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二).齒輪軸的設(shè)計(jì)輸出軸上的功率I、轉(zhuǎn)速%和轉(zhuǎn)矩〈]由上可知P[[=8.63kw,%=303.125r/min,T】】=2.719x105N-mm求作用在齒輪上的力因已知高速小齒輪的分度圓直徑d、=my=3x29=87mm2x2.719x10587=6250.57NF=Ftana=2275NFa=0初步確定軸的最小直徑取A0=115,于是材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-3,7,PCL—L取A0=115,于是d'=A‘I—tL=35.115mm由于鍵槽的影響,故d.=1.03d'.=36.17mm=38mm,根據(jù)帶I—11輸出軸的最小直徑顯然是安裝帶輪處的直徑di_n,取d=38mm,根據(jù)帶I—11W.齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度.為了滿(mǎn)足帶輪的軸向定位要求,I-II段右端需制出一軸肩,故取II-I段的直徑d=42mm;ii-iii;.初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用,故選用角接觸球軸承。按照工作要求并根據(jù)dn_m=42mm,查手冊(cè)選取單列角接觸球軸承7209AC,其尺寸為dxDxB=45mmx85mmx19mm,故d「[w=dvjjviii=45mm;而l面viii=19mm。
.由小齒輪尺寸可知,齒輪處的軸段V-VI的直徑dv_vi=87mm,Ivvi=92mm。軸肩高度h〉0.07d山呼,故取h=3.5mm,則軸環(huán)處的直徑dw_v=d仔訓(xùn)=52mm。軸環(huán)寬度b>1.4h,取1八=6.5mm,因?yàn)橐勾笮↓X輪對(duì)齊嚙合,故l=26.5mm。VI-VII.軸承端蓋的總寬度為20mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定)。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求,取端蓋的外端面與大帶輪右端面間的距離l=30mm,故I]」[[[=50mm。.取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離a=15mm,考慮到箱體的鑄造誤差,在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí),應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s,取s=8.5mm,已知滾動(dòng)軸承寬度T=19mm,則。l=T+s+a_l=(19+8.5+15一6)mm=36.5mm.軸上零件的周向定位、一帶輪與軸的周向定位均采用平鍵連接。按彳頊由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-1查得平鍵截面bxh=10mmx8mm,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長(zhǎng)為80mm。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)度配合來(lái)保證的,此處選軸的直徑尺寸公差為m6。.確定軸上圓角和倒角尺寸參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-2,取軸端圓角2x45。。至此,己初步確定了軸的各段和長(zhǎng)度,簡(jiǎn)圖如下:■耍f?/鑰7|-■耍f?/鑰7|-114.郵網(wǎng)十川|.r.巾訥舶P?3,梢熾歸愀擋嫩GE/TigO4-ri.◎1明網(wǎng)尸|□瞻|i|V.求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí),應(yīng)從手
冊(cè)中查取a值。對(duì)于7209AC型角接觸球軸承,由手冊(cè)中查得a=24.7mm。因此。作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距L2+L3=130.6mm。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖?!窷H2F的彎矩圖和扭矩圖?!窷H2FNVL從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出齒輪所在截面是軸的危險(xiǎn)截面。現(xiàn)將計(jì)算處的此截面處的Mh、M^及M的值列于下表。載荷水平面H垂直面V支反力FF=3197.08N,Fnh2=3053.5NF=1163.6N,F=1111.4NNV2彎矩MMh=203973.8N-mmMv=74241.52N-mm總彎矩M=217064.77N-mm扭矩TT=271900N-mmH.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí),通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面(即危險(xiǎn)截面)的強(qiáng)度。根據(jù)上表數(shù)據(jù),以及軸單向旋轉(zhuǎn),扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力,取a=0.6,軸的計(jì)算應(yīng)力■'M2+(aT)2j'173675.22+(0.6x271900)2°“b=__L_^_—=0「87—=3.6MPa前已選定軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-1查得[bi]=60MPa,因此b皿<<[bi],故安全。三).滾動(dòng)軸承的校核軸承的預(yù)計(jì)壽命、=8x8x2x300=38400hI計(jì)算輸入軸承.已知y303.125rimin,兩軸承的徑向反力七=3197.08N,Fr2=3053.5N由選定的角接觸球軸承7209AC,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-7可知:軸承派生軸向力Fs=0.63F,即IFsi=0.68x3197.08=2174.0144N,F(xiàn)s2=2076.38N.因?yàn)镕i+F=F2,所以F=—97.6344N故Fai=Fsi=2174.0144N,F(xiàn)^2=Fs2+F=2174.0144N.FJFq0.68,F(xiàn)aJFr2=0.71,查手冊(cè)可得e=0.68由于F后Fr1<e,故乂廣1匕=0;FaJFrz〉e,故X2=0.41,Y2=0.87.計(jì)算當(dāng)量載荷P「P2由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-6,取fp=1.2,則P=f(XF+YF)=3836.5Np1r1AP=f(XF+YF)=3772Np2r2A.軸承壽命計(jì)算由于p>P2,取P=3836.5N,角接觸球軸承,取£=3,f廣1查手冊(cè)得7209AC型角接觸球軸承的C=36.8,則,106/fC、106,36.8x1000、H=60n)'=60x303.125x(3836.5"=>h故滿(mǎn)足預(yù)期壽命。II.計(jì)算輸出軸承.已知5jj=62.1rmin,兩軸承的徑向反力Fq2872.82N,Fr2=3089.62N由選定的角接觸球軸承7214AC,軸承內(nèi)部的軸向力Fs=0.63FFs1=0.63Fr=1809.9N,[2=0..63Fr=1946.5N.因?yàn)镕s1+F=F$2,所以F=136.6N故Fa1=Fs1+Fa=1946.5N,F(xiàn)A2=Fs2=1946.5N.Fa1/Fr1=0.67,F(xiàn)AJFr2=0.63,查手冊(cè)可得e=0.68由于FJF",故X1=1,Y1=0;Faz:FR2<e,故X2=1,Y2=0.計(jì)算當(dāng)量載荷P「P2由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-6,取fp=1.2,則P=f(XF+YF)=3447.384Np1r1AP=f(XF+YF)=3707.544Np2r2A
(5).軸承壽命計(jì)算由于P1=P2,取P=3707.544N,角接觸球軸承,取《=3,匕=1查手冊(cè)得7214AC型角接觸球軸承的C=69.2KN,貝L=12LQftC)£=1745084h〉LH60nPH故滿(mǎn)足預(yù)期壽命。鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)帶輪與輸入軸間鍵的選擇及校核軸徑d=38mm,輪轂長(zhǎng)度L=100mm,查手冊(cè),選入型平鍵,其尺寸為b=10mm,h=8mm,L=80mm(GB/T1096-79)h現(xiàn)校核其強(qiáng)度:l=L-b=70mm,T=271900N-mm,k=—2Tx103
kld2=51.1092Tx103
kld=51.109MPa~~4x70x38查手冊(cè)得[bp]=(100?120)MPa,因?yàn)閎°<[b「,故鍵符合強(qiáng)度要求。II.輸出軸與齒輪間鍵的選擇及校核hb軸徑d=75mm,輪轂長(zhǎng)度L=85mm,查手冊(cè),選入型平鍵,其尺寸為b=20mm,h=12mm,L=70mm(GB/T1096-79)h現(xiàn)校核其強(qiáng)度:l=L-b=50mm,T=1270000N-mm,k=-22Tx1032x103x1270bp=^kl^=6x50x75=113MPa查手冊(cè)得[bp]=(100?120)MPa,因?yàn)閎p<[bp],故鍵符合強(qiáng)度要求。III.輸出軸與聯(lián)軸器間鍵的選擇及校核軸徑d=60mm,輪轂長(zhǎng)度L=105mm,查手冊(cè),選C型平鍵,其尺寸為b=18mm,h=11mm,L=90mm(GB/T1096-79)
h現(xiàn)校核其強(qiáng)度:l=L一b=72mm,T=1210000N-mm,k=—2b=pkld2Tx1032x103x1210b=pkld=102MPa5.5x72x60查手冊(cè)得gp]=(100?120)MPa,因?yàn)閎^<[bp],故鍵符合強(qiáng)度要求。箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)減速器的箱體采用鑄造(HT200)制成,采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪嚙合質(zhì)量,大端蓋分機(jī)體采用雄配合.k6機(jī)體有足夠的剛度在機(jī)體外加肋,外輪廓為長(zhǎng)方形,增強(qiáng)了軸承座剛度考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤(rùn)滑,密封散熱。因其傳動(dòng)件速度小于12m/s,故采用侵油潤(rùn)油,同時(shí)為了避免油攪得沉渣濺起,齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH大于40mm。為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封,聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度,聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng),其表面粗糙度為Ra6.3。機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性.鑄件壁厚為8mm,圓角半徑為R=5。機(jī)體外型簡(jiǎn)單,拔模方便.對(duì)附件設(shè)計(jì)A視孔蓋和窺視孔在機(jī)蓋頂部開(kāi)有窺視孔,能看到傳動(dòng)零件齒合區(qū)的位置,并有足夠的空間,以便于能伸入進(jìn)行操作,窺視孔有蓋板,機(jī)體上開(kāi)窺視孔與凸緣一塊,有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封,蓋板用鑄鐵制成,用M8緊固B油螺塞:放油孔位于油池最底處,并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè),以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊,由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面,并加封油圈加以密封。C油標(biāo):油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低,以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出.D通氣孔:由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),機(jī)體內(nèi)溫度升高,氣壓增大,為便于排氣,在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器,以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡.E位銷(xiāo):為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度,在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長(zhǎng)度方向各安裝一圓錐定位銷(xiāo),以提高定位精度.
F吊鉤:在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán),用以起吊或搬運(yùn)較重的物體.減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下:名稱(chēng)符號(hào)計(jì)算公式結(jié)果箱座壁厚bb=0.025u+1>88箱蓋壁厚b1b=0.02a+1>818箱蓋凸緣厚度bib=1.5bi112箱座凸緣厚度bb=1.5b12箱座底凸緣厚度b2b=2.5b220地腳螺釘直徑dfd=0.036a+12fM20地腳螺釘數(shù)目n查手冊(cè)4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑did1=0.75dfM16機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑d2d=(0.5~0.6)d2fM12軸承端蓋螺釘直徑d3d=(0.4~0.5)d3fM10視孔蓋螺釘直徑d4d=(0.3~0.4)d4fM8定位銷(xiāo)直徑dd=(0.7~0.8)d210d,d,d至外機(jī)壁距離C1查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》表5-3242218d亍,d2至凸緣邊緣距離C2查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》表5-32416外機(jī)壁至軸承座端面距離l1l1=C1+C2+(8~12)48大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離AiA1>1.2b10齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離A2A>b>8機(jī)座肋厚mm=0.85bm=8軸承端蓋外徑D2D2=D+(5~5.5)d3180140潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì)對(duì)于單級(jí)圓柱齒輪減速器,因?yàn)閭鲃?dòng)裝置屬于輕型的,且傳速較低,所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于(1.5~2)乂105mm-r/mln,所以采用脂潤(rùn)
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