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文檔簡(jiǎn)介
1、目錄一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1二、傳動(dòng)方案的初步擬定2三、電機(jī)的選擇3四、確定傳動(dòng)裝置的有關(guān)的參數(shù)5五、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)8六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算18八、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算25九、連接件的選擇27十、減速箱的附件選擇30十一、潤(rùn)滑及密封31十二、課程設(shè)計(jì)小結(jié)32十三、參考資料目錄33一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目:二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì) 工作條件:?jiǎn)蜗蜻\(yùn)轉(zhuǎn),輕微震動(dòng),連續(xù)工作,兩班制,使用8年。原始數(shù)據(jù):滾筒圓周力F=3500N;卷筒轉(zhuǎn)速n=60(rpm);滾筒直徑D=300mm。 二、傳動(dòng)方案的初步擬定 如圖,減速器與電機(jī)、卷筒通過(guò)聯(lián)軸器連接。三、電機(jī)的選擇1、選擇電機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)型式電動(dòng)機(jī)分交流和直流電機(jī)
2、兩種。由于直流電機(jī)需要直流電源,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,價(jià)格較高維護(hù)不方便,因此用交流電動(dòng)機(jī),一般用三相交流電源。交流電機(jī)有異步和同步電機(jī)兩類(lèi)。異步電機(jī)有籠型和繞線型,其中一普通籠型異步電機(jī)應(yīng)用最多。其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、價(jià)格便宜、維護(hù)方便。 根據(jù)工作要求和條件,選擇用三籠型異步電動(dòng)機(jī),封閉式結(jié)構(gòu),電壓380V,Y型。2、選擇電動(dòng)機(jī)的容量電動(dòng)機(jī)所需工作功率: KW式中 KW ; 、分別為軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器和卷筒的傳動(dòng)效率。?。L子軸承),(齒輪精度為7級(jí),不包括軸承效率),(齒輪聯(lián)軸器),。則: 所以 KW3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為 二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比 840, 故電機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為:
3、(840)(4802400)符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000和1500 r/min。kw根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速,由有關(guān)手冊(cè)及上網(wǎng)查出有三種適用的電機(jī)型號(hào),因此有三種傳動(dòng)方案,如下表: 綜合考慮電機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比,可見(jiàn)第2方案比較合適。因此選定電機(jī)型號(hào)為Y132M1-6,其主要性能如下表:經(jīng)查有關(guān)資料電機(jī)主要外形和安裝尺寸列于下表:四、確定傳動(dòng)裝置的有關(guān)的參數(shù)1、確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比。 (1)總傳動(dòng)比的計(jì)算。 由選定電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速和工作主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速,可得傳動(dòng)裝置總傳比 式中:r/min; r/min。 (2)分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 式中i為減速器的傳
4、動(dòng)比。 為高速級(jí)傳動(dòng)比,為低速級(jí)傳動(dòng)比。 由二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比分配,圖(b) =4.5,所以 2、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)如圖(a): (a) 圖(b) (1)各軸的轉(zhuǎn)速 軸 r/min 軸 r/min 軸 r/min卷筒軸 r/min 式中:分別為.軸的轉(zhuǎn)速;電機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速 。(2)各軸輸入功率 軸 KW 軸 KW 軸 KW卷筒軸 KW式中:Pd電動(dòng)機(jī)的輸出功率,kw,,軸的輸入功率,kw,(滾子軸承),(齒輪精度為7級(jí),不包括軸承效率),(齒輪聯(lián)軸器),。(3)各軸輸入轉(zhuǎn)矩電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 Nm 軸 Nm 軸 167.25 Nm 軸 565.29 Nm卷筒軸 559.64 Nm五、齒輪
5、傳動(dòng)的設(shè)計(jì) (一)高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)1、選擇齒輪材料及精度等級(jí)考慮減速器傳遞功率不大,所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì),齒面硬度為240260HBS。大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì),齒面硬度220HBS;根據(jù)教材P210表10-8選7級(jí)精度。齒面粗糙度Ra1.63.2m 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)公式: (教材P218式10-21)(1)確定公式內(nèi)的個(gè)計(jì)算數(shù)值1)試選2)由教材P218圖10-3選取區(qū)域系數(shù)3) 傳動(dòng)比取小齒輪,大齒輪4)初選取螺旋角°查教材P215圖10-26 得,Z對(duì)應(yīng)的=0.87 所以5) 許用接觸應(yīng)力H取失效概率為1%,通用齒輪和一般工業(yè)齒輪,
6、按一般可靠度要求選取安全系數(shù)安全系數(shù)S=1.由教材205式10-12得由教材P209圖10-21查得:HlimZ1=520Mpa HlimZ2=460Mpa由教材P206式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NN1=60njLh=60×960×1×(16×365×8)=2.691×109式中:n-齒輪轉(zhuǎn)速;j-每轉(zhuǎn)一圈同一齒面的系數(shù)??;Lh-齒輪的工作壽命。N2=N1/i=2.691×109/4.5=0.598×109 由教材P207圖10-19查得接觸疲勞的壽命系數(shù):KHN1=0.90 KHN2=0.94H1=Hlim1
7、KHN1/S=560×0.90/1.0Mpa=504MpaH2=Hlim2 KHN2/S=460×0.94/1.0Mpa=432.4Mpa所以 6)小齒輪的傳遞轉(zhuǎn)矩: = N·mm7)由教材P205表10-7取d=18)由教材P201表10-6查得材料的彈性系數(shù)(2)計(jì)算1) 小齒輪分度圓直徑,由計(jì)算公式得:2) 計(jì)算圓周速度3) 計(jì)算齒寬及模數(shù)4)計(jì)算縱向重合度 5)計(jì)算載荷系數(shù)K已知使用系數(shù),由教材P194圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)用差值法計(jì)算得:得出: 由教材P198圖10-13查得由教材P195表10-3查得故載荷系數(shù)6) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直
8、徑,由教材P式(10-10a)得:7)計(jì)算模數(shù)3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由教材P218式(10-17)即 (1)確定計(jì)算參數(shù) 1)計(jì)算載荷系數(shù) 2) 由縱向重合度從教材P216圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)3)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)4)查取齒形系數(shù)由教材P200表10-5計(jì)算如下:5)查取應(yīng)力校正系數(shù)由教材P200表10-5計(jì)算如下:6)由教材P208圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限;大齒輪的彎曲疲勞極限。7) 由教材P206圖10-18取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)。8) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)為,由教材P205式(10-12)得:9)計(jì)算大小齒輪的并加以比較小齒輪的數(shù)值大(2)設(shè)計(jì)計(jì)算
9、對(duì)比結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù),取=2mm,可滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度,但為了同時(shí)滿(mǎn)足疲勞強(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),于是有:取=28,則=4.528=126實(shí)際傳動(dòng)比傳動(dòng)比誤差:i-u/i=|(4.5-4.5)/4.5|=0%<5% 可用(3) 幾何尺寸的計(jì)算 1) 計(jì)算中心距:取中心距2)按圓整后的中心距修正螺旋角由于值改變不多,故參數(shù)等不必修正。3)算大小齒輪的分度圓直徑4)計(jì)算齒輪寬度圓整后取5)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大于160mm,而又小于500mm,故選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜。(二)、低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)1、選
10、擇齒輪材料及精度等級(jí)考慮減速器傳遞功率不大,所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì),齒面硬度為240260HBS。大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì),齒面硬度220HBS;根據(jù)教材P210表10-8選7級(jí)精度。齒面粗糙度Ra1.63.2m 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)公式: (教材P218式10-21)(1)確定公式內(nèi)的個(gè)計(jì)算數(shù)值1)試選2)由教材P218圖10-3選取區(qū)域系數(shù)3) 傳動(dòng)比取小齒輪,大齒輪4)初選取螺旋角°查教材P215圖10-26 得,Z對(duì)應(yīng)的=0.85 所以5) 許用接觸應(yīng)力H取失效概率為1%,通用齒輪和一般工業(yè)齒輪,按一般可靠度要求選取安全系數(shù)安全系數(shù)S
11、=1.由教材205式10-12得由教材P209圖10-21查得:HlimZ1=520Mpa HlimZ2=460Mpa由教材P206式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NN3=60njLh=60×213.3×1×(16×365×8)=5.98×108式中:n-齒輪轉(zhuǎn)速;j-每轉(zhuǎn)一圈同一齒面的系數(shù)取;Lh-齒輪的工作壽命。N4=N3/i=5.98×108/3.56=2.126×108 由教材P207圖10-19查得接觸疲勞的壽命系數(shù):KHN1=0.94 KHN2=0.96H1=Hlim1 KHN1/S=560×0.
12、94/1.0Mpa=526.4MpaH2=Hlim2 KHN2/S=460×0.96/1.0Mpa=443.52Mpa所以 6)小齒輪的傳遞轉(zhuǎn)矩: = N·mm7)由教材P205表10-7取d=18)由教材P201表10-6查得材料的彈性系數(shù)(2)計(jì)算1) 小齒輪分度圓直徑,由計(jì)算公式得:2) 計(jì)算圓周速度3) 計(jì)算齒寬及模數(shù)4)計(jì)算縱向重合度 5)計(jì)算載荷系數(shù)K已知使用系數(shù),由教材P194圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)用差值法計(jì)算得:得出: 由教材P198圖10-13查得2由教材P195表10-3查得故載荷系數(shù)7) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,由教材P式(10-10a
13、)得:8) 計(jì)算模數(shù)3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由教材P218式(10-17)即 (1)確定計(jì)算參數(shù) 1)計(jì)算載荷系數(shù) 2) 由縱向重合度從教材P216圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)3)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)4)查取齒形系數(shù)由教材P200表10-5計(jì)算如下:5)查取應(yīng)力校正系數(shù)由教材P200表10-5計(jì)算如下:6)由教材P208圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限;大齒輪的彎曲疲勞極限。7) 由教材P206圖10-18取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)。8) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)為,由教材P205式(10-12)得:9)計(jì)算大小齒輪的并加以比較大齒輪的數(shù)值大(2)設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)
14、度計(jì)算的法面模數(shù)大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù),取=2mm,可滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度,但為了同時(shí)滿(mǎn)足疲勞強(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),于是有:取=37,則=37=131.6 取實(shí)際傳動(dòng)比傳動(dòng)比誤差:i-u/i=|(3.56-3.57)/3.56|=0.3%<5% 可用(3) 幾何尺寸的計(jì)算 1) 計(jì)算中心距:取中心距2)按圓整后的中心距修正螺旋角由于值改變不多,故參數(shù)等不必修正。3)算大小齒輪的分度圓直徑4)計(jì)算齒輪寬度圓整后取5)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大于160mm,而又小于500mm,故選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜。六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算(一)輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、
15、按扭矩初算軸徑。選用45調(diào)質(zhì),硬度217255HBS根據(jù)教材P370(15-2)式,并查表15-3,取A0=115,P為傳遞功率為KW,n為一級(jí)輸入軸轉(zhuǎn)速nr/min。(實(shí)心軸)則: =18.27mm考慮有鍵槽,將直徑增大5%,則d=18.27×(1+5%) =19.18 mm。圓整后取d=20mm。2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)軸上的零件定位,固定和裝配 二級(jí)斜齒輪減速器可將齒輪和軸做成一體相對(duì)兩軸承做不對(duì)稱(chēng)布置,兩軸承分別以軸肩和端蓋固定,聯(lián)軸器軸向用軸肩和螺母固定,周向采用鍵做周向定位,軸呈階梯狀,左軸承從左面裝入,右軸承從右面裝入。(2)確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度因?yàn)檩敵鲚S的最小直徑顯然
16、是安裝聯(lián)軸器出軸的直徑,聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca=KAT1,查教材P351表14-1,取KA=1.3則:Tca=KAT3=1.3×39.09=50.82N·m 查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014-85選HL3型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器,其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為630N·m,半聯(lián)軸器孔徑d=3038mm,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=82mm,L1=60mm 。初選32007型圓錐滾子軸承,其尺寸為d×D×T=35mm×62mm×18mm??紤]齒輪端面和箱體內(nèi)壁,軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離,取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離a=18mm 滾動(dòng)軸承距箱體內(nèi)壁的距離s=8mm,各段長(zhǎng)度及
17、直徑如下:(3)按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算求分度圓直徑:已知mt=2 求轉(zhuǎn)矩:已知T1=39.09N·m求圓周力:Ft根據(jù)教材P213(10-14)式得Ft=2T1/d1=1354.7N求徑向力Fr根據(jù)教材P213(10-14)式得Fr=Ft·tann/cos=508.2N求軸向力Fa根據(jù)教材P213(10-14)式得Fa=Ft·tan=126.7N由于該軸兩軸承非對(duì)稱(chēng),根據(jù)幾何尺寸算得 L1=155.5mm L2=67mm Y A B C D XZ M1 M2 T1由上圖及力平衡和力矩平衡求得的力和力矩如下:FBZ=539N FDZ=1616NFBY=273N FDY=
18、535NM1=106722N.mm M2=54054N.mmT1=76000N.mmMC=(M12+M22)1/2=(1067222+540542)1/2=119630N·mm轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化,取=0.6,截面C處的當(dāng)量彎矩:Mec=MC2+(T)21/2=1196302+(0.6×76000)21/2 校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度由式(15-5)e=Mec/0.1d33=3.96MPa< -1b=60MPa該軸強(qiáng)度足夠。(二)中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、按扭矩初算軸徑。選用45調(diào)質(zhì),硬度217255HBS根據(jù)教材P370(15-2)式,并查表15-3,取A0=11
19、5,P為傳遞功率為KW,n為一級(jí)輸入軸轉(zhuǎn)速nr/min。(實(shí)心軸)則: =29.7mm考慮有鍵槽,將直徑增大5%,則d=29.7×(1+5%) =31.14 mm圓整后取d=32mm2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)軸上的零件定位,固定和裝配二級(jí)斜齒輪減速器可將齒輪和軸做成一體相對(duì)兩軸承做不對(duì)稱(chēng)布置,所以將齒輪與軸做成一體,齒輪用軸肩與套筒固定,兩個(gè)滾動(dòng)軸承兩端分別用端蓋和套筒固定。齒輪周向采用鍵做周向定位,軸呈階梯狀,左軸承從左面裝入,右軸承從右面裝入。(2)確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 初選32008型圓錐滾子軸承,其尺寸為d×D×T=40mm×68mm×1
20、9mm??紤]齒輪端面和箱體內(nèi)壁,軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離,取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離a=18mm 滾動(dòng)軸承距箱體內(nèi)壁的距離s=8mm,各段長(zhǎng)度及直徑如上圖。(3)按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算求分度圓直徑: 已知mt2=2 求轉(zhuǎn)矩:已知T2=167.25N·m求圓周力:Ft根據(jù)教材P213(10-14)式得Ft2=2T2/d2=1288N Ft3=2T2/d3=3310.2N 求徑向力Fr根據(jù)教材P213(10-14)式得Fr2=Ft2·tann/cos=483.1N Fr3=Ft3·tann/cos=1241.7N求軸向力Fa根據(jù)教材P213(10-14)式得Fa2=Ft
21、2·tan=321.1N Fa3=Ft3·tan=825.33N由于該軸兩軸承非對(duì)稱(chēng),根據(jù)幾何尺寸算得 L1=78.5mm L2=77.5mm L3= 68.6mmY A B C DX Z 由上圖及力平衡和力矩平衡求得的力和力矩如下:FAZ=4754N FDZ=593NFAY=1087N FDY=2535NM1=528891N.mm M2=765120N.mmT2=350000N.mmMC=(M12+M22)1/2=(5288912+7651202)1/2=765120N·mm(三)輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、按扭矩初算軸徑。選用45調(diào)質(zhì),硬度217255HBS根據(jù)教材P
22、370(15-2)式,并查表15-3,取A0=115,P為傳遞功率為KW,n為一級(jí)輸入軸轉(zhuǎn)速nr/min。(實(shí)心軸)則: =44.5mm考慮有鍵槽,將直徑增大5%,則d=44.5×(1+5%) =46.74 mm圓整后取d=47mm因?yàn)檩敵鲚S的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器出軸的直徑,聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca=KAT3,查教材表14-1,取KA=1.3則:Tca=KAT3=1.3×565.29=734.9N·m 查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014-85選HL4型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器,其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為1250N·m,半聯(lián)軸器孔徑d=48mm,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=112mm,L1=84mm
23、。2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)軸上零件的定位,固定和裝配二級(jí)斜齒輪減速器聯(lián)軸器一端用軸肩固定另一端用螺母固定,齒輪相對(duì)于軸承做不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)動(dòng),齒輪一端由軸肩定位,右面用套筒軸向固定,周向用平鍵連接。兩軸承分別以軸肩和套筒定位。(2)確定軸各段直徑和長(zhǎng)度1段:d1=48mm 長(zhǎng)度取L1=82mm第II為定位軸肩h=3.5mm2段:d2=d1+2h=55+2×3.5=55mmd2=55mm 取長(zhǎng)度L2=50mm3段為非定位軸肩 初選用32012型單列圓錐滾子軸承,其尺寸為:d×D×T=60mm×95mm×23mm=60 =54因?yàn)榈?段位定位軸肩取h=6mm
24、 d6=d3+2h=72mm L6=65mm4段為定位軸肩 取d4=70mm 為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪,此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度故取L4=78mm 5段位定位軸肩取h=6mm 則軸環(huán)直徑d5=d4+2×h=82mm =5=60 =49考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁,軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長(zhǎng)為24mm,取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離a=18mm 滾動(dòng)軸承距箱體內(nèi)壁的距離s=8mm具體如下圖:(3)軸上零件的周向定位由表6-1按齒輪和半連軸器的直徑查得如下:1段的鍵的尺寸:b×h×l=14mm×9mm×63mm其配合為H7/m64段的鍵的尺寸:b
25、×h×l=16mm×10mm×70mm其配合為H7/n6(4)確定軸上圓角和倒角尺寸 軸端倒角為2×45。 圓角半徑R=1.6mm(5)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算求分度圓直徑:已知mt=2 求轉(zhuǎn)矩:已知T3=565.29N·m求圓周力:Ft根據(jù)教材P213(10-14)式得Ft=2T3/d4=4154.7N求徑向力Fr根據(jù)教材P213(10-14)式得Fr=Ft·tann/cos=1558.5N求軸向力Fa根據(jù)教材P213(10-14)式得Fa=Ft·tan=1035.9N由于該軸兩軸承非對(duì)稱(chēng),根據(jù)幾何尺寸算得 L1=91
26、mm L2=157mm y T3A B x L1 C L2 z M1 A C M2 B A C B T3=1099N.m由上圖及力平衡和力矩平衡求得的力和力矩如下:FBZ=5023N FDZ=2479NFBY=693N FDY=2121NM1=381748N.mm M2=326663N.mmT3=1099000N.mmMC=(M12+M22)1/2=(3817482+3266632)1/2=502434N·mm轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化,取=0.6,截面C處的當(dāng)量彎矩:Mec=MC2+(T)21/2=5024342+(0.6×1099000)21/2 校核危險(xiǎn)截面C
27、的強(qiáng)度由式(15-5)e=Mec/0.1d33=24.2MPa< -1b=60MPa該軸強(qiáng)度足夠。八、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算1. 滾動(dòng)軸承的類(lèi)型應(yīng)根據(jù)所受載荷的大小,性質(zhì),方向,轉(zhuǎn)速及工作要求進(jìn)行選擇。若只承受徑向載荷而軸向載荷較小,軸的轉(zhuǎn)速較高,則選用深溝球軸承;若軸承同時(shí)承受較大的徑向力和。軸向力,或者需要調(diào)整傳動(dòng)件的軸向位置,則應(yīng)選擇角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。經(jīng)過(guò)分析比較后,選用圓錐滾子軸承。2. 滾動(dòng)軸承的型號(hào)。(從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二卷第四冊(cè)查) 根據(jù)各軸的安放軸承出的直徑大小,經(jīng)過(guò)分析和比較,軸承的選擇如下:輸入軸選用的軸承標(biāo)記為:圓錐滾子軸承 32007 GB/T 297-
28、1994尺寸:=35×62×18它的基本額定載荷Cr=43.2KN,Cor=59.2KN 中間軸選用的軸承標(biāo)記為:圓錐滾子軸承 32008 GB/T 297-1994尺寸:=40×68×19它的基本額定載荷Cr=51.8KN,Cor=71.0KN 輸出軸選用軸承的標(biāo)記為:圓錐滾子軸承 32012 GB/T 297-1994尺寸:=60×95×23 它的基本額定載荷Cr=81.8KN,Cor=122KN3. 對(duì)軸承進(jìn)行壽命校核。 根據(jù)已知條件,軸承預(yù)計(jì)壽命=16×365×8=46720h軸承的壽命校核可由教材P320
29、式(13-5a)即: 進(jìn)行。根據(jù)P319頁(yè),(對(duì)于球軸承,=3;對(duì)于滾子軸承=10/3)則=。 由教材表13-4結(jié)合該軸承的工作環(huán)境,取=1.00。由于軸承受徑向和軸向載荷作用,則(由教材P321式13-9a)由教材P321表13-6,取=1.0;(1) 對(duì)輸入軸的軸承進(jìn)行壽命校核 由=0.44 查教材P321表13-5得X=1 Y=0 則:= =10664113.9h>=46720h故所選軸承可滿(mǎn)足壽命要求。(2) 中間軸的軸承進(jìn)行壽命校核由 查教材P321表13-5得X=0.4查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版第四卷P39-81得Y=1.6 則:= =1809835h>故所選軸承可滿(mǎn)足壽命要
30、求。(3) 輸出軸的軸承進(jìn)行壽命校核由 查教材P321表13-5得X=0.4查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版第四卷P39-81得Y=1.4 則:= =17050799h>故所選軸承可滿(mǎn)足壽命要求。九、連接件的選擇(一)聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)傳遞載荷的大小,軸轉(zhuǎn)速的高低,被連接件的安裝精度等,參考各類(lèi)聯(lián)軸器特性,選擇一種合用的聯(lián)軸器類(lèi)型。一、高速級(jí)聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算1、由于裝置原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī),聯(lián)軸器一端與電動(dòng)機(jī)相連,其孔徑受電動(dòng)機(jī)外伸軸徑限制,所以選用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器HL3(GB/T5014-1985)其主要參數(shù)如下:材料HT200公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩 630N/m軸孔直徑 , 3038mm軸孔長(zhǎng) , 82mm裝配尺寸
31、60mm 2、載荷計(jì)算名義轉(zhuǎn)矩:=9550=9550×3.85/960=38.3N·m聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca=KAT1,查教材P351表14-1,取KA=1.3則:Tca=KAT3=1.3×39.09=50.82N·m 通過(guò)比較可知,所選聯(lián)軸器合適。二、低速級(jí)聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算1、因?yàn)檩敵鲚S的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器出軸的直徑,聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca=KAT3,查教材P351表14-1,取KA=1.3則:Tca=KAT3=1.3×565.29=734.9N·m2、鑒于以上計(jì)算和輸出軸最小直徑,選擇彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器HL4其主要參數(shù)如下:材料
32、HT200公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩 1250N/m軸孔直徑 , 5056mm軸孔長(zhǎng) , 112mm裝配尺寸 84mm (二)鍵的選擇計(jì)算 鍵的選擇包括類(lèi)型選擇和尺寸選擇兩個(gè)方面。鍵的類(lèi)型應(yīng)根據(jù)鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),使用要求和工作條件來(lái)選擇;鍵的尺寸則按符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和強(qiáng)度要求來(lái)取定。 1聯(lián)軸器與輸入軸鍵的選擇及計(jì)算1)鍵聯(lián)接的選擇根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件,查手冊(cè)選用圓頭普通平鍵(A型),由軸徑的大小d=30,及由教材P106表4-1,選用鍵GB/T 10961979 鍵8×7×40。 2)鍵的強(qiáng)度校核鍵、軸和輪轂的材料都是鋼,由教材P106表6-2查許用擠壓應(yīng)力=100120,取其
33、平均值,=110。鍵與帶輪轂鍵槽的接觸高度 =0.5×7=3.5mm鍵的工作長(zhǎng)度=408=32mm 由教材P106式6-2 則有: =23.3(合適)2中間軸與齒輪連接鍵的選擇及計(jì)算1)鍵聯(lián)接的選擇根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件,選用圓頭普通平鍵(A型),由軸徑=52mm,又由教材P106表4-1,選用鍵為:GB/T 1096-1979 鍵16×10×45 2)鍵的強(qiáng)度校核鍵、軸和輪轂的材料都是鋼,由教材P106表6-2查許用擠壓應(yīng)力=100120,取其平均值,=110。鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。 =0.5×10mm=5mm鍵的工作長(zhǎng)度=4510m
34、m=35mm 則有:=45.95(合適)3輸出軸鍵的選擇及計(jì)算1)鍵聯(lián)接的選擇根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件,選用圓頭普通平鍵(A型),跟齒輪裝配段軸徑d=70mm,由教材P106表4-1,選用鍵GB/T 10961976 鍵20×12×63;聯(lián)軸器段軸徑d=48,由教材P106表4-1,選用鍵GB/T 1096 鍵14×9×63。2)鍵的強(qiáng)度校核 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼,由1表6-2查許用擠壓應(yīng)力=100120,取其平均值,=110。鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 =0.5×9mm=4.5mm鍵的工作長(zhǎng)度=639mm=54mm 則有:=96
35、.93(合適)十、減速箱的附件選擇1.檢查孔和視孔蓋 檢查孔用于檢查傳動(dòng)件的嚙合情況,潤(rùn)滑狀態(tài)、接觸斑點(diǎn)及齒側(cè)間隙,還可用來(lái)注入潤(rùn)滑油,故檢查孔應(yīng)開(kāi)在便于觀察傳動(dòng)件嚙合區(qū)的位置,其尺寸大小應(yīng)便于檢查操作。視孔蓋可用鑄鐵、鋼板或有機(jī)玻璃制成,它和箱體之間應(yīng)加密封墊,還可在孔口處加過(guò)濾裝置,以過(guò)濾注入油中的雜質(zhì),如減速器部件裝配圖1。2放油螺塞放油孔應(yīng)設(shè)在箱座底面的最低處,或設(shè)在箱底。在其附近應(yīng)有足夠的空間,以便于放容器,油孔下也可制出唇邊,以利于引油流到容器內(nèi)。箱體底面常向放油孔方向傾斜1°1.5°,并在其附近形成凹坑,以便于污油的匯集和排放。放油螺塞常為六角頭細(xì)牙螺紋,在六
36、角頭與放油孔的接觸面處,應(yīng)加封油圈密封。也可用錐型螺紋或油螺塞直接密封。選擇M16×1.5的外六角螺塞(2表7-11)。 3 油標(biāo)油標(biāo)用來(lái)指示油面高度,應(yīng)設(shè)置在便于檢查及油面較穩(wěn)定之處。常用油標(biāo)有圓形油標(biāo)(2表7-7),長(zhǎng)形油標(biāo)(2表7-8)和管狀油標(biāo)(2表7-9)、和桿式油標(biāo)(2表7-10)等。由2表7-10得M14的桿式油標(biāo)。4通氣器通氣器用于通氣,使箱內(nèi)外氣壓一致,以免由于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),箱內(nèi)油溫升高,內(nèi)壓增大,而引起減速器潤(rùn)滑油的滲漏。簡(jiǎn)易的通氣器鉆有丁字型孔,常設(shè)置在箱頂或檢查孔上,用于較清潔的環(huán)境。較完善的通氣器具有過(guò)濾網(wǎng)及通氣曲路,可減少灰塵進(jìn)入。5起吊裝置起吊裝置用于拆卸及搬
37、運(yùn)減速器。它常由箱蓋上的吊孔和箱座凸緣下面的吊耳構(gòu)成2表11-3。6定位銷(xiāo)為保證箱體軸承孔的加工精度與裝配精度,應(yīng)在箱體聯(lián)接凸緣上相距較遠(yuǎn)處安置兩個(gè)圓柱銷(xiāo),并盡量不放在對(duì)稱(chēng)位置,以使箱座與箱蓋能正確定位。選擇銷(xiāo) GB/T 11986 A8×30。十一、潤(rùn)滑及密封1、傳動(dòng)件的潤(rùn)滑 減速器傳動(dòng)件和軸承都需要良好的潤(rùn)滑,其目的是為了減少摩檫、磨損,提高效率,防銹,冷卻和散熱。減速器潤(rùn)滑對(duì)減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有直接影響,如油面高度和需油量的確定,關(guān)系到箱體高度的設(shè)計(jì);軸承的潤(rùn)滑方式影響軸承軸向位置和階梯軸的軸向尺寸。因此,在設(shè)計(jì)減速器結(jié)構(gòu)前,應(yīng)先確定減速器潤(rùn)滑的有關(guān)位置。高速級(jí)齒輪在嚙合處的線速
38、度: (前面已經(jīng)計(jì)算出)則采用浸油潤(rùn)滑,箱體內(nèi)應(yīng)有足夠的潤(rùn)滑油,以保證潤(rùn)滑及散熱的需要。2、滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑 對(duì)齒輪減速器,當(dāng)浸油齒輪的圓周速度 v2m/s 時(shí),滾動(dòng)軸承宜采用脂潤(rùn)滑;當(dāng)齒輪的圓周速度時(shí),滾動(dòng)軸承多采用油潤(rùn)滑。由上有v=2.27m/s則采用油潤(rùn)滑。 3、密封 在潤(rùn)滑后,為防止油外漏,故減速器需密封。則軸出來(lái)需加密封圈,在據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表7-14選擇相應(yīng)的密封圈。十二、課程設(shè)計(jì)小結(jié)從這次設(shè)計(jì)中,我學(xué)到了很多有用的東西。比如細(xì)心比如合作精神比如虛心比如耐心,因?yàn)闊o(wú)論是查找數(shù)據(jù)還是計(jì)算都需要這些優(yōu)點(diǎn)和品質(zhì),我想,這些東西對(duì)我以后的學(xué)習(xí)工作都會(huì)是一份珍貴的財(cái)富。尤其值得一提的是,在這段時(shí)間內(nèi),我由原來(lái)的對(duì)CAD制圖的水平有了很大提高,通過(guò)畫(huà)圖,使我熟悉了機(jī)械零件結(jié)構(gòu)和材料的強(qiáng)度,雖然花費(fèi)了很多時(shí)間和精力在這次的課程設(shè)計(jì)上面,但我認(rèn)為這是值得的。我想,我會(huì)把這次的所得帶到以后的學(xué)習(xí)之中去,再次讓自己充實(shí)地生活,為以后的工作做好積極的準(zhǔn)備。兩周的課程設(shè)計(jì)很快就要結(jié)束了,經(jīng)過(guò)兩周的課
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