1460r/min，同步轉(zhuǎn)速1500r/min。二.確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比

三高速級齒輪的傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算

1.齒輪材料，熱處理

考慮此減速器的功率及現(xiàn)場安裝的限制，故大小齒輪都選用硬齒面漸開線斜齒輪（1）齒輪材料及熱處理

①材料：高速級大、小齒輪選用40cr,并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為48—55HBC，取小齒齒數(shù)Z1=22，Z2=i×Z1=3.73×22=82.06，取Z2=83.四高速級齒輪的傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算（2）、齒輪傳動參數(shù)表(β=14o)五.計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)（1）各軸轉(zhuǎn)速（2）各軸輸入功率五計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)則軸的輸出功率：五計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)（3)各軸輸入轉(zhuǎn)矩五計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)運(yùn)動和動力參數(shù)結(jié)果如下表六強(qiáng)度條件減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

1高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

(1)求軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩P1=9.87KW，n1=584r/min，T1=161N·m(2)求作用在齒輪上的力

已知高速級小齒輪的分度圓直徑d1=62mm

切向力Ft=2T1/d1=5193.5N徑向力Fr=F5193.5=1890.8N軸向力Fa=Ft=1294.8N(3)初步確定軸的最小直徑強(qiáng)度條件：設(shè)計(jì)公式：六強(qiáng)度條件減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

選取軸的材料為45鋼，

因?yàn)檩S上應(yīng)開2個(gè)鍵槽，所以軸徑應(yīng)增大7%~11%，故d=29mm

此段軸與大帶輪裝配，綜合考慮兩者要求取d=30mm，

查表知帶輪寬B=78mm故此段軸長取76mm。六強(qiáng)度條件減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

①擬定軸上零件的裝配方案，通過分析比較，裝配示意圖6-1六強(qiáng)度條件減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

②據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度

1）I-II段是與帶輪連接的其d=30mm，L=76mm。2）II-III段用于安裝軸承端蓋，軸承端蓋的e=9.6mm（由減速器及軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的拆卸及便于對軸承添加潤滑油的要求，取端蓋與I-II段右端的距離為38mm。故取L=58mm，因其右端面需制出一軸肩故取d=32mm。3）初選軸承，因?yàn)橛休S向力故選用圓錐滾子軸承，參照工作要求并據(jù)d=32mm，由軸承目錄里初選3207號其尺寸為d=35mm72mm17mm故d=35mm。又右邊采用軸肩定位取=38mm所以L=129mm，=42mm，=12mm4）取安裝齒輪段軸徑為d=38mm，齒輪左端與左軸承之間用套筒定位，已知齒輪寬度為65mm為是套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于齒輪寬度故取L=64mm。齒輪右邊Ⅶ-Ⅷ段為軸套定位，且繼續(xù)選用3207軸承，則此處d=35mm。取L=45mm

六強(qiáng)度條件減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

先作出軸上的受力圖以及軸的彎矩圖和扭矩圖6-2

現(xiàn)將計(jì)算出的各個(gè)截面的MH，MV和M的值如下：

FNH1=3954.68N

FNH2=8564.68N

FNV1=3646.5NFNV2=1547N

MH1=354.510N·m

MH2=697.25N·m

MV1=280.78N·m

MV2=0N·m

M1=414.22N·m

M2=679.25N·m

T=161N·m③確定軸上的載荷，以及彎矩、扭矩圖

六強(qiáng)度條件減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度，從軸的結(jié)構(gòu)圖以及

彎矩圖

和扭矩圖中可以看出截面A是軸的危險(xiǎn)截面。則根據(jù)[2]式15-5及上面的數(shù)據(jù)，取=0.6軸的計(jì)算應(yīng)力:④按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度

≈160MPa前面選用軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，由表查得[σ]=200Mp，，故安全。六強(qiáng)度條件減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算2、

中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

(1)求軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩P2=9.19KW，n2=156.57r/min，T2=560.4N·m(2)求作用在齒輪上的力

已知中間軸大小齒輪的分度圓直徑為d1=231.9mmd2=102mm

切向力Ft1=4827N

Ft2=10980N徑向力Fr1=Ft2tanα=1757NFr2=3996N軸向力Fa=Ft2tanβ=2737.6N(3)初步確定軸的最小直徑強(qiáng)度條件：設(shè)計(jì)公式：（4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

①擬定軸上零件的裝配方案，通過分析比較，裝配示意圖6-3六強(qiáng)度條件減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

現(xiàn)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，取A=110，于是得：六強(qiáng)度條件減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算因?yàn)檩S上應(yīng)開2個(gè)鍵槽，所以軸徑應(yīng)增大5%-7%故dmin=45.2mm，又此段軸與軸承裝配，故同時(shí)選取軸承，因?yàn)檩S承上承受徑向力，故選用圓錐滾子軸承，參照工作條件可選3210其尺寸為：d×D×B=50故d1-2=50mm右端用套筒與齒輪定位，套筒長度取24mm所以L1-2=46mm②據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度

1）II-III段為高速級大齒輪，由前面可知其寬度為62mm，為了使套筒端面與大齒輪可靠地壓緊此軸段應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度。故取LII-III=60mm，dII-III=56mm。

2）III-IV段為大小齒輪的軸向定位，此段軸長度應(yīng)由同軸條件計(jì)算得LIII-IV=15mm，dIII-IV=68mm。

3）IV-V段為低速級小齒輪的軸向定位，由其寬度為102mm可取LIV-V=99mm，dIV-V=56mm

4）V-VI段為軸承同樣選用深溝球軸承3210，左端用套筒與齒輪定位，取套筒長度為24mm則LV-VI=47mmdV-VI=50mm六強(qiáng)度條件減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算FNH1=121NFNH2=2127NFNV1=7382.4NFNV2=8424.6NMH1=7.392N·m

MH2=184.0125N·m

MV1=487.2384N·m

MV2=728.7279N·m

M1=484.2945N·m

M2=751.6016

T=560.4N·m六.強(qiáng)度條件減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算③求軸上的載荷先作出軸上的受力圖以及軸的彎矩圖和扭矩圖如圖6-4?，F(xiàn)將計(jì)算出的各個(gè)截面的M，M和M的值如下

6.強(qiáng)度條件減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算六.強(qiáng)度條件減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度，從軸的結(jié)構(gòu)圖以及

彎矩圖

和扭矩圖中可以看出截面A是軸的危險(xiǎn)截面。則根據(jù)[2]式15-5及上面的數(shù)據(jù)，取=0.6軸的計(jì)算應(yīng)力:④按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度

≈46.9MPa前面選用軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，由表查得[σ]=200Mp，，故安全。六強(qiáng)度條件減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算3、低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

(1)求軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩P3=8.55KW，n3=57.35r/min，T3=1424N·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d4=281.8mm

切向力Ft=10106.5N

徑向力Fr=Fttanα=3678.5N軸向力Fa=Ft

tanβ=2519.8N(3)初步確定軸的最小直徑強(qiáng)度條件：設(shè)計(jì)公式：六.強(qiáng)度條件減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

現(xiàn)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理據(jù)表15-3，取A=110，于是得：（4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

①擬定軸上零件的裝配方案，通過分析比較，裝配示意圖6-5

6.強(qiáng)度條件減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

②據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度

1）為滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，I-II右端需制出一軸肩故II-III段的直徑dI-II=65mm；左端用軸端擋圈定位取軸端擋圈直徑D=65mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長為132mm，為保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而不壓在軸上，故I-II段長度應(yīng)比L略短一些，現(xiàn)取LI-II=130mm.2）II-III段是固定軸承的軸承端蓋e=12mm。據(jù)dII-III=65mm和方便拆裝可取LII-III=95mm。3）初選軸承，因?yàn)橛休S向力故選用圓錐滾子軸承，參照工作要求d3-4=70mm，由軸承目錄里初選3214號其尺寸為d×D×B=70mm×125mm×24mm，L3-4=24mm由于右邊是軸肩定位，d4-5=82mm，L4-5=79mm，d5-6=88mmmm，L5-6=12mm。4）取安裝齒輪段軸徑為d=80mm，已知齒輪寬為107mm取L=104mm。齒輪右邊Ⅶ-Ⅷ段為軸套定位，軸肩高h(yuǎn)=6mm則此處dⅦ-Ⅷ=70mm。取LⅦ-Ⅷ=48mm

6.強(qiáng)度條件減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算FNH1=1210.2NFNH2=2468.3NFNV1=3325.1NFNV2=6781.4NMH1=0

MH2=187.6N·m

MV1=0

MV2=515.4N·m

M=548.5N·m

T=1424N·m

6.強(qiáng)度條件減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

③求軸上的載荷先作出軸上的受力圖以及軸的彎矩圖和扭5.求軸上的載荷先作出軸上的受力圖以及軸的彎矩圖和扭矩圖如圖6-6?，F(xiàn)將計(jì)算出各個(gè)截面處的M，M和M的值如下

6.強(qiáng)度條件減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

6.強(qiáng)度條件減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度，從軸的結(jié)構(gòu)圖以及

彎矩圖

和扭矩圖中可以看出截面A是軸的危險(xiǎn)截面。則根據(jù)[2]式15-5及上面的數(shù)據(jù)，取=0.6軸的計(jì)算應(yīng)力:④按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度

≈19.8MPa前面選用軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，由表查得[σ]=200Mp，，故安全。七鍵聯(lián)接的選擇