北航優(yōu)秀機械設(shè)計說明書_加熱爐裝料機

1、機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書設(shè)計題目：加熱爐裝料機設(shè)計院系：能源與動力工程學(xué)院設(shè)計者:指導(dǎo)教師：2014 年 6 月 3 日、八 、-刖言加熱爐裝料機可用于向加熱爐送料。 由電動機驅(qū)動，于室工作。通過傳動裝置使裝料機推桿往復(fù)運動，將物料送入加熱爐。設(shè)計一臺由減速器與傳動機構(gòu)組成裝料機， 配以適當(dāng)?shù)碾妱訖C等零部件，實現(xiàn)自動送料過程。盡量實現(xiàn)占地面積小，工作平穩(wěn)及急回特性明顯等工作特征。目錄目錄一、設(shè)計任務(wù)書 1.1、設(shè)計題目 1.2、設(shè)計要求 1.3、技術(shù)數(shù)據(jù) 2.4、設(shè)計任務(wù) 2.二、總體方案設(shè)計 2.1、傳動方案的擬定 2.（1）原動機 2.（2）傳動機構(gòu) 2.（3）執(zhí)行機構(gòu) 3.2、執(zhí)行機構(gòu)

2、設(shè)計 4.（1）設(shè)計計算過程 4.（3）推板設(shè)計 8.3、電動機的選擇 9.（1）電動機類型選擇 9.（2）選擇電動機功率 9.4、傳動系統(tǒng)運動和動力參數(shù) 1.0三、傳動零件設(shè)計 1.1.1、蝸輪蝸桿的設(shè)計 1.1.最終結(jié)果 : 1.7.2、直齒圓柱齒輪的設(shè)計 1.7最終結(jié)果： 2.4.3、軸的設(shè)計和校核計算 2.5（1）蝸桿軸 2.5.（2）蝸輪軸 2.9.（3）大齒輪軸 3.4.4、軸承的設(shè)計和校核計算 3.7（1）蝸桿軸軸承 3.7（2）小齒輪軸 4.0.（3）大齒輪軸 4.2.5、鍵連接設(shè)計計算 4.4.（1）蝸桿上聯(lián)軸器軸鍵 4.5（2）蝸桿軸鍵 4.5.（3）大齒輪軸鍵 4.66、

3、聯(lián)軸器的選擇 4.7.（1）輸入軸 4.7.（2）輸出軸 4.7.四、減速器箱體及附件的設(shè)計 4.71、箱體設(shè)計 4.7.2、潤滑與密封 4.8.1、齒輪、蝸桿及蝸輪的潤滑 4.82、滾動軸承的潤滑 4.83、油標(biāo)及排油裝置 4.94、密封形式的選擇 4.95、技術(shù)要求 4.9.五、參考資料 5.0.一、設(shè)計任務(wù)書1、設(shè)計題目加熱爐裝料機2、設(shè)計要求（1）裝料機用于向加熱爐送料，由電動機驅(qū)動，室工作，通過傳動裝置使裝料 機推桿作往復(fù)移動，將物料送入加熱爐。（2）生產(chǎn)批量為5臺。（3）動力源為三相交流電380/220V,電機單向轉(zhuǎn)動，載荷較平穩(wěn)。（4）使用期限為10年，每年工作300天，大修期為

4、三年，雙班制工作。（5）生產(chǎn)廠具有加工7、8級精度齒輪、蝸輪的能力。加熱爐裝料機設(shè)計參考圖如圖1電動機2聯(lián)軸器3蝸桿副4齒輪5連桿6裝料推板3、技術(shù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)編號6推桿行程/mm250推桿所需推力/N7000推桿工作周期/s2.54、設(shè)計任務(wù)（1）完成加熱爐裝料機總體方案設(shè)計和論證，繪制總體原理方案圖。（2）完成主要傳動部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計。（3）完成裝配圖一（用A0或A1圖紙），零件圖2。（4）編寫設(shè)計說明書1份。二、總體方案設(shè)計1、傳動方案的擬定傳動方案分為原動機、傳動機構(gòu)和執(zhí)行結(jié)構(gòu)（1）原動機設(shè)計要求：動力源為三相交流電 380/220V,故原動機選用電動機。（2）傳動機構(gòu)由于輸入軸與輸出軸有相

5、交，因此傳動機構(gòu)應(yīng)選擇錐齒輪或蝸輪蝸桿機構(gòu)。方案一：二級圓錐一一圓柱齒輪減速器。方案二：齒輪蝸桿減速器。方案三：蝸桿齒輪減速器電動機輸出轉(zhuǎn)速較高，并且輸出不穩(wěn)定?？倐鲃颖容^大，軸所受到的彎扭矩 較大，所以初步?jīng)Q定采用方案三：二級蝸桿一一圓柱斜齒輪減速器，以實現(xiàn)在滿 足傳動比要求的同時擁有較高的效率， 和比較緊湊的結(jié)構(gòu)，同時封閉的結(jié)構(gòu)有利 于在粉塵較大的環(huán)境下工作。根據(jù)設(shè)計，電動機通過聯(lián)軸器，將功率傳到蝸輪蝸桿機構(gòu)中，再通過與蝸輪 同軸的一個小齒輪，再與一個直齒圓柱齒輪相連，達(dá)到減速目的，最后通過輸出 軸與執(zhí)行機構(gòu)相連接。（3）執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)由電動機驅(qū)動，原動件輸出等速圓周運動。傳動機構(gòu)應(yīng)有運

6、動轉(zhuǎn)換 功能，將原動件的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橥茥U的直線往復(fù)運動， 因此應(yīng)有急回運動特性。 同時要保證機構(gòu)具有良好的傳力特性，即壓力角較小。方案一：用擺動導(dǎo)桿機構(gòu)實現(xiàn)運動形式的轉(zhuǎn)換功能。方案二：用偏置曲柄滑塊機構(gòu)實現(xiàn)運動形式的轉(zhuǎn)換功能。方案三：用曲柄搖桿機構(gòu)和搖桿滑塊機構(gòu)串聯(lián)組合，實現(xiàn)運動形式的轉(zhuǎn)換功 能。方案評價:方案一：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，尺寸適中，最小傳動角適中，傳力性能良好，且 慢速行程為工作行程，快速行程為返回行程，機會性能好，工作效 率高，壽命長。方案二：結(jié)構(gòu)簡單，但是不夠緊湊，且最小傳動角偏小，傳力性能差。方案三：結(jié)構(gòu)簡單，可實現(xiàn)復(fù)雜軌跡，但極位夾角小。由于裝料機軌跡簡單，不需要較高精度，且

7、單行程工作，考慮到工作效率問 題，需要良好的急回特性。綜上所述，方案一作為裝料機執(zhí)行機構(gòu)的實施方案較 為合適。2、執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計(1)設(shè)計計算過程1)選定行程變化系數(shù)K=2，則極位夾角，取工作圍為2)取機架oo. = 120mm丄口 * 步 /曰，由幾何關(guān)系得：oa = oo, '= 60mm3)可得：''_ '_ ' 1O01b04)取滑軌位置距5距離"紗+訃W ),此時滑軌與搖桿軌跡相對位置為：滑軌與搖桿頂端處于工作極限時距離相等，此時最大壓力角最小。取- 討mm小-245.74mm圓整為 皿5)最大壓力角取主由4)可知搖桿.位于最高點時壓力

8、角最大此時o.bLhe = 40.22Sniinsi" %血此時最大壓力角竝=歲竺(2)機構(gòu)簡圖及機構(gòu)特性曲柄 oa = 60H1TM連桿:導(dǎo)軌與距離 ：二也的工作段行程250mm1）取行程速度變化系數(shù)K=2則極位夾角 = 1800x1 = 60-2）機構(gòu)特性急回特性：行程速度變化系數(shù)K=2傳力特性：最大壓力角速度特性:t 7嚴(yán)ocp w * cosy由經(jīng)matlab數(shù)值模擬，推板速度曲線為:由此可見推板在工作段速度平穩(wěn)且回程速度快。1I受力特性:取與"5偏角為±1產(chǎn)為有效工作行程，顯然此 時有效工作行程大于推桿行程的35%0受力分析：當(dāng)時，壓力角L D.bcQS

9、 IS*a = arcs in：= 12.24*5beFR.=7162,82f cosa尸7171.14JVcos(/?- a)oasiny sinpa F2 = W719.38/Vcosy=1252738N又經(jīng)簡易計算分析，推板受力與轉(zhuǎn)角的關(guān)系為如圖所示: 故取M = 751.68/V-rn時，冷在±15罕均大于等于7000N，即為有效行程。（3）推板設(shè)計3、電動機的選擇(1) 電動機類型選擇按工作條件和要求，選用丫系列三相異步電動機，電壓380v(2) 選擇電動機功率1) 機械效率效率數(shù)量彈性聯(lián)軸器勿0.991蝸輪蝸桿0.801油潤滑8級精度圓柱齒輪陛0.971滾動軸承0.993

10、總效率呼；伐“釦筑廠匕如2) 功率Pw = M w= 1889.2 IVP = - = 2. 54kMdn電動機額定功率略大于Pd即可，因此選定電動機額定功率為 3kW<3) 確定轉(zhuǎn)速圓柱齒輪 = 25- i = 20*200:. nf = (4804900)r/mi!i可取;：-：'：；：或'"少 一 1 U'm重量/kg價格額定電流/AY132S-6664204447.2Y100L2-4357057406.8綜合質(zhì)量和價格等因素，取N = 1500r/mbl即取Y100L2-4電動機4、傳動系統(tǒng)運動和動力參數(shù)(1) 總傳動比：i=59.17(2) 分

11、配傳動比(3)運動和動力參數(shù)計算0軸(電動機軸)P。= pd = 2.54= 14 20= 9550 二=m V 2.0AM 用1軸(蝸桿軸)P1 = Poil1 = 2,51* = 1420r/wnri = 9550 = 16-71/v2軸（蝸輪、小齒輪軸）niP2Pz = P1nzil4=L99kWfl2 = 7ra = 9SS°= 2677JV-»J3軸（蝸輪、小齒輪軸）®hpP廠巧 y = 1刖測® = l廣如/加憶=955丐=760.42/Vm= P3 n + = lB9kWn4 = ng = 24r/minr4 = 9550 = 752A2N

12、 - m軸名功率P/kW轉(zhuǎn)矩T/N5傳動比i效率輸入輸岀輸入輸岀02.542.5117.0812.511.9916.9116.7410.9921.991.91267.7212.01200.79231.911.89760.42752.422.960.96三、傳動零件設(shè)計1、蝸輪蝸桿的設(shè)計計算項目計算容計算結(jié)果1 選擇傳動精考慮傳動功率不大，轉(zhuǎn)速也不是很咼，批量小。度等 級，材 料確定精 度精度等級為7級，選用ZA型蝸桿傳動，雙頭右旋蝸 桿。蝸桿用45號鋼淬火，表面硬度 4550HRC蝸輪輪 緣材料用ZCuSn10P1砂模鑄造。2 .確定傳動比Z12蝸桿，渦i.20輪齒數(shù)1Z240參考2表3-4，

13、取z12,z2 iz 140蝸輪轉(zhuǎn)速為：n 271r / min3.確定渦蝸桿材料為錫青銅，則HP'hP ZVSZN ,HP118.N/ mm輪許用接觸應(yīng)由2表 3-10 P '200N / mm力參考2圖3-8初估滑動速度Vs5m/ s,浸油潤滑?；瑒铀俣扔绊懴禂?shù) ZVS0.91單項運轉(zhuǎn)取1,渦輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)Nl60n2t h6017110163652.49108由2圖3-11查得:Zn0.65HP'HP ZVSZN118.3N/mm4.接觸強2 .m d1()KT 2度設(shè)計由2式 3-10hpZ2載荷系數(shù)K1.3蝸輪轉(zhuǎn)矩：T2267.7N mm8由2表3-8估取蝸桿

14、傳動效率d180mm0.8 ; T 2 尹 1267.7 N m21500023則()2 1.3 267.7 3496.91mm1118.340選用 Hd5376mmb1128mm查2表3-3傳動基本尺寸：則蝸桿的寬度m8mmd 180mmq10.000b 12.5m Jz21128mm5.主要渦輪分度圓直徑：d2mz320mmd2320mm幾何尺寸計算tanz1 / q 0.2 mm113'蝸桿導(dǎo)程角11.3b262mm查2表3-5a200mm渦輪尺寬b22n(0.5Jq1)61.066 mm傳動中心距a0.5(d1d2)200 mm經(jīng)圓整，取b262mm6.計算渦輪圓周速度：渦輪的

15、v2d2n2 /(601000)1.19m/s，圓周速齒面相對滑動速度度和傳vsv1 / cos切 / (60 1000)cos11.36.07m/ sV21.19m / s動效率查2表3-7出當(dāng)量摩擦角V111 '1.34Vs6.01 m/ s0.87tan10.9025tan(v)攪油效率20.961 20.902近似50.960.990.87與估取值7.校核'940CT2HZ_KaKvKHP接觸強v did2度T2T1i2 4268.04 N mh87.24查2表3-12得彈性系數(shù)ZE 155,N / mm查2表3-13使用系數(shù)KA 1HHP合格v21.19 m /s3m

16、 / s取動載荷系數(shù)KV1.03載荷分布系數(shù)K1,'9400268.04187.24N / mmH 155 丿21 1.03HV 803208.輪齒666丁2心心kF.丫 FS丫FP彎曲強d1d2m度校核確定許用彎曲應(yīng)力F'fP Y N查2表 3-10 出'FP251N / mmFP 27 .642查2圖3-11出彎曲強度壽命系數(shù)N / m m2Yn 0.542 故FP 51 0.542 27.642N / mm2確定渦輪的復(fù)合齒形系數(shù)冷SYFa丫Sa沖於立=*浙 ZZ / cos3d42.425.25渦輪當(dāng)量齒數(shù)2厶2 1 5JbF渦輪無變位查2圖2-20和圖2-21

17、 得N /mmYFa2.39Ysa1.68H合格FPYfs2.391.684.02導(dǎo)程角的系數(shù)丫1/120 “0.91其他參數(shù)同接觸強度設(shè)計666268.0411.0314.020.91F803205.25 N / mm89.蝸軸剛桿度pF； F；（ 3 y1L yp48EI驗算蝸桿所受圓周力廠2000T1200016.91389N389NFt1_|d180F1蝸桿所受徑向力2000T2L2小2000268.04tan20 “Fr1,tan xd2609.7 N320Fr1609.7N蝸桿兩支撐間距離 L取L0.9d 20.9320288mm蝸桿危險及面慣性矩d：60.8 45If16 361

18、05mm6464許用最大變形yp0.001 d10.08 mmI6.361054 mm蝸桿軸變形yp0.08 mmyJ389 2609.7 2288 3y 1482.110 56.3610 50.0027 mmy p合格y10.0027 mmy1yp合格10.傳蝸桿動熱P1 (1)t1-t2 95 CKA平衡計算蝸桿傳動效率0.87導(dǎo)熱率取為K 15W/(m2C)(中等通風(fēng)環(huán)境)K工作環(huán)境溫度 1220 C傳動裝置散熱的計算面積為A0.33( -)1.731.0947m 21002510(10.87)“Ct 12038.3 11151.0947J38.31C95C合格7"/ mlnt

19、j = 0+858,!1 =最終結(jié)果:蝸桿渦輪蝸桿渦輪m=8mm7級精度巧=2Zj = 40ZA型圓柱蝸桿傳動£ 二 80 mj?:d2 = 320mm45鋼輪緣 ZCuSn0P1打=128mm% = 62 mm淬火砂模鑄造y = 113（右旋廠HRC=4550a=200mmi=202、直齒圓柱齒輪的設(shè)計計算項目計算容計算結(jié)果1 選擇材料和 精度等 級考慮到主動輪輪速不是很高，故米用選用軟尺面斜 齒輪，小齒輪用 40Cr,調(diào)質(zhì)處理，硬度 241HB 286HB,平均取260HB,右旋；大齒輪用45鋼，調(diào) 質(zhì)處理，硬度為197HB255HB,平均取226HB,左 旋。同側(cè)齒面取8級精度

20、。2、初步計算小齒輪直因為米用閉式軟齒面?zhèn)鲃?，按齒面接觸強度初步估算小齒輪分度圓直徑，由2附錄B式B-2徑d1.1 KTidiAd3 2-d HP由2附錄B表B-1u 1uK 1.4取 A756,13，動載荷系數(shù)K1.4，轉(zhuǎn)矩T2265N m,查2表2-14取 d0.6T2265Nm接觸疲勞極限H lim1710MPaH liml710MPaH lim 2580MPaHllim2580MPaHP!639MPaHP!°.9 h liml639MPaHP2522MPaHP 2°.9 Hl lim2522MPa“nru 1Y d HPuLC J 1.42652.961756310

21、9.46 mmV0.652222.96初取 d1110mm3、確定圓周速度8級精度合理基本參d1 n,11071數(shù)v1 10.407 m/ s60 100060 1000查2表2-1,精度等級取8級精度合理取 Z127 Z25iz 179.92，取80Z127確定模數(shù)，查2表2-4Z280md1 / z1110 / 274.074, m4為標(biāo)準(zhǔn)值螺旋角 二 arccos 2L10.94m 取md1 d2 b4.0744109.998mm325.92mm66mm小齒輪直徑大齒輪直徑d2 初步尺寬b校核傳動比誤差：mmZ1mZ2dd10.6109.998mm325.92mm11066mmi80 /

22、272.96傳動比誤差為0.1%2.96302.96/ 2.960.1%4、校齒核面接HZ h Z eZ ZKhFtu 1.HPdbu觸疲勞計算齒面接觸應(yīng)力強度節(jié)點區(qū)域系數(shù):查2圖 2-18非變位斜齒輪Zh2.47Zh2.47由2表 2-15Ze189 .8jMPa彈性系數(shù)：ZE189 .8 JMPa由2表2-5氏1arccosdb1arccosda1d 1 cos td12ha128.822 “d b 2d2 cos tat 2Cll LrkyUOCll uuuod a 2d 22 ha223.677”tarcta ntanarcta ntan 20t20.372cosCOS14.305、2

23、0.372端面重合度縱向重合度cos由2表2-7由2圖2-61.14867.27 N55.77N/ mm 100N / mm查2表2-8查2表2-9KfKhFt2T1 / d1121.68KA1.251 / Z 21.744 (l-£>) + = 0.77由于沒有變位，端面嚙合角't t 20.372z1 tan t1 tan 'tz2 tan t2 tan曲=0.99675螺旋角系數(shù)KaFb0.99KaKhKh1.680.770.991.251.11.741.282 2KhA B 10.6 一C 10 3 bHd,d,1.28齒面接觸應(yīng)力H 2.47189.8

24、0.770.99H 592.28N / mZ NT11.16Z NT 21.22ZW1ZW21 .14Z X 1Z X 21.0“4867.272.961J1.251.11.281.74V109.998662.96592.28N / mm計算許用接觸應(yīng)力HPH lim ZNT ZLZV ZRZWZXHPSh lim總工作時間J103651658400 h(單向運轉(zhuǎn)取1 )應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL160 nt h6017158402.49108NL2NL1 / i8.4107接觸壽命系數(shù)ZnT11.16，ZNT21.22齒面工作硬化系數(shù)HB 2130Zw 1Zw 21 .217001 .2(240130

25、 ) /17001 .14接觸強度尺寸系數(shù)ZX1ZX21.0潤滑油膜影響系數(shù)取為5、確定主要傳動尺寸Z L1Z L2Z R1ZR2ZV1ZV21取最小安全系數(shù)SH lim1.05許用接觸應(yīng)力：HP17101.161 111.141 /1.05894.19 N /2 mmHP25801.221 111.141 /1.05768.25 N /mm驗算：H 592.2N /mmmin HR，HP!768.2MPa中心距 a (d 1 d2 ) / 2217.959 mm圓整取 a 220mm空J(rèn) 訃 w2am./叫二 /c =4112148d1mz1111.028mm大齒輪直徑d2mz2328.97

26、2mm齒寬b2d166 mm,b1小齒輪直徑ZliZL2ZR1ZR2ZV1Z/21Sh lim1.05HP1HP2894.19N768.25Nmrnmrn592.2N/ mmminHP， HP768.2MPa接觸疲勞強度較為合適，齒輪尺寸無須調(diào)d1111.028 mmd2328.972 mmb266 mm70 mmb170 mmI2誡=876齒根 彎曲疲 勞強度 驗算計算尺根彎曲應(yīng)力F KaK/Kf Kf鹽YFa YSaYY金 1.25, K/1.1 ,KfFP1.74K/1.251.1由2圖 2-9、圖 2-20、圖 2-21Kf1.10.252.240.68Yf2.6Yf 2Kf1.74K

27、f1.1Yf 12.6Yf 22.24Ys 11.62Ys 21.75Ys1.62Ys1.750.680.900.90齒根彎曲應(yīng)力：KaK/KfKfbFmn "YYF1119.5 MPa119.5 MPaF2111.2 MPaF2F1YFa2丫$良 /YFa1 / YSa1a111.2 MPa計算許用彎曲應(yīng)力FPF lim YSTYNTYVrelT YRrelT YXSf lim試驗齒輪的齒根彎曲疲勞極限F limF lim 1300 MPaF lim 1300 MPaF lim 2270 MPaF lim 2270MPa另外取丫 NT10.93YYY1 VrelT 11 VrelT

28、 2X RrelT1YRrelT 21,Y1 NT 20.95Ynti0.93, Ynt20.95Yx1=Y x 21確定尺寸系數(shù)YX1= Yx21SF min1.25查最小安全系數(shù)Sf min 1.25FP1446.4 MPa30020.9311 1446.4 MPaFP2410.4 MPaFP11.2527020.9511 1410.4 MPa119.5MPaFP21.25F1彎曲疲勞強度驗算FP1F1119.5 MPaFP1F2111.2MPaFP2F2111.2 MPaFP 2合格7、靜強靜強度校核，因傳動無嚴(yán)重過載，故不作靜強度校核度校核最終結(jié)果：i=2.96° =

29、76;"力=F尬沁"="人加小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪mn = 4 rm ii 叫-4.112148 ml8級精度閉式軟齒面z3 = 27z4= 8040Cr45鋼d3 = HL028/nmd4 = 328.972mm見7Qjnrnb町6百打iJTi調(diào)制調(diào)制0 = 13°24f43'v|HB=241286HB=255a=220mm珀=2嚇取平均HB=260取平均HB=226右旋左旋張=29認(rèn)=6713、軸的設(shè)計和校核計算(1)蝸桿軸計算項目計算容計算結(jié)果1 選擇材 料，熱處 理45鋼，淬火,硬度為HRC=4550。2.按扭轉(zhuǎn) 強度估算 軸徑查表得，

30、當(dāng)軸材料為45鋼時可取C=112,dC>/p / n 13.94 mm根據(jù)與聯(lián)軸器端連接的尺寸，按聯(lián)軸器的標(biāo)準(zhǔn)系列， 取彈性套柱銷式聯(lián)軸器LT6 丫型，其直徑d=35mm 軸孔長度L 80 mm。d=35mm,L=80mm3.初定軸的結(jié)構(gòu)初疋該軸為一端游動，一端固疋4.軸的空間受力輸入軸轉(zhuǎn)矩T 9.55 10 P16910 mmnT1691N mm蝸桿受圓周力2T1216910Zlpp 7CH Mdi422.7 50 N80Ft1422.750 N徑向力2 tand2608.968 N軸向力Fr1608.968 NFai1673.125N d2Fa11673.125N5.求支反%=100

31、2 A/力，并繪出水平面 和垂直面 的彎矩圖 及合成彎 矩圖FRy=z393N1垂直面支反力_ 尸川2 + Falrl) _ (608.96B X 347 + 1673J25 X 40) 尸旳 _ _ 片 + fj131-?-347=1002/V恂=5二丄的射2）水平面支反力| = 307N%=1訕131262/V'77i?7i 1M；c=- 136731A mmMyr = 40217/ mmM/ = 1372RS/V mmM：二 142522/V mm3）彎矩計算Myr = mi7N mm4）合成彎矩6、計算并 t 16.91N mT；16.91N繪制轉(zhuǎn)矩圖7、求當(dāng)量彎矩Me,轉(zhuǎn)矩按

32、脈動循環(huán)考慮，取1b/ Ob,查表得 b 600 MPa1b 55 MPa Ob95MPa貝y55 / 950.579危險截面處當(dāng)量彎矩：MtJmc 2 ( T)2143522N mmMeMebwo.i d31bbc143522 32.8 MPabc 0.1 803查得許用應(yīng)力1b 55MPaMe143522N mmbc1b合格(2)蝸輪軸計算項目計算容計算結(jié)果1、選擇材 料、熱處 理45鋼，正火，硬度 HB=170-2172、按扭轉(zhuǎn) 強度初估 軸徑查表得，當(dāng)軸材料為45鋼時可取C=112,dcVp / n34mm怖九山35mm,取dmin35mm3、初定軸初定該軸為兩端固定，取軸承30207

33、 (一對)的結(jié)構(gòu)4、軸的空渦輪受力與蝸桿受力大小相等,方向相反間受力分幾=267.2Nmm析渦輪軸向力Fa2Fl442.750 NFa2442.750 NFr 2608.968 N徑向力Fr 2Fr1608.968 NF21673.125 N圓周力Ft2Fa 11673.125 NF34822.20N小齒輪圓周力F3巫/d34822.2CNFr31804.3NFr3F tan nFt31804.3N徑向力COSFa31149.8N軸向力F3F3 tan1149.8N5.求支反力，并繪出水平面 和垂直面 的彎矩圖 及合成彎 矩圖1垂直面支反力F(3 十 Q - F/g -加2=3035/V= 1

34、1782）水平面支反力-Fr3p2 + (3)+ Ft2l3 + Ffl3r3fl + + l3F風(fēng)+ h) -FrlFa3r3；± , ± .=337/V爲(wèi)=3035JVFBy = U7SN厶=-468% =麗加M( = 169Q60/V 期mMxD S7172/V mmAfr0- 16332/V mmM =- 2620R.V 771771Myc =- 90026/V " mmMyD = 24938/V mm= 171969W mmAf = 192330JV mmMH - rnniMp = 29B10V mm3）彎矩計算Jtf砂=F梅人=16996IW 齊 m肚

35、m FByh -2= 16332Af -= 2620BiV mm4）合成彎矩=91)669JV - mmMp-MyD = FBjtl3 = 24938/V - mmAffD =卩亦3 = 87172N - mmyr = F存 1 - Fn3r3 二r 90026/V - mmx/ + M * = 171969A/ mm叫=財兀£ + M/'二 192330/V mm=mm6計算并T2267.7N m267.7 N m繪制轉(zhuǎn)矩圖7、求當(dāng)量轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)考慮，取彎矩1b / 0b ,查表得b 600 MPaMeib 55 MPa , ob 95 MPa ,則55 /950.58危

36、險截面處當(dāng)量彎矩：MeJmj2 ( T)2247180 N mmMe247180N mmMeMe1bbWo.i d324718033 MPabc 0.1 110 3bc1b查得許用應(yīng)力1b55MPa合格(3)大齒輪軸計算項目計算容計算結(jié)果1、選擇材45鋼，正火，硬度 HB=170-217料、熱處理2、按扭轉(zhuǎn)查表得，當(dāng)軸材料為45鋼時可取C=112，d min50mm強度初估軸徑dC3/P / n48mm dmin50mmv,取3、初定軸初定該軸為兩端固定，取軸承 30212 (一對)的結(jié)構(gòu)4、軸的空大齒輪軸間受力分析圓周力 F4 F34822.20 NFt44822.20 N徑向力 Fr4Fr

37、31804.35 NFr41804.35 N軸向力Fa4匕31149.87NFa41149.87 N5.求支反力，并繪出水平面 和垂直面 的彎矩圖 及合成彎 矩圖1垂直面支反力2）水平面支反力3）彎矩計算如 257FfJv = 1250N弘=-407NAf l,l. = 123872Af' 771771Af'r =-65139/V mm=2101121M/ = 243908 ?nmAf = 2VJM7BjV mmMri. = 12SB72N mmMyi: = Oi - Fnlrj 二-65139 - mmMrc = FAylx = 21ftnZ/Vmm4）合成彎矩6、計算并 T

38、3760.42N mT3760.42N繪制轉(zhuǎn)矩圖8、求當(dāng)量轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)考慮，取彎矩Me,1b / 0b,查表得 b 600 MPa1b 55 MPa,0b 95 MPa ,則55 / 950.58危險截面處當(dāng)量彎矩：Me尿(T)2503995N mmMeMe虬503995N mmbW0.1 d 31b503995 21 MPabc 0.162 3bc1b查得許用應(yīng)力1b 55MPa合格4、軸承的設(shè)計和校核計算滾動軸承壽命：Lh163651058400 h（1）蝸桿軸軸承蝸桿軸采用一端固定一端游動的支撐方案，固定端采用兩個圓錐滾子球軸承，以承受蝸桿軸向力，按軸徑初選 30208；游動端采用一個

39、深溝球軸承，只承 受徑向力，按軸徑初選6010。1）深溝球軸承 6010 （一個），其尺寸：D=80mm,d=50mm, B=16mm計算項目計算容計算結(jié)果軸承主要性能參數(shù)查1表6-63得軸承6010主要性能參數(shù)如下：Cr22.0 KNC0r16.2 KNnlim9000r / min軸承受力情況Frl =1008.697V球軸承不承擔(dān)軸向力：耳l =(）X、Y值巴/Fr0X1Y 0沖擊載荷系數(shù)查2表8-8fd1.2當(dāng)量動載荷P fd XFr YFa1210NP 1210N軸承壽命,16670 CrLh = 70546h> 58400ftL10 hnP（球軸承3）滿足使用壽命要求載荷變化系數(shù)A = 1載荷分布系數(shù)=02 = 1許用轉(zhuǎn)速n = f J 0伽=9000r/minn=_9000r/min大于工作轉(zhuǎn)速 1420r/min結(jié)論：所選軸承能滿足壽命、靜載荷與許用轉(zhuǎn)速的要求。2）圓錐滾子軸承 30208 （一對，且成對安裝），其尺寸D=80mm,d=40mm,B=18mm計算項目計算容計算結(jié)果查1表6-67，軸承主要性能參數(shù)如下：Cr63kNCr63kN ；