




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)
文檔簡介
1、機械設(shè)計課程設(shè)計 課程名稱: 機械設(shè)計課程設(shè)計題目名稱: 圓錐-圓柱齒輪減速器學(xué) 院: 機電工程學(xué)院專業(yè)班級: 機械設(shè)計制造及其自動化1102 班姓 名: 郭宗祥學(xué) 號:110710230指導(dǎo)教師: 同志學(xué)前言機械設(shè)計課程設(shè)計是機械設(shè)計課程的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié),是對學(xué)生運用和理解所學(xué)知識的一種檢驗,也是對我們?nèi)暌詠硭鶎W(xué)機械類課程的一次大綜合。對于我們學(xué)生的綜合處理實際問題的能力將會有很大的提升。課程設(shè)計,本著以下目的:1、培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想,訓(xùn)練綜合運用課程設(shè)計和有關(guān)先修課程的理論、結(jié)合生產(chǎn)實際分析和解決工程實際問題的能力,鞏固、加深和擴展有關(guān)機械設(shè)計方面的知識。2、通過制定設(shè)計方案、
2、合理選擇傳動機構(gòu)和零件類型,正確計算零件工作能力、決定尺寸和選擇材料等進行結(jié)構(gòu)設(shè)計,達到了解和掌握機械零件、機械傳動裝置的設(shè)計過稱和方法。3、進行設(shè)計基本技能的訓(xùn)練。相信通過本次課程設(shè)計,學(xué)生的機械設(shè)計能力和理念都會有一個質(zhì)的飛躍,從而為將來進一步深造打下堅實的基礎(chǔ)。目錄一、設(shè)計任務(wù)書.4二、傳動方案的確定、傳動裝置簡圖與說明.6三、電動機的選擇與傳動比的分配.8四、各軸功率、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩的計算.11五、箱體外傳動裝置的設(shè)計計算.12六、閉式齒輪傳動的設(shè)計計算.17七、轉(zhuǎn)差率的校核31八、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度校核31九、滾動軸承的選擇和計算.45十、鍵的選擇和校核計算52十一、聯(lián)軸器的選則53十二
3、、減速器箱體主要附件、潤滑方式等的選擇說明.54十三、設(shè)計小結(jié)61十四、致謝63十五、參考文獻63一、設(shè)計任務(wù)書一、課程設(shè)計任務(wù)按給定的螺旋輸送機已知數(shù)據(jù),確定系統(tǒng)的傳動方案,選擇電動機和聯(lián)軸器,設(shè)計箱體外傳動和兩極圓柱斜齒輪減速器。課程設(shè)計成果:1、兩極圓柱-圓錐齒輪減速器裝配圖一張(A1,三視圖);2、減速器上箱體或下箱體零件圖一張(A1,三視圖);3、輸出軸零件圖一張(A3);4、輸出軸上齒輪零件圖一張(A3)。5、設(shè)計計算說明書一份。 時間: 4周二、課程設(shè)計方案及數(shù)據(jù)1、 已知參數(shù) (1)驅(qū)動輸送機主軸輸入端所需轉(zhuǎn)矩 T1=330 Nm (2)輸送機主軸所需轉(zhuǎn)速 n1=80 rmp
4、(3) 主軸轉(zhuǎn)速允許誤差 ±5%2、螺旋輸送機結(jié)構(gòu)簡圖圖1 機結(jié)構(gòu)簡圖3、工作條件 輸送機單向連續(xù)轉(zhuǎn)動,載荷平穩(wěn),有輕微沖擊,三班制工作,每年工作300天,設(shè)計壽命10年,每年檢修一次。三、設(shè)計說明書內(nèi)容 1、前言;2、目錄(標題、頁次);3、設(shè)計任務(wù)書:原始數(shù)據(jù)及工作條件;4、傳動方案的確定、傳動裝置簡圖與說明;5、電動機的選擇及傳動比的分配;6、各軸功率、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩的計算;7、箱體外傳動裝置的設(shè)計計算;8、閉式齒輪傳動的設(shè)計計算;9、轉(zhuǎn)差率的校核;10、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度校核;11、滾動軸承的選擇和計算;12、鍵的選擇和校核計算;13、聯(lián)軸器的選擇;14、減速機箱體主要附件、潤滑
5、方式等的選擇說明;15、設(shè)計小結(jié);16、參考文獻資料。二、傳動方案的確定、傳動裝置簡圖與說明一、傳動方案的確定本題方案由兩個傳動部分組成,即開式齒輪傳動與減速器齒輪傳動。由于減速器工作環(huán)境比較惡劣,而且要求平穩(wěn)高效率的傳動,故選用開式齒輪,一是可以更好的在惡劣的環(huán)境中工作(如高溫和潮濕的環(huán)境),還可以保證準確的傳動比。而且,開式齒輪傳動的整體尺寸較小,結(jié)構(gòu)較為緊湊。由于開式齒輪傳動的工作環(huán)境較為惡劣,潤滑條件不好,磨損嚴重,壽命較短,故布置在低速級。減速器部分是本次課題的重點設(shè)計部分,本課題中的減速器是展開式圓錐-圓柱齒輪減速器。展開式的減速器結(jié)構(gòu)簡單,但齒輪的位置不對稱。高速級齒輪布置在遠離
6、轉(zhuǎn)矩輸入端??墒馆S在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭矩變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎曲變形部分相互抵消,以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象。二、傳動裝置簡圖圖2 傳動方案(各部分說明如上圖所示)三、電動機的選擇與傳動比的分配一、選擇電動機 根據(jù)使用要求和工作狀況,選擇三相籠型異步電動機,封閉式結(jié)構(gòu),電壓380V,Y型。二、選擇電動機的容量圖3 代號標注(注:以下各代號如上圖所標注) 電動機所需工作功率Pw=Tn9550=330×809550=2.7644kW 由電動機至輸送機主軸的傳動總效率為 a=12·24·3·4·5式中、分別為聯(lián)軸器、滾動軸承、錐齒輪傳動、
7、圓柱齒輪傳動和開式齒輪的傳動效率。取=0.99(聯(lián)軸器),=0.98(滾動軸承),=0.96(不包括軸承效率),=0.97(不包括軸承效率),=0.95(開式齒輪效率)則 a=0.992×0.984×0.96×0.97×0.95=0.79973故 Pd = Pw a = 2.76640.79973=3.457 kW已知電動機工作轉(zhuǎn)速 n=80 r/min取錐齒輪傳動比 i3=23,i4=36,i5=37,則 ia=18126 nd = ia·n =(18126)×80=144010080 r/min在此范圍類可供選擇的同步轉(zhuǎn)速有150
8、0 r/min ,3000r/min。經(jīng)過驗算,按1500 r/min的設(shè)計方式所分配的傳動比不能滿足齒輪的傳動比范圍,故取同步轉(zhuǎn)速為3000r/min。根據(jù)同步轉(zhuǎn)速及電動機所需工作功率選擇電動機型號為Y112M-2,具體參數(shù)如下:表1 電動機型號電動機型號額定功率Pkw同步轉(zhuǎn)速滿載時轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩(額定轉(zhuǎn)矩)最大轉(zhuǎn)矩(額定轉(zhuǎn)矩)Y112M-24300028902.22.3電動機外形尺寸下:圖4 電動機外形尺寸表2 電動機外形尺寸中心高H外形尺寸L×(AC/2+AD) ×HD安裝尺寸A×B軸伸尺寸D×E平鍵尺寸F×G地腳螺栓直徑K112400
9、215;(230/2+190) ×26519014028×608×2412三、確定總傳動比與分配傳動比 總傳動比 ( nm 為電動機滿載轉(zhuǎn)速)初取開式齒輪傳動比i5=3.8,(并取小齒輪齒數(shù)z1=19,則z2=73,)由此確定i5=u5=3.842。因此,減速機內(nèi)總傳動比為i=iai5=36.1253.842=9.403。取i3=0.25i=2.35。(取錐齒輪小齒輪齒數(shù)z1=21,則z2=50.)則i3=u3=2.381.同理得i4=3.957。同時斜齒輪齒數(shù)z1=23,z2=91。四、各軸功率、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩的計算 1、各軸轉(zhuǎn)速軸 n=2890 r/min 軸 軸
10、 軸 n=ni5=307.2853.842=79.98 r/min 軸 n=n=79.98 r/min2、各軸輸入功率 P=Pd1=4×0.99=3.96kW P=P23=3.96×0.98×0.96=3.8032kW P=P24=3.8032×0.98×0.97=3.615kW P=P25=3.615×0.98×0.95=3.366kW P=P25=3.366×0.98×0.99=3.266kW各軸輸出功率則等于輸入功率乘以軸承效率,即0.983、各軸輸入轉(zhuǎn)矩 Td=9550×Pdnm=955
11、0×42890=13.218Nm T=Td1=13.218×0.99=13.085Nm T=Ti323=13.085×2.381×0.98×0.96=29.313NmT=Ti424=29.313×3.95×0.98×0.97=110.66Nm T=Ti525=110.66×3.842×0.98×0.95=393.695Nm T=T12=393.695×0.98×0.99=381.96Nm各軸輸出扭矩等于輸入扭矩乘以軸承效率,即0.98。4、運動和動力參數(shù)整理如下表表
12、3 運動參數(shù)軸名效率P/kw轉(zhuǎn)矩T/N·m轉(zhuǎn)速n/r/min傳動比i效率輸入輸出輸入輸出電機413.218289010.99軸3.963.880813.08512.8228902.3810.9408軸3.8033.72129.31328.7261213.783.950.9506軸3.6153.543110.66108.45307.2853.8420.931軸3.3663.2985393.695385.8279.9810.9702軸3.2663.2381.96374.32379.98五、箱體外傳動裝置的設(shè)計計算開式齒輪傳動的設(shè)計1、選定齒輪的類型,精度等級,材料及齒數(shù)(1)按傳動方案,
13、選用直齒圓柱齒輪傳動。(2)運輸機為一般工作機器,速度不高,故選用7級精度。(3)材料選擇。由機械設(shè)計教材第九版以后內(nèi)容未注明均指此書表10-1,選擇小齒輪材料為QT600-2(常化),大齒輪材料為QT600-2(?;恍↓X輪硬度為300HBS,大齒輪硬度為260HBS,兩者材料硬度差為40HBS。(4)選小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù)。2、根據(jù)齒根彎曲疲勞強度設(shè)計(1)試算模數(shù)即 mt32KFtT1YedZ12(YFaYSaF)試選KFt=1.3計算彎曲疲勞強度用重合度系數(shù)a1=arccosz1cosz1+2ha*=arccos19×cos20°19+2×1=31.7
14、67°a2=arccosz2cosz2+2ha*=arccos73×cos20°73+2×1=23.846° =z1tana1-tan'+z2tana2-tan'2=19×tan31.767°-tan20°+73×tan23.846°-tan20°/2=1.5973則 Y=0.25+0.75=0.25+0.751.5973=0.7195計算YFaYSaF由圖10-17,查得YFa1=2.86,YFa2=2.25由圖10-18,查得YSa1=1.54,YSa2=1.76應(yīng)
15、力齒輪循環(huán)次數(shù) N1=60njLh=60×307.285×1×3×8×10×300=1.33×108 N2=N1u=1.33×1087319=3.46×108由圖10-22,查得KFN1=0.90,KFN2=0.95由圖10-24a,查得Flim1=360Mpa,F(xiàn)lim2=330Mpa 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,則 F1=KFN1Flim1S=0.9×3601.4=231.429 Mpa F2=KFN2Flim2S=0.95×3301.4=223.929 Mpa YFa1YSa1
16、F1=2.86×1.54231.429=0.01903 YFa2YSa2F2=2.25×1.76223.929=0.01768 因為小齒輪的YFaYSaF大于大齒輪,所以取YFaYSaF = YFa1YSa1F1=0.01903查表10-7得,d=0.6,已知T1=T=110.66Nm=110660Nm 則mt32KFtT1YedZ12(YFaYSaF) =32×1.3×110660×0.71950.6×192×0.01903=2.63(2)調(diào)整模數(shù)A、數(shù)據(jù)準備圓周速度v: d1=mtz1=2.63×19=49.9
17、67mm V=dn60×1000=3.14×49.967×307.28560×1000=0.804ms齒寬b=dd1=0.6×49.967=29.98mm,按40mm取寬高比bh h=(2ha*+c)m=2×1+0.25×2.63=5.9175 bh=405.9175=6.76B.計算實際載荷系數(shù)KF 根據(jù)v=0.804ms,7級精度,查表10-8,得Kv=1.05 Ft1=2T1d1=2×11066049.967=4429.323N查表10-2,取KA=1則 KAKFt1b=1×4429.32340=1
18、10.73>100Nmm,查表10-3,得KF=1.4由表10-4,用插值法得KH=1.194,結(jié)合bh=6.76,查圖10-13,得KF=1.15, 則 KF=KAKVKK=1×1.05×1×1.15=1.2075C、按實際載荷系數(shù)得 m=mt3KFKFt=2.63×31.20751.3=2.56(3) 圓整模數(shù),取 m=4(4)幾何尺寸計算分度圓直徑 d1=mz1=4×19=76mm d2=mz2=4×73=292mm a=d1+d22=76+2922=184mm b=dd1=0.6×76=45.6, 為保證齒寬,
19、取b1=55mm,b2=50mm 表4 設(shè)計結(jié)果匯總 開式齒輪小齒輪1大齒輪2材料材料QT600-2QT600-2硬度300HBS260HBS精度等級 7級中心距(mm)184模數(shù)(mm)4齒 數(shù)1973分度圓直徑(mm)76292齒頂圓直徑(mm)84300齒根圓直徑(mm)66282齒寬(mm)5550六、閉式齒輪傳動的設(shè)計計算(一)斜齒輪傳動的設(shè)計1、選定齒輪的類型,精度等級,材料及齒數(shù)(1)按傳動方案,選用斜齒圓柱齒輪傳動,壓力角20°。(2)運輸機為一般工作機器,速度不高,故大齒輪選用7級精度,小齒輪6級精度。(3)材料選擇。由機械設(shè)計教材第九版以后內(nèi)容未注明均指此書表10
20、-1,選擇小齒輪材料為45(淬火),大齒輪材料為45(調(diào)質(zhì));小齒輪硬度為45HRC,大齒輪硬度為240HBS。(4)選小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù)。 (5)初取=14°2、根據(jù)齒面接觸疲勞強度設(shè)計(1)試算分度圓直徑即 d1t32KHtT1du+1u(ZHZEZZH)2試選KHt=1.3計算接觸疲勞強度用重合度系數(shù)t=arctan(tan_n)/cos=arctantan20°cos14°=20.562°at1=arccosz1costz1+2ha*cos=arccos23×cos20.562°23+2×1×cos14
21、°=30.295°at2=arccosz2costz2+2ha*cos=arccos91×cos20.562°91+2×1×cos14°=23.564°=z1tanat1-tant'+z2tanat2-tant'2=23×tan30.295°-tan20.562°+91×tan23.546°-tan20.562°/2=1.645=dz1tan=1×23×tan14°=1.826則 Z=4-31-+=4-1.64
22、531-1.826+1.8261.645=0.619由表10-7,取d=1。由圖10-20,取ZH=2.44由式10-23,得Z=cos=cos14°=0.985由表10-5,ZE=189.8轉(zhuǎn)矩T1=29313N.mm計算接觸疲勞極限H由圖10-25d,得Hlim1=1030Mpa,Hlim2=570Mpa N1=60njLh=60×1213.78×1×3×8×10×300=5.24× N2=N1u=5.24×1099123=1.324×109由圖10-23,查得KHN1=0.90,KHN2=
23、0.95取安全系數(shù)S=1,則 H1=KHN1Hlim1S=0.9×10301=927 Mpa H2=KHN2Hlim2S=0.95×5701=541.5 Mpa取 H1,H2 中小者,即 H=H2=541.5 Mpa則d1t32KHtT1du+1uZHZEZZH2=32×1.3×2931313.957+13.9572.44×189.8×0.619×0.985541.52=29.925mm(2)調(diào)整小齒輪分度圓直徑 A、數(shù)據(jù)準備圓周速度v: V=dn60×1000=3.14×29.925×1213
24、.7860×1000=1.9009ms齒寬b=dd1t=1×29.925=29.925mm B.計算實際載荷系數(shù)KH 根據(jù)v=0.804ms,7級精度,查表10-8,得Kv=1.04 Ft1=2T1d1=2×2931329.925=1959.1N查表10-2,取KA=1則 KAFt1b=1×1959.129.925=65.47>100Nmm,查表10-3,得KH=1.4由表10-4,用插值法得KH=1.502, 則 KH=KAKVKHKH=1×1.04×1.4×1.502=2.187C、按實際載荷系數(shù)得 d1=d1t3
25、KHKHt=29.925×32.1871.3=35.591mm mn=d1cosz1=35.591×cos14°23=1.5013、根據(jù)齒根彎曲疲勞強度設(shè)計(1)試算模數(shù)即 mt32KFtT1YedZ12(YFaYSaF)試選KFt=1.3計算彎曲疲勞強度用重合度系數(shù) b= arctan(tancost)=arctan(tan14°cos20.562°=13.140° v=cos2b=1.645cos213.14°=1.735則 Y=0.25+0.75v=0.25+0.751.735=0.682Y=1-120°=1
26、-1.826×14°120°=0.787計算YFaYSaF ZV1=z1cos3=23cos314°=25.18, ZV2=z2cos3=91cos314°=99.616由圖10-17,查得YFa1=2.65,YFa2=2.21由圖10-18,查得YSa1=1.558,YSa2=1.816由圖10-24,查得Flim1=770Mpa,F(xiàn)lim2=380Mpa 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,則 F1=KFN1Flim1S=0.85×7701.4=467.5 Mpa 則 YFa1YSa1F1=2.65×1.558467.5=0.
27、00883YFa2YSa2F2=2.21×1.816238.86=0.0168 因為大齒輪的YFaYSaF大于小齒輪,所以取YFaYSaF = YFa2YSa2F2=0.0168B、試算mt32KFtT1YYCOS2dZ12(YFaYSaF) =32×1.3×29313×0.682×0.787×cos214°1×232×0.0168=1.069(2)調(diào)整齒輪模數(shù)A、數(shù)據(jù)準備圓周速度v: d1=mntz1/cos=1.069×23/cos14°=25.34mm V=dn60×1
28、000=3.14×25.34×1213.7860×1000=1.61ms齒寬b=dd1=1×25.34=25.34mm。 寬高比bh h=(2ha*+cn*)mnt=2×1+0.25×1.069=2.405 bh=25.342.405=10.536B.計算實際載荷系數(shù)KF 根據(jù)v=1.61ms,7級精度,查表10-8,得Kv=1.06 Ft1=2T1d1=2×2931325.34=2313.58N查表10-2,取KA=1則 KAFt1b=1×2313.58325.34=91.30<100Nmm,查表10-3,
29、得KF=1.4由表10-4,用插值法得KH=1.414,結(jié)合bh=10.536,查圖10-13,得KF=1.325, 則 KF=KAKVKK=1×1.06×1.4×1.325=1.9663C、按實際載荷系數(shù)得 m=mt3KFKFt=1.069×31.96631.3=1.227(3)為滿足強度要求,按齒面接觸疲勞強度所得的模數(shù)mn=1.501,取mn=2.5mm。 (4)幾何尺寸計算中心距a=(Z1+Z2)Mn2cos=(23+91)×2.52×cos14°=146.86,考慮模數(shù)增大了,將中心距圓整為145mm修正螺旋角 =
30、arccos(Z1+Z2)Mn2a=arccos23+91×2.52×145=10.6549°計算分度圓直徑 d1=z1mncos=23×2.5cos14°=58.5088mm, d1=z2mncos=91×2.5cos14°=231.4912mm齒寬 b=dd1=1×58.5088=58.5088mm 取b2=60mm, b1=55mm。由于計算所得螺旋角與初設(shè)值相差較大,故需校核。(5)、根據(jù)齒面接觸疲勞強度校核 H=2KHT1dd13u+1uZHZEZZ <H在原有設(shè)計計算數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進行校核:計算接觸疲
31、勞強度用重合度系數(shù) t=arctan(tan_n)/cos=arctantan20°cos10.6549°=20.322°at1=arccosz1costz1+2ha*cos=arccos23×cos20.322°23+2×1×cos10.6549°=30.2396°at2=arccosz2costz2+2ha*cos=arccos91×cos20.322°91+2×1×co10.6549°=23.375°=z1tanat1-tant'+
32、z2tanat2-tant'2=23×tan30.2396°-tan20.322°+91×tan23.375°-tan20.322°/2=1.6752=dz1tan=1×23×tan10.6549°=1.3871則 Z=4-31-+=4-1.675231-1.3781+1.37811.6752=0.7278其他不變數(shù)據(jù):KH=2.187,T1=29313,d=1,d1=58.5088,u=3.957由圖10-20,取ZH=2.47由式10-23,得Z=cos=cos10.6549°=0.
33、9913由表10-5,ZE=189.8H=2KHT1dd13u+1uZHZEZZ=2×2.187×293131×58.508833.957+13.957×2.47×189.8×0.7278×0.9913=302.88Mpa<H=541.5Mpa,故滿足接觸疲勞強度要求。(6)、根據(jù)齒根彎曲疲勞強度校核 F=2×KFT1YFaYSaYYCOS2dmn3z12<F計算彎曲疲勞強度用重合度系數(shù) b= arctan(tancost)=arctan(tan10.6549°cos20.322°=
34、10.0055° v=cos2b=1.6752cos210.0055°=1.727則 Y=0.25+0.75v=0.25+0.751.727=0.6843Y=1-120°=1-1.3781×10.6549°120°=0.8776 ZV1=z1cos3=23cos310.6549°=34.232, ZV2=z2cos3=91cos310.6549°=95.874由圖10-17,查得YFa1=2.68,YFa2=2.19由圖10-18,查得YSa1=1.58,YSa2=1.79由圖10-24,查得Flim1=770Mp
35、a,F(xiàn)lim2=380Mpa 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,則 F1=KFN1Flim1S=0.85×7701.4=467.5 Mpa F2=KFN2Flim2S=0.88×3801.4=238.86 Mpa 不改變數(shù)據(jù): KF=KAKVKK=1×1.06×1.4×1.325=1.9663 T1=29313M.m開始校核F1=2×KFT1YFaYSaYYCOS2dmn3z12=2×1.9663×29313×2.68×1.58×0.683×0.8776×cos210.
36、6549°1×2.53×232=34.253Mpa<F1=467.5MpaF2=2×KFT1YFaYSaYYCOS2dmn3z12=2×1.9663×29313×1.79×2.19×0.683×0.8776×cos210.6549°1×2.53×232=31.711Mpa<F=238.86Mpa 經(jīng)校核,彎曲疲勞強度滿足要求。(二)錐齒輪傳動設(shè)計1、選定齒輪的類型,精度等級,材料及齒數(shù)(1)按傳動方案,選用直齒圓錐齒輪傳動,壓力角20°
37、;。(2)運輸機為一般工作機器,速度不高,故大齒輪選用7級精度,小齒輪6級精度。(3)材料選擇。由機械設(shè)計教材第九版以后內(nèi)容未注明均指此書表10-1,選擇小齒輪材料為45(淬火),大齒輪材料為45(調(diào)質(zhì));小齒輪硬度為45HRC,大齒輪硬度為240HBS。(4)選小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù)。 2、根據(jù)齒面接觸疲勞強度設(shè)計(1)試算分度圓直徑即 d1t34KHtT1d(1-0.5R)2u(ZHZEH)2確定參數(shù)試選KHt=1.3,取R=0.3由圖10-20,取ZH=2.5由表10-5,ZE=189.8Mpa12轉(zhuǎn)矩T1=13085N.mm計算接觸疲勞極限H由圖10-25d,得Hlim1=1030Mp
38、a,Hlim2=570Mpa N1=60njLh=60×2890×1×3×8×10×300=1.248×1010 N2=N1u=1.248×10105021=5.24×109由圖10-23,查得KHN1=0.88,KHN2=0.93取安全系數(shù)S=1,則 H1=KHN1Hlim1S=0.88×10301=906.4 Mpa H2=KHN2Hlim2S=0.93×5701=530.1 Mpa取 H1,H2 中小者,即 H=H2=530.1 Mpa則d1t34KHtT1d(1-0.5R)2u
39、(ZHZEH)2=34×1.3×130850.3×(1-0.5×0.3)2×(5021)22.5×189.85530.12=47.272mm(2)調(diào)整小齒輪分度圓直徑 A、數(shù)據(jù)準備圓周速度v: dm1=d1t1-0.5R=47.272×1-0.5×0.3=40.1812mm V=dn60×1000=3.14×40.1812×289060×1000=6.077ms齒寬b=Rd1tu2+12=0.3×47.272×50212+12=18.31mm d=bdm1
40、=18.3140.1812=0.4556 B.計算實際載荷系數(shù)KH 根據(jù)v=6.077ms,7級精度,查圖10-8,得Kv=1.15 查表10-2,取KA=1查表10-3,得KH=1.0由表10-4,用插值法得KH=1.2046, 則 KH=KAKVKHKH=1×1.15×1.0×1.2046=1.3853C、按實際載荷系數(shù)得 d1=d1t3KHKHt=47.272×31.38531.3=48.284mm mn=d1z1=48.28421=2.299mm3、根據(jù)齒根彎曲疲勞強度設(shè)計(1)試算模數(shù)即 mt3KFtT1Ru2+1(1-0.5R)2Z12(YF
41、aYSaF)試選KFt=1.3計算YFaYSaF1=arctan1u=arctan12.381=22.782°,2=90°-22.782°=67.218° ZV1=z1cos1=23cos22.782°=22.777, ZV1=z2cos2=50cos67.218°=129.124由圖10-17,查得YFa1=2.71,YFa2=2.175由圖10-18,查得YSa1=1.57,YSa2=1.83由圖10-24,查得Flim1=770Mpa,F(xiàn)lim2=380Mpa 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.7,則 F1=KFN1Flim1S=0.8
42、5×7701.7=385 Mpa F2=KFN2Flim2S=0.88×3801.7=196.706 Mpa則 YFa1YSa1F1=2.71×1.57385=0.01105 YFa2YSa2F2=2.175×1.83196.706=0.0202 因為大齒輪的YFaYSaF大于小齒輪,所以取YFaYSaF = YFa2YSa2F2=0.0202B、試算模數(shù)mt 3KFtT1Ru2+1(1-0.5R)2Z12(YFaYSaF)= 31.3×130850.3×2.3812+1×(1-0.5×0.3)2×211
43、2×0.0202=1.117(2)調(diào)整齒輪模數(shù)A、數(shù)據(jù)準備圓周速度v: d1=mntz1=1.117×21=23.457mm dm1=d1t1-0.5R=23.457×1-0.5×0.3=19.938mm V=dn60×1000=3.14×19.938×289060×1000=3.015ms齒寬b=Rd1tu2+12=0.3×23.457×50212+12=9.087mmB.計算實際載荷系數(shù)KF 根據(jù)v=3.015ms,7級精度,查表10-8,得Kv=1.12 查表10-2,取KA=1查表10-
44、3,得KF=1由表10-4,用插值法得KH=1.2033,查圖10-13,得KF=1.165, 則 KF=KAKVKK=1×1.12×1×1.165=1.3048C、按實際載荷系數(shù)得 m=mt3KFKFt=1.117×31.30481.3=1.1184(3)為滿足強度要求,按齒面接觸疲勞強度所得的模數(shù)mn=2.299mm,取mn=3mm。 (4)幾何尺寸計算分度圓直徑 d1=mz1=3×21=63mm d2=mz2=3×50=150mm 分錐角 1=arctan1u=arctan12.381=22.782°,2=90
45、6;-22.782°=67.218°齒寬b=Rd1tu2+12=0.3×63×50212+12=24.404mm為保證齒寬,取b1=b2=25mm。(三)參數(shù)匯總齒輪數(shù)據(jù)列表如下:表5 數(shù)據(jù)匯總高 速 級低 速 級小齒輪1大齒輪2小齒輪3大齒輪4材料材料45454545硬度240HBS45HRC240HBS45HRC精度等級6級 7級6級7級中心距(mm)145法面模數(shù)(mm)32.5分錐角(螺旋角)22.782°67.218°10.6549°齒 數(shù)21502391分度圓直徑(mm)6315058.5088231.4912齒
46、頂圓直徑(mm)68.5319152.32363.5088236.4912齒根圓直徑(mm)56.3617147.21252.2588225.2412齒寬(mm)256560七、轉(zhuǎn)差率的校核由表2中數(shù)據(jù)得最終螺旋輸送機主軸上的轉(zhuǎn)速為n=79.98rmin,輸送機主軸所需轉(zhuǎn)矩為n1=80rmin,故轉(zhuǎn)差率為 80-79.9880=0.025%<<±5%,故轉(zhuǎn)差率滿足要求。八、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度校核(一)低速軸的設(shè)計初步確定軸的最小直徑:(1)軸的材料選擇:選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。(2)由表15-3,取AO=112,軸的最小直徑于是得dmin=A03Pn =112
47、215;33.615307.285=25.473mm。故取軸的最小直徑為28mm。 (3)根據(jù)裝配方案,實體建模,初步的軸的結(jié)構(gòu)尺寸如下圖5 低速軸結(jié)構(gòu)(二)低速軸的校核1、數(shù)據(jù)準備:由表2的必要數(shù)據(jù),T=29313N.mm,n=1213.78rmin,T=110660N.mm,n=307.285rmin。2、求作用在齒輪上的力:(1)已知低速級小齒輪分度圓直徑d=58.5088mm,螺旋角=10.6549°,則Ft=2×Td=2×2931358.5088=1002N(2) 已知開式齒輪小齒輪分度圓直徑d=76mm, Ft=2×Td=2×110
48、66076=2912.1053N Fr=Fttan=2912.1053×tan20°=1059.92N3、低速軸受力示意圖圖6 低速軸受力示意圖4、受力計算豎直面內(nèi):由371.1×56.3+188.52×115.7456+1059.92×221.7-148.85Fbv=0,得Fbv=1865.62N由148.85Fav+188.52×115.7456-371.1×92.55+1059.92×72.85=0,得Fav=-434.6N 水平面內(nèi):由56.3×1002-2912.1053×221.7-
49、148.85Fbh=0得Fbh=-3958.35N由148.85Fah-1002×92.55-2912.1053×72.85=0 得Fah=2048.249N由所求得的支反力即可求得低速軸所受彎矩,彎矩圖如上圖所示。5、按彎扭合成校核 由合成的彎矩圖可知,Mmax=225762.1N.mm。已知T=110660N.mm,W=0.1×d3=0.1×453=9112.5,WT=0.2×d3=0.2×453=18225則ca=Mmax2+(0.6×T)2W=225762.12+(0.6×110660)29112.5=25
50、.824<-1=60Mpa6、精確校核圖7 低速軸截面軸結(jié)構(gòu)如圖所示,、兩處只受扭矩,而軸徑以經(jīng)過放大,故無需校核。C處雖然彎矩很大,但是不是應(yīng)力集中最大處,故也不用校核。處比處受力更嚴重,若處安全,則處不用校核。因此只需校核,處。(1)處左側(cè):W=0.1d3=0.1×523=14060.8,WT=0.2×d3=28121.6,T=110660N.mm由彎矩圖得M=227062.79N.mm查表15-1,得B=640Mpa, -1=275Mpa,-1=155Mpab=MW=227062.7914060.8=16.15Mpa,T=TWT=11066028121.6=3.
51、94Mpar/d=2/52=0.0385,D/d=58/52=1.115查附表3-1,得q=0.81,q=0.84查附表3-2,得=1.86,=1.41則k=1+q-1=1+0.81×1.86-1=1.6966 K=1+q-1=1+0.84×1.41-1=1.344由附圖3-2及3-3,得=0.72,=0.84,由附圖3-4,得=0.81軸表面未強化處理,取q=1,則 K=k+1-1=1.69660.72+10.81-1=2.59K=k+1-1=1.3440.84+10.81-1=1.83由=0.10.2,取=0.1由=0.050.1,取=0.05于是,計算安全系數(shù)值,有S
52、=-1Ka+m=2752.59×16.15+0.1×0=6.57S=-1Ka+m=1551.83×3.942+0.05×3.942=41.85Sca=SSS2+S2=6.57×41.856.572+41.852=6.532>1.5故處左側(cè)疲勞強度滿足要求(2)處右側(cè)W=0.1d3=0.1×583=19511.2,WT=0.2d3=39022.4,T=110660N.mm由彎矩圖得M=227062.79N.mmb=MW=227062.7919511.2=1.1636Mpa,T=TWT=11066039022.4=2.84Mpar/
53、d=2/58=0.034,D/d=58/52=1.115查附表3-1,得q=0.81,q=0.84查附表3-2,得=1.73,=1.21則k=1+q-1=1+0.81×1.73-1=1.5913 K=1+q-1=1+0.84×1.21-1=1.176由附圖3-2及3-3,得=0.70,=0.83,由附圖3-4,得=0.81軸表面未強化處理,取q=1,則 K=k+1-1=1.59130.70+10.81-1=2.51K=k+1-1=1.1760.83+10.81-1=1.65由=0.10.2,取=0.1由=0.050.1,取=0.05于是,計算安全系數(shù)值,有S=-1Ka+m=
54、2752.51×1.1636+0.1×0=94.16S=-1Ka+m=1551.65×2.842+0.05×2.842=64.21Sca=SSS2+S2=94.16×64.2194.162+64.212=53.0481.5故處右側(cè)疲勞強度滿足要求(3)處左側(cè)W=0.1d3=0.1×453=9112.5,WT=0.2d3=18225,T=110660N.mm由彎矩圖得M=3020039.7N.mmb=MW=3020039.79112.5=33.2Mpa,T=TWT=11066018225=6.07Mpa由附表3-8插值得,k=0.8k,取k=1.97,則k=0.8×1.97=1.576由附圖3-4,得=0.81則 K=k+1-1=1.97+10.81-1=2.201 K=k+1-1=1.576+10.81-1=1.811由=0.10.2,取=0.1由=0.050.1,取=0.05于是,計算安全系數(shù)值,有S=-1Ka+m=2752.201×33.2+0.1×0=3.763S=-1Ka+m=1551.811×6.072+0.05×6.072=27.44Sc
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 新能源研發(fā)項目資金使用審計保障合同
- 生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)基地女性員工生育保險與職業(yè)發(fā)展支持合同
- 境外房產(chǎn)投資收益匯回合規(guī)審核協(xié)議
- 電視劇劇本改編及影視制作授權(quán)服務(wù)合同
- 跨國物流保險理賠服務(wù)協(xié)議
- 商業(yè)空間精裝修及軟裝一體化項目管理合同
- 股票期權(quán)行權(quán)分割與員工持股計劃合作協(xié)議
- 國際展會樣品冷藏柜租賃及維護保養(yǎng)服務(wù)協(xié)議
- 2025年應(yīng)用軟件設(shè)計服務(wù)項目建議書
- 2025年小型路面保潔設(shè)備合作協(xié)議書
- 新興原料市場分析-洞察闡釋
- 社工崗前培訓(xùn)課件
- 航運業(yè)人力資源開發(fā)與管理考核試卷
- 《企業(yè)的股權(quán)規(guī)范化落地實務(wù)》-20250506
- 福建省三明市2025年普通高中高三畢業(yè)班五月質(zhì)量檢測物理試卷及答案(三明四檢)
- 山東省青島市、淄博市2025年高三年級第二次適應(yīng)性檢測英語試題及答案(青島、淄博二模)
- 廣東省佛山市高三二模語文試題(原卷版)
- 2024年新疆額敏縣事業(yè)單位公開招聘村務(wù)工作者筆試題帶答案
- 7.1 觀察物體(課件)-2024-2025學(xué)年蘇教版數(shù)學(xué)一年級下冊
- 早產(chǎn)兒試題及答案多選
- 2025年公共安全管理考試題及答案
評論
0/150
提交評論