北航優(yōu)秀機械設(shè)計說明書_加熱爐裝料機

1、謹I趺京航玄骯夭大孝'Mb B E I H A N G UNIVERSITY機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書加熱爐裝料機設(shè)計院 系:能源與動力工程學院設(shè)計者: 指導教師:2014年6月3日刖言加熱爐裝料機可用于向加熱爐內(nèi)送料。 由電動機驅(qū)動，于室內(nèi)工作。通過傳 動裝置使裝料機推桿往復運動，將物料送入加熱爐內(nèi)。設(shè)計一臺由減速器與傳動機構(gòu)組成裝料機， 配以適當?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、設(shè)計任務(wù)書1、設(shè)計題目2、設(shè)計要求3、技術(shù)數(shù)據(jù)4、設(shè)計任務(wù)、總體方案設(shè)計1、傳動方案的擬定1）原動機2）傳動機構(gòu)3）執(zhí)行機構(gòu)2、執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計1

2、）設(shè)計計算過程3）推板設(shè)計3、電動機的選擇1）電動機類型選擇2）選擇電動機功率4、傳動系統(tǒng)運動和動力參數(shù)三、傳動零件設(shè)計1、蝸輪蝸桿的設(shè)計最終結(jié)果:2、直齒圓柱齒輪的設(shè)計最終結(jié)果：3、軸的設(shè)計和校核計算1）蝸桿軸2）蝸輪軸目錄錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書

3、簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。（3）大齒輪軸 錯誤!未定義書簽。4、軸承的設(shè)計和校核計算 錯誤!未定義書簽。（1）蝸桿軸軸承 錯誤!未定義書簽。（2）小齒輪軸 錯誤!未定義書簽。（3）大齒輪軸 錯誤!未定義書簽。5、鍵連接設(shè)計計算 錯誤!未定義書簽。（1）蝸桿上聯(lián)軸器軸鍵 錯誤!未定義書簽。（2）蝸桿軸鍵 錯誤!未定義書簽。（3）大齒輪軸鍵 錯誤!未定義書簽。6、聯(lián)軸器的選擇 錯誤!未定義書簽。（1）輸入軸 錯誤!未定義書簽。（2）輸出軸 錯誤!未定義書簽。減速器箱體及附件的設(shè)計 錯誤!未定義書簽。1、箱體設(shè)計 錯誤!未定義書簽。2、潤滑與密封 錯

4、誤!未定義書簽。1、齒輪、蝸桿及蝸輪的潤滑 . 錯誤 !未定義書簽。2、滾動軸承的潤滑 錯誤!未定義書簽。3、油標及排油裝置 錯誤!未定義書簽。4、密封形式的選擇 錯誤!未定義書簽。5、技術(shù)要求 錯誤!未定義書簽。參考資料 錯誤!未定義書簽。四、五、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內(nèi)送料，由電動機驅(qū)動，室內(nèi)工作，通過傳動裝置使裝料機推桿作往復移動，將物料送入加熱爐內(nèi)。(2)生產(chǎn)批量為5臺。動力源為三相交流電380/220V，電機單向轉(zhuǎn)動，載荷較平穩(wěn)。使用期限為10年，每年工作300天，大修期為三年，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

5、。 加熱爐裝料機設(shè)計參考圖如圖ft46n1電動機 2 聯(lián)軸器3 蝸桿副 4 齒輪5連桿6裝料推板1C3、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/s4、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。完成主要傳動部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計。完成裝配圖一張(用 A0或A1圖紙)，零件圖2張。編寫設(shè)計說明書1份?？傮w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交，因此傳動機構(gòu)應選擇錐齒輪或蝸輪蝸桿機構(gòu)。方案一:二級圓錐

6、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。方案一方案二二電動機輸出轉(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)應有運動轉(zhuǎn)換 功能，將原動件的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

7、推桿的直線往復運動， 因此應有急回運動特性。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)換功方案評價:方案一:方案二:方案三:結(jié)構(gòu)簡單，可實現(xiàn)復雜軌跡，但極位夾角小。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。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。由于裝料機軌跡簡單，不需要較高精度，且單行程工作，考慮到工作效率問 題，需要良好的急

8、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k = 1e二180° X甘=60° ，取工作范圍為2)3)4)± 15"。取機架ool = 120mn,由幾何關(guān)系得：oa = ooi?cos60' = dOmna由行程cc 蘭 250mn可得：bb'二 2- 250mfn ,搖桿oia = bb， = 25O(nm oI 01，-M01取滑軌位置距G距離L = jCoib + oibcoslS ），此時滑軌與搖桿軌跡相對位置為:相等Ii r相等滑

9、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。二取L 二 toib + oibcos15"）二 245 lAtrn圓整為L盍246儷。5）最大壓力角取2h由4）可知搖桿。由位于最高點時壓力角最大Gib L此時sin a計-Dibmax圓整為 bG = 40fTnio此時最大壓力角aE" = 24.35。(2) 機構(gòu)簡圖及機構(gòu)特性機架 gi = 120mm曲柄 oa = dOim導軌與B距離L = 246m工作段行程250mm1)取行程速度變化系數(shù)K=2,則極位夾角e = I8cr2) 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Gemx - 2比3

10、5< 30速度特性:由 Vq ?oa?w?cos Y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。受力特性:取與偏角為± 15巾為有效工作行程，顯然此時有效工作行程大于推桿行程的35囂。受力分析：當0=15”時，壓力角a = arxsi J '囂皿二 12 24°Fo =二 7162. 82Ncos flFd =M 7171. 14Ncos ( B - a )FoOOjs in Y s i n pV = 31, 17"oia = 167.247mmoia3BNFl? oib = F?/. F2 = 10719Fa

11、= 12527. 96Ncos yM = Fj?oa = 751.68N?m又經(jīng)簡易計算分析，推板受力與轉(zhuǎn)角 P的關(guān)系為如圖所示:故取M n68N?E時，B在± 15”內(nèi)F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1蝸輪蝸桿nz1油潤滑8級精度圓柱齒輪利1滾動軸承口 43總效率 T1 = T i?Tl 2?T13?T14 = 0 745 2)功率P” = M?w = 1889. 21N)PhPd = = 2 54kWT1電動機

12、額定功率略大于Pd即可，因此選定電動機額定功率為 3kW3) 確定轉(zhuǎn)速60嚴=二 24r/rTii n蝸桿H二10 40圓柱齒輪12 = 25i = 20200/. rid = (480f4800)"min可取nd = WOOr/min或ri(i = 1500r/m( n重量/kg價格額定電流/AY132S-666420444Y100L2-435705740綜合質(zhì)量和價格等因素，取呪=1500"rnin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(2) 分配傳動比(3) 運動和動力參數(shù)計算0軸(電動機軸)Po 二 Pdi 二 2.54kWno =

13、 1420r/mi riPoTo = 9550- = 17 08NI?m < 2 ON?nimI1軸（蝸桿軸）p 1 = Pom 2.51kWni = 1420r/ni( nPlTi = 9550= = 16.71N?irTjni2軸（蝸輪、小齒輪軸）P?二 Pi n 7 n 4 = 1- 99ktfni02 =P3T3 = 9550- = 267. 7N?m23軸（蝸輪、小齒輪軸）P3 = P7TI3TU = 1.91kW2 *3 = = 24r/mIn12Tg = 9550= = 760. 42N?fn31P4 二 PsTU 二 1 - 89kVfri4 = ns = 24r/mii

14、 nP4T4 = 9550= = 752. 42N?niM1軸名功率P/kW轉(zhuǎn)矩T/ N?e傳動比i效率輸入輸岀輸入輸岀0112203三、傳動零件設(shè)計1、蝸輪蝸桿的設(shè)計計算項1.選擇傳動精確定精2 .確定蝸桿，渦輪齒數(shù)3.確應力4.接觸強度設(shè)計算內(nèi)容考慮傳動功率不大，轉(zhuǎn)速也不是很高，批量小。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ZCuSn10P砂模鑄造。傳動比i 120參考2表 3-4，取z12,z2 iz140蝸輪轉(zhuǎn)速為：門271r / min蝸桿材料為錫青銅，則 HP 'HP ZvsZn ,由2表 3-10 P參考

15、2圖3-8計算結(jié)果Z12Z240HP 118.N/ mm200N / mm初估滑動速度VS系數(shù) Zvs0.91單項運轉(zhuǎn)取1，Nl 60 nt h2.49108由2圖3-11 查得：Z 0.652'HP ZvsZn118.3N/mm5m/ s,浸油潤滑。滑動速度影響渦輪應力循環(huán)次數(shù)601711016365HPm2d1（箜瞥2"由2式3-10hpZ2 載荷系數(shù)K 1.38蝸輪轉(zhuǎn)矩:T2267.7N m由2表3-8估取蝸桿傳動效率0.8 ; T 2 Ti 1267.7 N md180mmb1128mm3496.91mm則 m2d1(二)2267.7選用 md5376mm查2表3-3

16、10.000傳動基本尺寸：m8mnti 180mnq則蝸桿的寬度 b 12.5m 1128mm5.主要幾何尺寸計算6.動效率渦輪分度圓直徑:tan蝸桿導程角查2表3-5渦輪尺寬b2 傳動中心距經(jīng)圓整，取b2渦輪圓周速度:V2d2Zi /11.3 o2n(0.5mz,320 mm0.5(d162mmd2320mm0.2 mm11.3ob262mm200mmVq1)61.066 mmd2)200 mmd2n 2 / (601000)齒面相對滑動速度v1 / cosd1n1 / (60Vs查2表3-7出當量摩擦角tantan(V)1.19m/s1000)cos11.36.07m/ s0.9025V2

17、Vs1.341.19m / s6.01 m/ s0.87攪油效率20.960.90250.960.990.87 與估取值近似7.校核8.輪齒彎曲強度校核T2查2查2V2I，'940CT2Ze帀tKaKvKTi 24268.04表3-12得彈性系數(shù)Ze表3-13使用系數(shù)KA 11.19HP155 ,3m / s取動載荷系數(shù)載荷分布系數(shù)Kv1.03H 155 嚴00 筆.。4 1 1.03 187.24N/mmHV 80 320666T2KaKvKFd1d2mYfsYFP87.24mmHP合格確定許用彎曲應力FFP YN查2表 3-10 出'fp251N / mmFP27 .642

18、2 mm查2圖3-11出彎曲強度壽命系數(shù)Yn0.542, 故FP251 0.542 27.642N/mm2確定渦輪的復合齒形系數(shù)譯SYFa綣a渦輪當量齒數(shù)J乙 / cos342.425.25渦輪無變位查2圖2-20和圖2-21得mm2.39H合格FPYsa1.68Yfs2.391.684.02導程角的系數(shù)丫/ 120 o0.919.蝸驗算10.蝸桿傳動熱平衡計其他參數(shù)同接觸強度設(shè)計yi666268.041 倔 14.020.918032085.25 N / mmFt2 Fr2 l348EI蝸桿所受圓周力Fti2000T1d1蝸桿所受徑向力Fri2000T2d2609.7 N蝸桿兩支撐間距離L

19、0.9d 2yP200016.9180389Ntan0.9蝸桿危險及面慣性矩64許用最大變形蝸桿軸變形y1t132060.8 4642000268.04320288mmyp0.001 d1tan20 o6.36105mm0.08 mm2609.7482.11056.360.0027 mm y p合格<389 2105288 3FiFrimmypy1y1P1(1KA ) t295 C389N609.7N6.361050.08 mm0.0027 mmyp合格蝸桿傳動效率0.87導熱率取為K15w/(m2 C)(中等通風環(huán)境)K工作環(huán)境溫度t220 C傳動裝置散熱的計算面積為A 0.33( )

20、1.731002510(10.87) CC ccc, c2038.31 C 151.09471.0947m 2ti38.31 oC95oC合格ti最終結(jié)果:i=20，耳二 0.85&口1 二"2°7口冷巾二"7(nin蝸桿渦輪蝸桿渦輪m=8mm7級精度zi = 2zi = 40ZA型圓柱蝸桿傳動di = 80mmd2 = 320(nni45鋼輪緣 ZCuSn0P1bl = 128mmbj = 62rrm淬火砂模鑄造Y = 11,3”(右旋HRC=4550a=200mm2、直齒圓柱齒輪的設(shè)計計算項目計算內(nèi)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

21、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 241HL 286HB平均取260HB右旋；大齒輪用 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為197HL255HB平均取226HB左 旋。同側(cè)齒面取8級精度。2、初步計算小因為采用閉式軟齒面?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齒輪直徑d1d1勺 d H P1.43、確定基本參取Ad756,13，動載荷系數(shù)K1.4，T2265 N m查2表2-14取 d0.6接觸疲勞極限H lim1710 MPaH lim 2580MPaHP!0.9 H lim1639M PaHP20.9 Hl lim2522MPa由2附錄B表B

22、-1轉(zhuǎn)矩d1KT u 12d HPU756屮.4筆込JV0.652222.96初取 d1110mm圓周速度v60 1000T2265N mHlim1 710M PaHl lim2 580MPaHP! 639M PaHP2 522M Pa109.46 mm8級精度合理竺Z0.407 m/ s60 1000查2表2-1，精度等級取8級精度合理取Z127 Z2iz 179.92 ，取 80z127確定模數(shù)，查2表2-4m d1 / z1110 / 274.074,葉4為標準值Z2804.074螺旋角 =arccosm10.94小齒輪直徑d1z1109.998mmd1109.998mm大齒輪直徑d2Z

23、2325.92mmd2325.92mm初步尺寬bdd10.611066 mmb 66mm校核傳動比誤差:傳動比誤差為%4、校齒核面接觸疲勞強度80 / 272.962.9630H ZhZeZZ計算齒面接觸應力節(jié)點區(qū)域系數(shù)：查2非變位斜齒輪Zh由2表 2-15彈性系數(shù)：Ze由2表2-5at 1arccosat 22.96/ 2.96JkaKvKh Kh1892-182.47.8jM Padb1arccos0.1%Ftu 1d1b ud 1 cos d12 ha；HPZhZe2.47189 .8jMPa28.822 oarccos23.677d b2d a 2oarccosd 2 cos t d

24、22 ha220.372arcta ntan narcta ncostan 20COS14.30520.372由于沒有變位,端面嚙合角t 20.3721.68端面重合度11.68tant1tanz2 tan t2 tan 't縱向重合度nnsi0- 996750.77二啟d -+上-Z-=0.77Ka1.0 99螺旋角系數(shù)0.99Kv1.1由2表2-7Ka1.25由2圖2-6Kv1.1FtKaFKh1.742T1 / d14867.2755.77N / mm查2表2-8KHKf查2表2-9Kh a B 10.6 d1.28齒面接觸應力10ON /mmKh1.281.74bd12C 10

25、 3 bH 2.47189.8J1.251.11.281.74Y109.99866592.28N / mm計算許用接觸應力HP592.28N / m0.770.994867.272.9612.96H lim ZNT ZL ZV ZRZWZXHP總工作時間t h（單向運轉(zhuǎn)取SH lim103651658400 hZ NT1Z NT 21.161.22應力循環(huán)次數(shù)NL160 nt2.49Nl2h10860715840Nl1 / i8.4107ZW1Zw2 1.145、確定主要傳動尺寸接觸壽命系數(shù)ZnT1齒面工作硬化系數(shù)1 .2(240接觸強度尺寸系數(shù)1.16，Znt21.22Z X 1 Z X 2

26、1 .0Z.1ZL2ZR1Zx1潤滑油膜影響系數(shù)取為c HB 2130.2 21700130 ) / 仃00.14Z L1 Z L2 Z R1 Z R2取最小安全系數(shù)SH'im許用接觸應力HP1710894.19 NHP2580768.25 N驗算:Zr.SH lim1.16mm1.22mmH592.2N / mmZx21.0ZV11.05minHP1HP2Zv2 11.141.051.141.05HPPHe768.2M Pa中心距 a (d 1 d2 ) / 2217.959mm,圓整取 a 220mmP = arccos(Z1 + 21" mn _13,24'42

27、' *小齒輪直徑d1mtz1大齒輪直徑d2m|z2齒寬b2d12a4. 112148111.028 mm328.972mm66 mm，b170 mm1.05894.19N /768.25N /mrfimm592.2N/ mmminHR， Hf2768.2M Pa接觸疲勞強度較為合適，齒輪尺寸無須調(diào)d1d2b2b1111.028 mm328.972 mm66 mm70 mm 876齒根彎曲疲勞強度驗算計算尺根彎曲應力KaKvKfKf 旦 YFaY sa YY bmFP3vi -= 29ka1.25, Kv1.1KfKh1.74二 7, 33由2圖 2-9、圖 2-20、圖 2-21Kf0

28、.250.7520.682.62.24Ys1.62Ys1.750.90齒根彎曲應力：KaKvKf盒"YY1.25Kv1.1Kf1.74Kf1.1Yf 12.6Yf 22.24Ys 11.62Ys 21.75Y0.68y0.90F 1119.5F2111.2MPaMPaF2119.5 MPaF1YFa2Ysa /YFa1 / YSa1a111.2 MPa計算許用彎曲應力FPF lim YstYntIT YRrelT YxFPSF lim試驗齒輪的齒根彎曲疲勞極限F |imFlim1 300 MPaF lim 2270 MPaF lim 1F lim 2另外取300 MPa270 MPa

29、YnT10.93Y'VrelT 1Y'NT1YVrelT 2YRrelT 1O.93, YnT2確定尺寸系數(shù)YX1 = Yx2查最小安全系數(shù)SFminFP1FP27、靜強度校核YRrelT0.951.2530020.931111.2527020.95111彎曲疲勞強度驗算1,446.4 MPa1.25F1119.5 MPaF2111.2 MPaFP1FP2YnT20.95Yx1_Yx2 1SF min1.25FP1FP2410.4 MPaF1F2FP1FP2合格靜強度校核，因傳動無嚴重過載，故不作靜強度校核446.4 MPa410.4 MPa119.5M Pa111.2M Pa

30、最終結(jié)果:小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪% 二 4mm 叭=4. 11218級精度23 - 27)Z4 80閉式軟齒面dj = 11L 028mnid4 = 328. 97亦40Cr45鋼ba = 70nini= 66mni調(diào)制調(diào)制P = 13* 24'43' HB=241286HB=197255a=220mm S = 20"取平均HB=260取平均HB=226右旋左旋 29臥 4 = 87|i=, r - Q. 97, nj -71r ?_ 24r /rnirv"4i f min3、軸的設(shè)計和校核計算(1)蝸桿軸計算項目計算內(nèi)容計算結(jié)果1 選擇材 料，熱處 理4

31、5鋼，淬火,硬度為HRC=455。2.按扭轉(zhuǎn) 強度估算 軸徑查表得，當軸材料為45鋼時可取C=112,d C3/P / n13.94 mm根據(jù)與聯(lián)軸器端連接的尺寸，按聯(lián)軸器的標準系列， 取彈性套柱銷式聯(lián)軸器LT6 丫型，其直徑d=35mm 軸孔長度L 80mm。d=35mm,L=80mm3.初定軸的結(jié)構(gòu)初定該軸為一端游動，一端固定4.軸的空間受力5.求支反力，并繪出水平面和垂直面的彎矩圖及合成彎矩圖輸入軸轉(zhuǎn)矩T 9.55 10蝸桿受圓周力ti2T7徑向力Fr1軸向力Fai1)P 16910 mm n216910422.750 N802tand2608.968 N221673.125 Nd2垂直

32、面支反力(Frih i FeJ (605. 96& X 347 » 1673. 125 X131 + 3471002Hn Fay = 3?JW；水平面支反力Ftik 422. 750 X 347h + Is 131 + 347=307HFr1Fa11691N mm422.750 N608.968 N1673.125 NBy = 1002NF 覘=393NF 如=307Nb. = 116N敗，=131262N?rTm -= 136731N*inn = 40217N*?!駅& 二 l372EbhPim Me、142522H?nwn2)F% = Fti Fax = 116N

33、4）合成彎矩3）彎矩計算貯4 = by I = 13126ZN?iii H；*FAyl* Fin = 136731N?mn> 叫1 = 402l7N?rTin' = Ju* 4= 137Z85NimiM J 二 JhJ 2 + W*/ = 142522N?i!m6計算并T116.91 N mT116.91 N m繪制轉(zhuǎn)矩7、求當量轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)考慮，取彎矩M e1b/ 0b,查表得 b 600 MPa1b則55M Pa 0b95M Pa55 / 950.579危險截面處當量彎矩:MeJM7"( T)2143522N mmMe143522N mmbeMeMeW0.1 d

34、3143522 01801b2.8 MPabe 1b 查得許用應力 ib55M Pa合格(2)蝸輪軸計算項目計算內(nèi)容計算結(jié)果1、選擇材45鋼，正火，硬度 HB=170-217料、熱處2、按扭轉(zhuǎn)強度初估軸徑3、初定軸的結(jié)構(gòu)查表得，當軸材料為45鋼時可取C=112，dC" 34mm 取九 35mm初定該軸為兩端固定，取軸承30207 (一對)dmin35mm4、軸的空渦輪受力與蝸桿受力大小相等，方向相反間受力分乃=267 2Ninfn2)軸向力Fa2Fi442.750 NFa2442.750徑向力Fr 2Fri608.968 NFr2608.968圓周力Ft2Fal1673.125 NF

35、21673.125圓周力F3兀/d34822.20NF34822.20NFr3F tan nF 31804.35JFr31804.35J徑向力COS匕31149.8N軸向力Fa3F3 tan1149.8N渦輪N小齒輪5.求支反力，并繪=3035N出水平面=1178N和垂直面的彎矩圖及合成彎460H矩圖垂直面支反力FuCi 2 卜 b） = Fr?! 3 =乓2中=3035H=337H11 + Ig + I3Fuh = Fr2（ll + b） " Fair：=169960NninIITSHk'pH.C=87l72Nr-16332N?rTm2608Nnin=-9002dN*?nm

36、hv = 2493QNfTini肌'二 l7l96?NiTin W J = 192330N?nirNip '二 90669HW水平面支反力=fr3（ll *13）+ Ftllj + F甜5二 MBN6計算并繪制轉(zhuǎn)矩F"F血7匚竺川3）彎矩計算卅“ =FjJi 二 169960H?nwn Hrf> 二 Fuj 13 二 e7l72hPim-F*l3=Fax'i 二Hx'd%;4)=FmIi=FfjJs =合成彎矩F 虢2 = 16332N?262QeH?nwnFgjfj = 90026Ninimi24938M'!»rnn'

37、= 典 r + MyJ = 171969N*rn M J M JhJ + M低=192330M?M.«b ' =林 J 4= 90669N'?mi J M J幅 2 +=29810N?血12267.7 N mT2267.7 N m7、求當量轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)考慮，取彎矩1b/ 0b,查表得 b 600 MPa1b則55M Pa, Ob 95 M Pa,55 /950.58危險截面處當量彎矩:Me247180N mmMeJMC '' 2（ T）2247180N mmbeMeMeW 0.1 d3247180110 31b33 M Pabc 1b0.1合格查得許

38、用應力 1b55M Pa(3)大齒輪軸計算項目計算內(nèi)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，當軸材料為45鋼時可取C=112，dcVp / n48mm 取50mmdmin50 mm3、初定軸的結(jié)構(gòu)初定該軸為兩端固定，取軸承 30212 (一對)4、軸的空大齒輪軸間受力分5.求支反力，并繪出水平面和垂直面的彎矩圖及合成彎矩圖圓周力F4Ft34822.20 NFt44822.20 N徑向力Fr4Fr31804.35 NFr41804.35 N軸向力Fa4Fa31149.87NFa41149.87 NBy=3572N=125ON=2

39、212H1）垂直面支反力I Ftdb卜廠ttttt 35叫Few = Ft4 F 的=1250W；407H*k'cHxc=123072N?iim塞 65139N?im=210112NninM, ' = 243903N?rTiii = 219978N-5n<n2）水平面支反力Fdz 4 F胡4民-m二 2212NF% = 1 Fa, = 4O7N；123872H（nn3）彎矩計算二 hJ 1 二Hyc 塞 F& 11 Fjii| r 1 =65139N?nTn= FjJi - 21IOI12H?（n4）合成彎矩He * = J縱/ + M腫=243908脫血H J

40、= JvJ += 219978H?n6計算并T3760.42 N mT3760.42 N m繪制轉(zhuǎn)矩8、求當量轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)考慮，取彎矩M eib/ 0b,查表得 b 600 MPa1b 55 M Pa, Ob 95 M Pa, 則55/950.58危險截面處當量彎矩:Me2 ( T)2503995N mmMe503995N mmbbeMeMeW 0.1 d 3503995R 仆321 MPa 0.1 6231bbe 1b合格查得許用應力1b 55M Pa4、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

41、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計算項目計算內(nèi)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Fn 二 Jf詁,+ F羸=1008. 69N球軸承不承擔軸向力：Ki = 0Fri = 1008, 69NF.1 = 0X、丫值Fa /Fr0/. X 1 Y = 0X1Y 0沖擊載荷系數(shù)查2表8-8fd1.2當量動載荷P fd X

42、F YFa1210NP 1210N軸承壽命L16670 CrL 10 hLh = 70546h > 58400h滿足使用壽命要求n（球軸承P3)載荷變化系數(shù)P=0. 055 Crfl = 1載荷分布系數(shù)= 1許用轉(zhuǎn)速n = fif jni ,(ii = 9000r/nii nn 二 9000r/imiiin大于工作轉(zhuǎn)速 1420r/mi n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 （對，且成對安裝），其尺寸D=80mm,d=40mm,B=18mm計算項目計算內(nèi)容計算結(jié)果查1表6-67，軸承主要性能參數(shù)如下:Cr63kN ； Gr74kNCr63kNGr74kNnlim6300r / minnlim6300 r / m