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文檔簡介
1、<p><b> 課程設(shè)計</b></p><p> 課程名稱: 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置設(shè)計 </p><p> 學(xué) 院: 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè): </p><p> 姓 名:
2、 學(xué) 號: </p><p> 年 級: 任課教師: </p><p> 2014年 6月27日</p><p><b> 目錄</b></p><p><b> 第一章
3、 總論1</b></p><p> 1.1設(shè)計一個帶式輸送機(jī)的減速器1</p><p> 1.2帶式運(yùn)輸機(jī)減速器特點(diǎn)及作用1</p><p> 第二章 機(jī)械傳動裝置總體設(shè)計1</p><p> 2.1 分析、擬定傳動方案1</p><p> 2.2電動機(jī)的選擇2</p>
4、<p> 2.3傳動裝置的總傳動比和傳動比的分配4</p><p> 2.4傳動裝置運(yùn)動、動力參數(shù)的計算5</p><p> 第三章 傳動零件的設(shè)計(齒輪傳動設(shè)計)6</p><p> 3.1 高速級齒輪的設(shè)計6</p><p> 3.2 低速級齒輪的設(shè)計13</p><p> 第四
5、章 軸的設(shè)計各軸軸徑計算20</p><p> 4.1中間軸的設(shè)計21</p><p> 4.2高速軸的設(shè)計25</p><p> 4.3低速軸的設(shè)計30</p><p> 第五章 滾動軸承的組合設(shè)計34</p><p> 5.1低速軸上的軸承計算34</p><p>
6、 5.2中間軸深溝球軸承校核計算35</p><p> 第六章 鍵連接的選擇和計算35</p><p> 6.1低速軸上鍵和聯(lián)軸器的設(shè)計計算35</p><p> 6.2中間軸上鍵的設(shè)計計算36</p><p> 6.3高速軸上鍵和聯(lián)軸器的設(shè)計計算37</p><p> 第七章 減速器的箱體
7、、潤滑劑及附件37</p><p> 7.1箱體設(shè)計:37</p><p> 7.2潤滑方式及潤滑劑的選擇38</p><p> 7.3密封方式的選擇39</p><p> 7.4減速器附件設(shè)計:39</p><p><b> 總結(jié)42</b></p><
8、p><b> 參考文獻(xiàn)43</b></p><p><b> 第一章、總論</b></p><p> 設(shè)計一個帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動裝置,帶式運(yùn)輸機(jī)是通過皮帶傳遞力矩給卷筒,達(dá)到運(yùn)輸?shù)哪康?。傳動裝置是一種動力傳達(dá)機(jī)構(gòu),利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器,將馬達(dá)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù),并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。常用減速器 :齒輪減速器,蝸輪蝸桿減速器等。
9、絕大多數(shù)的變速器(或稱變速箱)主要起降低原動機(jī)的轉(zhuǎn)速的作用。</p><p> 1.1設(shè)計一個帶式輸送機(jī)的減速器</p><p> 給定條件:由電動機(jī)驅(qū)動,輸送帶的牽引力F=3000N,運(yùn)輸帶速度v=0.95m/s,運(yùn)輸機(jī)滾筒直徑為D=400mm。運(yùn)輸機(jī)使用期5年、兩班制工作、單向運(yùn)轉(zhuǎn)、工作平穩(wěn)、運(yùn)輸帶速度允許誤差±5%、要求傳動效率大于0.9、減速器由一般規(guī)模廠中小批量生產(chǎn)
10、。</p><p> 1.2帶式運(yùn)輸機(jī)減速器特點(diǎn)及作用</p><p> 該減速器結(jié)構(gòu)簡單、效率高、容易制造、使用壽命長、維護(hù)方便。但齒輪相對軸承的位置不對稱,因此軸應(yīng)具有較大剛度。齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端,這樣,軸在轉(zhuǎn)矩的作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形將能減緩軸在彎矩作用下產(chǎn)生彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均勻的現(xiàn)象。齒輪減速器介于機(jī)械中原動機(jī)與工作機(jī)之間,主要將原動機(jī)的運(yùn)動和動力傳給工作機(jī)
11、,在此起減速作用,并降低轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的增大轉(zhuǎn)矩。</p><p> 第二章 機(jī)械傳動裝置總體設(shè)計</p><p> 2.1 分析、擬定傳動方案</p><p> 設(shè)計方案:方案一(皮帶一級單級直齒圓柱齒輪傳動)</p><p> 方案二(皮帶一級單級斜齒圓柱齒輪傳動)</p><p> 方案三(兩級展開式直齒
12、圓柱齒輪傳動)</p><p> 方案四(兩級展開式斜齒圓柱齒輪傳動)</p><p> 方案五(蝸輪蝸桿傳動)</p><p> 比較各個方案,帶傳動承載能力較低,在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時,結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式來說較大;蝸輪蝸桿傳動的傳動比大,結(jié)構(gòu)緊湊,但效率與其他方案相比較低,齒輪傳動較其他形式來說裝配較復(fù)雜,但傳遞效率高。兩級展開式直齒圓柱齒輪傳動較其他齒輪傳動方
13、案,采用兩級傳動,具有體積小,傳動扭矩大,使用壽命長,工作平穩(wěn)等特點(diǎn);具有準(zhǔn)確的傳動比,能滿足不同的工況,實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化,傳動效率高,耗能低,性能優(yōu)越等特點(diǎn)。</p><p> 故在課程設(shè)計方案的選取中,選取方案三(兩級展開式直齒圓柱齒輪傳動)作為本次課程設(shè)計的設(shè)計方案。</p><p> 該方案是鏈接電動機(jī)和皮帶運(yùn)輸機(jī)的減速裝置。此方案工作可靠、傳遞效率高、使用維護(hù)方便、環(huán)境適用性好
14、,但齒輪相對軸承的位置不對稱,因此軸應(yīng)具有較大剛度。此外,總體寬度較大。</p><p> 本方案,其傳動裝置簡圖如下:</p><p><b> 傳動裝置布置圖</b></p><p><b> 2.2電動機(jī)的選擇</b></p><p> ?。?)選擇電動機(jī)類型</p>&l
15、t;p> 根據(jù)工作機(jī)的負(fù)荷、特性和工作環(huán)境,選擇電動機(jī)的類型、結(jié)構(gòu)形式和轉(zhuǎn)速,計算電動機(jī)功率,最后確定其型號。</p><p> 電動機(jī)是系列化的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,其中以三相異步電機(jī)應(yīng)用為最廣。Y系列電動機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷鼠籠式三相異步電動機(jī),適用于不易燃、不易爆、無腐蝕和特殊要求的機(jī)械設(shè)備上。根據(jù)一般帶式輸送機(jī)選用的電動機(jī)選擇選用Y系列封閉式三相異步電動機(jī)。</p><p>&
16、lt;b> 確定電動機(jī)功率</b></p><p> 工作裝置所需功率按下式計算</p><p> 式中,,工作裝置的效率本例考慮膠帶卷筒及其軸承的效率。代入上式得:</p><p> 電動機(jī)的輸入功率按[1]式(2-1)計算</p><p> 式中,為電動機(jī)軸至卷筒軸的轉(zhuǎn)動裝置總效率。</p>&l
17、t;p> 由式,;彈性聯(lián)軸器效率,7級精度齒輪傳動(脂潤滑)效率,滑塊聯(lián)軸器效率,取滾動軸承效率,則</p><p><b> 故</b></p><p> (3)確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速</p><p> 卷筒軸作為工作軸,其轉(zhuǎn)速為:</p><p> 按表(2-1)推薦的各傳動機(jī)構(gòu)傳動比范圍:單極圓柱齒輪傳動比
18、范圍,則總傳動比范圍應(yīng)為,可見電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為:</p><p> 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min,1000r/min和1500r/min三種,為減少電動機(jī)的重量和價格,由表8-184選常用的同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的Y系列電動機(jī)Y132M1-6,其滿載轉(zhuǎn)速。電動機(jī)的安裝結(jié)構(gòu)型式以及其中心高、外形尺寸。</p><p> Y132M1-6電動機(jī),其主要參數(shù)如下:&l
19、t;/p><p> 2.3傳動裝置的總傳動比和傳動比的分配</p><p> (1)傳動裝置總傳動比</p><p> 分配傳動裝置各級傳動比</p><p><b> 由式,則有,</b></p><p> 因閉式傳動取高速小齒輪齒數(shù)Z1=22,</p><p>
20、 大齒輪 </p><p><b> 齒數(shù)比</b></p><p> 低俗小齒輪齒數(shù)Z3=28,</p><p><b> 大齒輪</b></p><p><b> 齒數(shù)比</b></p><p>
21、;<b> 實(shí)際總傳動比</b></p><p> 核驗(yàn)工作機(jī)驅(qū)動卷筒的轉(zhuǎn)速誤差</p><p> 卷筒的實(shí)際轉(zhuǎn)速=960/21.2=47.52</p><p> 轉(zhuǎn)速誤差=0.0105<0.05 合乎要求</p><p> 2.4傳動裝置運(yùn)動、動力參數(shù)的計算</p><p>
22、; ?。?)各軸的轉(zhuǎn)速由式</p><p><b> I軸</b></p><p><b> II軸</b></p><p><b> III軸</b></p><p> ?。?)各軸輸入功率由式:</p><p><b> I軸
23、15;</b></p><p><b> II軸××0</b></p><p><b> III軸</b></p><p> ?。?)各軸輸入轉(zhuǎn)矩由式</p><p><b> I軸</b></p><p><
24、b> II軸</b></p><p><b> III軸</b></p><p> 將以上算的的運(yùn)動和動力參數(shù)列表如下:</p><p> 第三章 傳動零件的設(shè)計(齒輪傳動設(shè)計)</p><p> 傳動裝置中傳動零件的參數(shù)、尺寸和結(jié)構(gòu),對其他零件、部件的設(shè)計起決定性作用,因此應(yīng)首先設(shè)計計算傳
25、動零件。</p><p> 二級直齒圓柱齒輪減速器的主要傳動零件是齒輪,齒輪安裝在軸上,或根據(jù)需要做成齒輪軸。齒輪傳動設(shè)計需要確定的內(nèi)容是:齒輪材料和熱處理方式、齒輪的齒數(shù)、模數(shù)、中心距、變位系數(shù)、齒寬、分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、結(jié)構(gòu)尺寸。齒輪材料及熱處理方式的選擇,應(yīng)考慮齒輪的工作條件、傳動尺寸的要求、制造設(shè)備條件等。</p><p> 齒輪的作用:齒輪是機(jī)器中廣泛采用的傳
26、動零件之一。它可以傳遞動力,又可以改變轉(zhuǎn)速和回轉(zhuǎn)方向。 </p><p> 3.1 高速級齒輪的設(shè)計</p><p> 1、選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)</p><p> 1)選用直齒圓柱齒輪傳動</p><p><b> 2)選用8級精度</b></p><p&g
27、t; 3)材料選擇,由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì)),硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為240HBS,二者材料硬度差為40HBS</p><p> 4)試選小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù)為。</p><p> 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計</p><p> 按設(shè)計計算公式(10—11)進(jìn)行試算,即 </p><p>
28、;<b> ≥</b></p><p> (1)確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值</p><p> ?、僭囘x載荷系數(shù)Kt=1.3</p><p> ?、谟嬎阈↓X輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。</p><p> ?、塾杀?0-7選取尺寬系數(shù)φd=1</p><p> ④由圖10-20查得區(qū)域系數(shù)</p>
29、<p> ⑤由表10-5查得材料的接觸疲勞強(qiáng)度重合度系數(shù)</p><p> 算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 </p><p> 由圖10-25d得大小齒輪的接觸疲勞極限分別為MPa;大齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限MPa;</p><p> 由表10-5查得材料的彈性影響系數(shù)</p><p> 由式10-15計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)<
30、;/p><p> ?。?0n1jLh=609601(283005)=1.3824</p><p> 由圖10-23查得接觸疲勞壽命系數(shù):=0.9;=0.95 取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,由式(10-14)得 </p><p><b> ?。?)計算</b></p><p> ①試算小齒輪分度圓直徑d1t,代入
31、中較小的值。</p><p><b> ≥</b></p><p><b> ==40.8mm</b></p><p><b> ②計算圓周速度V</b></p><p> V===2.05m/s</p><p><b> ?、塾嬎泯X寬
32、b</b></p><p> b=φd=1×40.8mm=40.8mm</p><p> ?、苡嬎泯X寬與齒高之比</p><p> 模數(shù) ===1.8218mm</p><p> 齒高 =2.25×1.8218mm=4.099mm</p><p> b/h=40.8/
33、4.099=9.78</p><p><b> ?、萦嬎爿d荷系數(shù)</b></p><p> 根據(jù)v=2.05m/s,7級精度,由圖10—8查得動載系數(shù)=1.038;</p><p><b> 直齒輪=1.2</b></p><p> 由表10-2查得使用系數(shù)</p><p&
34、gt; 由表10—4查得7級精度小齒輪相對支撐非對稱布置時, =1.418;故載荷系數(shù)</p><p> ?、薨磳?shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑,由式(10—12)得</p><p> ==mm=45.2mm</p><p><b> ?、哂嬎隳?shù)m </b></p><p><b> m=mm<
35、/b></p><p> 3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計</p><p> 由式(10—7)得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為</p><p><b> m≥</b></p><p> ?。?)確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值</p><p> ?、儆蓤D10-24查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=500Mpa;大齒輪的
36、彎曲疲勞極限強(qiáng)度=380MPa</p><p> ?、谟?0-18取彎曲壽命系數(shù)=0.85 =0.88</p><p> ③計算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p> 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 見表(10-12)得</p><p> =()==303Mpa</p><p> = (=238Mpa</
37、p><p><b> ?、苡嬎爿d荷系數(shù)K</b></p><p> K=KAKVKFαKFβ=1×1.13×1×1.40=1.582</p><p><b> ?、莶槿?yīng)力校正系數(shù)</b></p><p> 由表10-5查得 =1.56;=1.815</p>
38、<p><b> ?、薏槿↓X形系數(shù)</b></p><p> 由表10-5查得 =2.16</p><p> ?、哂嬎愦蟆⑿↓X輪的并加以比較</p><p><b> =</b></p><p><b> =</b></p><p>
39、<b> 大齒輪的數(shù)值大。</b></p><p><b> 設(shè)計計算</b></p><p><b> m≥</b></p><p><b> =</b></p><p><b> (3)調(diào)整此輪模數(shù)</b></p&
40、gt;<p><b> ?、賵A周速度</b></p><p><b> =1.53m/s</b></p><p><b> ?、邶X寬</b></p><p> b=φd=1×30.46mm=30.46mm</p><p> ?、苡嬎泯X寬與齒高之比&l
41、t;/p><p> 模數(shù) ===1.8218mm</p><p><b> 齒高 </b></p><p> b/h=30.46/3.105=9.8</p><p><b> ?、萦嬎爿d荷系數(shù)</b></p><p> 根據(jù)v=1.53m/s,7級精度,由圖10
42、—8查得動載系數(shù)=1.027;</p><p><b> 直齒輪=1.2</b></p><p> 由表10-2查得使用系數(shù)</p><p><b> 由</b></p><p> 由表10—3齒間載荷分配系數(shù)</p><p> 由表10—4查得7級精度小齒輪相對支
43、撐非對稱布置時, =1.4145,結(jié)合b/h=9.8;故載荷系數(shù)</p><p><b> ⑦計算模數(shù)m </b></p><p><b> m</b></p><p> 對結(jié)果進(jìn)行處理取m=2mm</p><p> 小齒輪齒數(shù) =/m=45.2/2=22.6≈23</p>
44、<p> 大齒輪齒數(shù) ==5.322.6=119.78≈120</p><p><b> 4、幾何尺寸計算</b></p><p><b> (1)計算中心距</b></p><p> a=(+)/2=143mm,</p><p> (2)計算大、小齒輪的分度圓直徑<
45、/p><p> =m=232=46mm =m=1202 =240mm</p><p><b> (3)計算齒輪寬度</b></p><p><b> b=φd=46mm</b></p><p> =54mm,=46mm </p><p> 備注齒寬一般是小齒輪
46、得比大齒輪得多5-10mm</p><p><b> ?。?)齒頂圓直徑</b></p><p><b> ?。?)齒底圓直徑</b></p><p> 高速級齒輪傳動的幾何尺寸歸于下表</p><p><b> 5、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p
47、> 小齒輪1由于直徑較小,采用齒輪軸結(jié)構(gòu);</p><p> 大齒輪2的結(jié)構(gòu)尺寸計算如下表</p><p><b> 結(jié)構(gòu)草圖如下:</b></p><p> 3.2 低速級齒輪的設(shè)計</p><p> 1、選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)</p><p> 1)選用直齒圓柱齒
48、輪傳動</p><p><b> 2)選用8級精度</b></p><p> 3)材料選擇,由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì)),硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為240HBS,二者材料硬度差為40HBS</p><p> 4)試選小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù)為,</p><p> 2、按齒
49、面接觸強(qiáng)度設(shè)計</p><p> 按設(shè)計計算公式(10—9a)進(jìn)行試算,即 </p><p><b> ≥</b></p><p> 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值</p><p> ?、僭囘x載荷系數(shù)Kt=1.3</p><p> ?、谟嬎阈↓X輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。</p><p
50、> ?、塾杀?0-7選取尺寬系數(shù)φd=1</p><p> ?、萦杀?0-5查得材料的接觸疲勞強(qiáng)度重合度系數(shù)</p><p> ?、?算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 </p><p> 由圖10-25d得大小齒輪的接觸疲勞極限分別為MPa;大齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限MPa;</p><p> 由表10-5查得材料的彈性影響系數(shù)<
51、;/p><p> ?、?由式10-15計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p> ?。?0n1jLh=60181.131(283005)=2.608272</p><p> 由圖10-23查得接觸疲勞壽命系數(shù):=1.145;=0.98 取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,由式(10-14)得 </p><p><b> ?。?)計算<
52、/b></p><p> ?、?試算小齒輪分度圓直徑,代入中較小的值。</p><p><b> ≥</b></p><p><b> ==67.69mm</b></p><p><b> ?、谟嬎銏A周速度V</b></p><p> V==
53、=0.642m/s</p><p><b> ?、塾嬎泯X寬b</b></p><p> b=φd=1×67.69mm=67.69mm</p><p> ?、?計算載荷系數(shù)根據(jù)v=0.642m/s,7級精度,由圖10—8查得動載系數(shù)=1.01;</p><p><b> 直齒輪=1.2</b&
54、gt;</p><p> 由表10-2查得使用系數(shù)</p><p> 由表10—4查得7級精度小齒輪相對支撐非對稱布置時, =1.418;</p><p><b> ?、?齒圓周力</b></p><p> 由表10—3查得齒間動載荷系數(shù)</p><p><b> 故載荷系數(shù)&l
55、t;/b></p><p> ?、?由式(10—12)得實(shí)際載荷分度圓直徑</p><p> ==mm=74.81mm</p><p><b> ?、?計算模數(shù)m </b></p><p><b> m=</b></p><p> 3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計</
56、p><p> 由式(10—7)得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為</p><p><b> m≥</b></p><p> (1)確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值</p><p> ?、儆蓤D10-24查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=500Mpa;大齒輪的彎曲疲勞極限強(qiáng)度=380MPa</p><p> ?、谟?0-22
57、取彎曲壽命系數(shù)=0.92 =0.97</p><p> ?、塾嬎銖澢谠S用應(yīng)力</p><p> 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 見表(10-12)得</p><p> =()==328.6Mpa</p><p> = (=263.28Mpa</p><p> ?、懿槿?yīng)力校正系數(shù) 由表10-5查得 =1.
58、62;=1.81</p><p><b> ?、莶槿↓X形系數(shù)</b></p><p> 由表10-5查得 =2.17</p><p> ⑥計算大、小齒輪的并加以比較</p><p><b> =</b></p><p><b> =</b><
59、;/p><p><b> 大齒輪的數(shù)值大</b></p><p><b> (2)設(shè)計計算</b></p><p><b> m≥</b></p><p><b> =</b></p><p><b> ?。?)調(diào)整此
60、輪模數(shù)</b></p><p><b> ?、賵A周速度</b></p><p><b> =0.53m/s</b></p><p><b> ②齒寬</b></p><p> b=φd=1×56.2mm=56.2mm</p><p
61、> 計算齒寬與齒高之比 </p><p> 模數(shù) ===2.0065mm</p><p><b> 齒高 </b></p><p> b/h=56.2/4.51=12.6</p><p><b> ?、塾嬎爿d荷系數(shù)</b></p><p> 根據(jù)v=1
62、.0.53m/s,7級精度,由圖10—8查得動載系數(shù)=1.01</p><p> 由表10-2查得使用系數(shù)</p><p><b> 由</b></p><p> 由表10—3得齒間載荷系數(shù)=1.1</p><p> 由表10—4查得7級精度小齒輪相對支撐非對稱布置時, =1.42,結(jié)合b/h=12.46 查圖1
63、0-13得</p><p><b> ??;故載荷系數(shù)</b></p><p><b> ④計算模數(shù)m </b></p><p><b> m</b></p><p> 對結(jié)果進(jìn)行處理取m=2.5mm</p><p> 小齒輪齒數(shù) ==67.6
64、9/2≈34</p><p> 大齒輪齒數(shù) ==434=136</p><p><b> 4、幾何尺寸計算</b></p><p><b> (1)計算中心距</b></p><p> a=()/2=(68+272)/2=170mm,</p><p> (2)計
65、算大、小齒輪的分度圓直徑</p><p> ==342=68mm ==272mm</p><p><b> (3)計算齒輪寬度</b></p><p><b> b=φd=68mm</b></p><p> =76mm,=68mm </p><p> 備注齒
66、寬一般是小齒輪得比大齒輪得多5-10mm</p><p><b> ?。?)齒頂圓直徑</b></p><p><b> ?。?)齒底圓直徑</b></p><p> 3.低速級齒輪傳動的幾何尺寸</p><p> 低速級齒輪傳動的幾何尺寸歸于下表</p><p><
67、;b> 4.齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p> 小齒輪3由于直徑較小,采用齒輪軸結(jié)構(gòu);</p><p> 大齒輪4的結(jié)構(gòu)尺寸計算如下表</p><p><b> 結(jié)構(gòu)草圖如下</b></p><p> 第四章 軸的設(shè)計各軸軸徑計算</p><p> 軸的作用:
68、用來支承旋轉(zhuǎn)并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動、扭矩和彎矩的機(jī)械零件。</p><p> 轉(zhuǎn)軸既傳動轉(zhuǎn)矩又承受彎矩。傳動軸只傳遞轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩或彎矩很小。心軸則只承受彎矩而部傳動轉(zhuǎn)矩。</p><p> 二級直齒輪減速器中要用到三根軸分別為高速級軸、中間軸、低速級軸。該減速器中的軸上再進(jìn)行安裝齒輪,三根軸既承受扭矩又承受彎矩,都是轉(zhuǎn)軸。因考慮有利于提高軸的強(qiáng)度和便于軸上零件的固定、裝拆,多采用
69、階梯狀</p><p><b> 4.1中間軸的設(shè)計</b></p><p><b> 軸材料的選擇</b></p><p> 取中間軸與齒輪3的材料一致 45號鋼調(diào)質(zhì) 由資料有 </p><p> 2. 初步確定軸的直徑</p><p> 根據(jù)表[1]15
70、-3選取A0=112。于是有:</p><p> 考慮該處的軸頸應(yīng)大于高速軸處直徑,則=40mm</p><p><b> 3. 選軸承</b></p><p> 初步選擇滾動軸承。選6308深溝球軸承;通過查手冊可知6007深溝球軸承d=40(mm) =(軸頸直徑),B=23(mm) ,所以齒輪2處軸頭直徑=45mm 。</p&
71、gt;<p><b> 4. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p><b> ?。捍_定個軸段的長度</b></p><p> 齒輪2處軸肩高度 </p><p> 由齒輪3的各直徑的軸承安裝直徑=49mm</p><p> 按軸上需件的軸向尺寸及需件相對位置確定軸上各段長
72、度,如上圖</p><p> 5. 按許用彎曲應(yīng)力校核軸</p><p> ?。?)計算軸上作用力</p><p><b> 齒輪2:</b></p><p><b> 齒輪3:</b></p><p><b> 計算支反力</b></p&
73、gt;<p><b> 豎直面,繞B的力矩</b></p><p><b> 校核:</b></p><p><b> 計算無誤</b></p><p><b> 水平面,繞B的力矩</b></p><p><b> 校核
74、:</b></p><p><b> 計算無誤</b></p><p><b> 轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b> 垂直平面彎矩</b></p><p><b> C處彎矩:(左)=</b></p><p>
75、;<b> (右)=</b></p><p><b> D處彎矩:(左)=</b></p><p><b> (右)=</b></p><p><b> 水平彎矩:</b></p><p><b> C處:</b></
76、p><p><b> D處:</b></p><p><b> 合成彎矩</b></p><p><b> C處:(左)=</b></p><p><b> (右)=</b></p><p><b> D處:(左)=
77、</b></p><p><b> (右)=</b></p><p><b> (5)彎矩及轉(zhuǎn)矩圖</b></p><p> ?。?) 計算當(dāng)量彎矩</p><p><b> 應(yīng)力系數(shù)校核:</b></p><p><b>
78、 C處:</b></p><p><b> D處: </b></p><p><b> ?。?)校核軸頸</b></p><p> C刨面: 強(qiáng)度足夠</p><p> D刨面: 強(qiáng)度足夠</p><p> 6 軸的局部結(jié)構(gòu)設(shè)計</p&g
79、t;<p> 由表6.1得鍵槽尺寸</p><p> 由表6.2得鍵槽尺寸得鍵長L=45</p><p> 由表4.5得導(dǎo)向錐面尺寸a=3,</p><p> 由表4.3得砂輪越程槽</p><p> 由表4.6的各過渡圓角尺寸R=1.2,C=0.6</p><p><b> 4.2
80、高速軸的設(shè)計</b></p><p><b> 軸材料的選擇</b></p><p> 由于該軸為齒輪軸,應(yīng)與齒輪的材料相同,為45調(diào)質(zhì)</p><p><b> 初步確定軸的直徑</b></p><p> 根據(jù)表[1]15-3選取A0=112。于是有:</p>&
81、lt;p> 此軸的最小直徑分明是安裝聯(lián)軸器處軸的最小直徑d為了使所選的軸的直徑d與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),固需同時選取聯(lián)軸器的型號。</p><p><b> 聯(lián)軸器的型號的選取</b></p><p> 查表[1]14-1,取 =1.3則; 按照計算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014-2003,選用LX3 型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱
82、轉(zhuǎn)矩1250(N·m)。半聯(lián)軸器的孔徑d1=32(mm) ,故取d1=32(mm)。</p><p> 4. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p><b> (1): 劃分軸段</b></p><p> 軸伸段,過密封圈處軸段,軸頸段,軸承安裝定位軸段,齒輪軸段</p><p> ?。?)根據(jù)軸向定位的要求確定
83、軸的各段直徑和長度</p><p> 軸伸直徑比強(qiáng)度計算的值要大許多??紤]軸的緊湊性,起階梯軸段直徑應(yīng)盡可能較小值增加,同時軸伸段,因此軸伸段取聯(lián)軸器用套筒定位,與套筒配合段直徑=34mm</p><p> 選擇深溝球軸承6307,軸頸==35mm(查表5-9),根據(jù)軸承的安裝尺寸(查表5-9)</p><p> 齒輪段段前面尺寸的設(shè)計 </p&g
84、t;<p> ?。?)定各段的軸向長度</p><p> 兩軸承間距 A為箱體內(nèi)壁距離,由中間軸設(shè)計知161mm,軸承內(nèi)端面與內(nèi)壁之間的距離取10mm,B為軸承寬,取21mm。則</p><p> 軸伸段由聯(lián)軸器軸向長度確定;</p><p> 軸頸段長度由軸承寬決定;</p><p> 齒輪段軸向長度取決于齒
85、輪寬,軸向位置由中間軸2齒輪所需李娥河位置確定;</p><p> 直徑軸段長度在齒輪尺寸和位置確定后即可自然獲得。直徑為軸段長由端蓋外和端蓋內(nèi)兩部分尺寸組成; </p><p> 端蓋外尺寸為:k+(10~20)mm h為端蓋螺釘(M8)六角厚度k=7mm;</p><p> 端蓋內(nèi)尺寸
86、,根據(jù)附圖III.7所示為 其中為壁厚,為 軸承旁接螺栓扳手位置尺寸,見表7.1,7.2;e為端蓋凸緣厚度(表7.17);軸承內(nèi)端面與內(nèi)壁距離;B為軸承寬,6307軸承為21mm;軸段長度=k+(10~20)+ =54mm</p><p> 高速軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸如下;</p><p> 4、按許用彎曲應(yīng)力校核</p><p> 1)、繪軸的受力圖,如圖
87、(a)</p><p> 2)、計算軸上的作用力</p><p><b> 齒輪1:</b></p><p><b> 3)、計算支反力</b></p><p> 垂直平面支反力(XZ平面),圖(b)</p><p> 繞支點(diǎn)B的力矩和,得</p>&
88、lt;p><b> 同理,,得</b></p><p><b> 校核:</b></p><p><b> 計算無誤</b></p><p> 水平平面(XY平面),圖(c)</p><p> 繞支點(diǎn)B的力矩和,得</p><p><
89、;b> 校核:</b></p><p><b> 計算無誤</b></p><p> 4)、轉(zhuǎn)矩,繪彎矩圖,</p><p> 垂直面內(nèi)彎矩圖,圖(d)</p><p><b> C處彎矩:</b></p><p> 水平面內(nèi)彎矩圖,圖(e)&l
90、t;/p><p><b> C處彎矩:</b></p><p> 5)、合成彎矩,圖(f)</p><p><b> C處:</b></p><p> 4)、轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩圖,圖(g)</p><p> 5)、計算當(dāng)量彎矩,繪彎矩圖,圖(h)</p><
91、p><b> 應(yīng)力校正系數(shù)</b></p><p><b> C處:</b></p><p><b> 高速軸受力及彎矩圖</b></p><p><b> 7)、校核軸徑</b></p><p><b> C剖面:。</b
92、></p><p><b> 4.3低速軸的設(shè)計</b></p><p><b> 材料的選擇</b></p><p> 選擇40 Cr調(diào)質(zhì)鋼</p><p> 2 初步確定軸的直徑</p><p> 初步估算軸的最小直徑</p><p&g
93、t; 根據(jù)表15-3選取A0=112。于是有:</p><p> 此軸的最小直徑分明是安裝聯(lián)軸器處軸的最小直徑,為了使所選的軸的直徑。</p><p> 聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),固需同時選取聯(lián)軸器的型號。</p><p> 3 . 聯(lián)軸器的型號的選取</p><p> 查表[1]14-1,取 =1.3則; </p><
94、;p> 按照計算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014-2003(見表[2]8-2),選用LX4 型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為1250(N·m)。半聯(lián)軸器的孔徑(mm) ,固取d1 </p><p><b> 4. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p> ?。?):擬定軸上零件的裝配方案</p>&
95、lt;p> ?。?):根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p> 選擇深溝球軸承6311軸頸半徑,由齒輪4知其齒寬b=68mm。軸承詞用軸肩定位,由表5-9知。兩軸頸間距離 , 其中A為箱體內(nèi)壁距離,由中間軸設(shè)計知161mm,軸承內(nèi)端面與內(nèi)壁之間的距離取10mm,B為軸承寬,取。則</p><p> 軸伸段由聯(lián)軸器軸向長度確定;</p><
96、p> 軸頸段長度由軸承寬決定;</p><p> 齒輪段軸向長度取決于齒輪寬,軸向位置由中間軸4齒輪所需李娥河位置確定;</p><p> 直徑軸段長度在齒輪尺寸和位置確定后即可自然獲得。直徑為軸段長由端蓋外和端蓋內(nèi)兩部分尺寸組成;</p><p> 端蓋外尺寸為:k+(10~20)mm h為端蓋螺釘(M8)六角厚度k=7mm;</p>
97、;<p> 端蓋內(nèi)尺寸,根據(jù)附圖III.7所示為 其中為壁厚,為 軸承旁接螺栓扳手位置尺寸,見表7.1,7.2;e為端蓋凸緣厚度(表7.17);軸承內(nèi)端面與內(nèi)壁距離;B為軸承寬,6307軸承為31mm;軸段長度=k+(10~20)+ =45mm</p><p> 高速軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸如下;</p><p> 5.按許用彎曲應(yīng)力校核</p><
98、p> 1)、軸上力的作用點(diǎn)及支點(diǎn)跨距的確定</p><p> 齒輪對軸的力作用點(diǎn)按簡化原則在齒輪寬的中點(diǎn),因此可決定軸上齒輪力的作用點(diǎn)位置。</p><p> 軸頸上安裝的6311C軸承從表5.09可知他的負(fù)荷作用中心距離軸承外端面尺寸</p><p> 2)、繪軸的受力圖,如圖(a)</p><p> 3)、計算軸上的作用力
99、</p><p><b> 齒輪1:</b></p><p><b> 4)、計算支反力</b></p><p> 垂直平面支反力(XZ平面),圖(b)</p><p> 繞支點(diǎn)B的力矩和,得</p><p><b> 同理,,得</b><
100、;/p><p><b> 校核:</b></p><p><b> 計算無誤</b></p><p> 水平平面(XY平面),圖(c)</p><p> 繞支點(diǎn)B的力矩和,得</p><p><b> 校核:</b></p><
101、p><b> 計算無誤</b></p><p> 5)、轉(zhuǎn)矩,繪彎矩圖,</p><p> 垂直面內(nèi)彎矩圖,圖(d)</p><p><b> C處彎矩:</b></p><p> 水平面內(nèi)彎矩圖,圖(e)</p><p><b> C處彎矩:&l
102、t;/b></p><p> 6)、合成彎矩,圖(f)</p><p><b> C處:</b></p><p> 7)、轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩圖,圖(g) </p><p> 8)、計算當(dāng)量彎矩,繪彎矩圖,圖(h)</p><p><b> 應(yīng)力校正系數(shù)</b><
103、/p><p><b> C處:</b></p><p><b> 9)、校核軸徑</b></p><p><b> C剖面:。</b></p><p> 第五章 滾動軸承的組合設(shè)計</p><p> 軸承的作用:支承軸。</p>&
104、lt;p> 考慮受軸向力較小,且主要是徑向力,故選用的是單列深溝球軸承</p><p> 中間軸6308兩個,高速軸6307兩個,低速軸6311兩個(GB/T276-94)</p><p> 5.1低速軸上的軸承計算</p><p> 在前面計算軸時采用6311號深溝球軸承,其主要參數(shù)如下:</p><p> 基本額定靜載荷:
105、 </p><p> 基本額定動載荷: ) FNH2=2307.19(N) FNV2=839.74(N)</p><p> 由上可知右端軸承所受的載荷遠(yuǎn)大于左端軸承,所以只需對右端軸承進(jìn)行校核,如果左端軸承滿足要求,左端軸承必滿足要求。</p><p><b> ?。?):求比值</b&
106、gt;</p><p> 軸承所受徑向力 </p><p> (2)按照[1]表13-5,X=1,Y=0,按照[1]表13-6,,取。則</p><p><b> P=1.1 </b></p><p> (3):驗(yàn)算軸承的壽命</p><p> 按要求軸承的最短壽命為Lh=2*8*3
107、00*10=48000(工作時間)</p><p> 根據(jù)[1]式(13-5)</p><p> ?。▽τ谇蜉S承取 ) 所以所選的軸承滿足要求。</p><p> 5.2中間軸深溝球軸承校核計算</p><p> 選用的軸承型號為6308,所以</p><p><b> 查表5.9</b>
108、</p><p><b> ,</b></p><p><b> 徑向負(fù)荷</b></p><p> 2)已知預(yù)期壽命5年,2班制 </p><p><b> 軸承實(shí)際壽命</b></p><p> =16670/326.605* >24
109、000h</p><p><b> 具有足夠使用壽命</b></p><p> 第六章 鍵連接的選擇和計算</p><p> 鍵的作用:把軸和套在軸上的零件固定在一起,以便傳遞扭矩。 </p><p> 6.1低速軸上鍵和聯(lián)軸器的設(shè)計計算</p><p> 1. 對連接齒輪與軸的鍵的
110、計算</p><p> ?。?):選擇鍵連接的類型和尺寸</p><p> 一般7級以上精度的齒輪有定心精度要求,應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪不在軸端,故選用圓頭普通平鍵(A)型。</p><p> 根據(jù)d=72(mm)從表6-1中查的鍵的截面尺寸為:寬度b=16(mm),高度=10(mm),由輪轂寬度并參考鍵的長度系列,取鍵長L=59.5(mm)(比輪轂寬度小些)
111、</p><p> ?。?):校核鍵連接的強(qiáng)度</p><p> 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼,由表6-2查得許用擠壓用力[ ]=100 ,取中間值,[ ]=110MPa 。鍵的工作長度l=L-b=55.5-16=39.5(mm),鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5 。由式(6-1)可得:</p><p><b> ]=110MPa</b
112、></p><p> 所選的鍵滿足強(qiáng)度要求。 </p><p> 2. 對聯(lián)軸器及其鍵的計算</p><p> b*h=12*8 d1=42 L=72</p><p> 所以l=L-b=72-12=60 k=0.5h=4</p><p> 81.23<110 MPa</p>
113、;<p> 所選的鍵滿足強(qiáng)度要求。</p><p> 6.2中間軸上鍵的設(shè)計計算</p><p> 1. 對連接大齒輪與軸的鍵的計算</p><p> ?。?):選擇鍵連接的類型和尺寸</p><p> 一般7級以上精度的齒輪有定心精度要求,應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪不在軸端,故選用圓頭普通平鍵(A)型。</p>
114、;<p> 根據(jù)d=45(mm)從表6-1中查的鍵的截面尺寸為:寬度b=14(mm),高度=9(mm),由輪轂寬度并參考鍵的長度系列,取鍵長L=33(mm)(比輪轂寬度小些)</p><p> ?。?):校核鍵連接的強(qiáng)度</p><p> 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼,由表6-2查得許用擠壓用力[ ]=100 ,取其平均值,[ ]=110MPa 。鍵的工作長度l=L-b=3
115、3-14=19(mm),鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5 。由式(6-1)可得:</p><p><b> ]=110MPa</b></p><p> 所選的鍵滿足強(qiáng)度要求。</p><p> 6.3高速軸上鍵和聯(lián)軸器的設(shè)計計算</p><p> 1.對聯(lián)軸器及其鍵的計算</p><
116、;p> d1=30 b=8 h=7 L=46</p><p> 所以l=L-b=46-8=38 k=0.5h=3.5</p><p><b> ]=110MPa</b></p><p> 所選的鍵滿足強(qiáng)度要求。</p><p> 第七章 減速器的箱體、潤滑劑及附件</p>&
117、lt;p><b> 7.1箱體設(shè)計:</b></p><p> 低速級中心距:a=170(mm)</p><p> 箱座壁厚:=0.025a+2.5=6.18(mm) 取為8(mm)</p><p> 箱蓋壁厚:=0.025a+2.5=6.18(mm) 取為8(mm)</p><p> 箱座凸緣厚度:
118、b=1.5=12(mm)</p><p> 箱蓋凸緣厚度:=1.5=12(mm)</p><p> 箱座底凸緣厚度:p=2.5=20(mm)</p><p> 箱座上的肋厚: m0.85=6.8(mm),取m=7(mm)</p><p> 箱蓋上的肋厚: 0.85=6.8(mm),取=7(mm)</p><p>
119、; 地腳螺栓直徑: =0.04a+8=13.9,取M16</p><p> 軸承旁連接螺栓直徑: =0.75=12,取M12</p><p> 上下箱連接螺栓直徑: =(0.5~0.6)=(6.95~8.34),取M8</p><p> 定位銷孔直徑:=(0.7~0.8)=(5.6~6.4),取=6(mm)</p><p> 7.2
120、潤滑方式及潤滑劑的選擇</p><p><b> 1.齒輪</b></p><p> (1):齒輪潤滑方式的選擇</p><p> 高速軸齒輪圓周速度:</p><p><b> 2.262m/s</b></p><p> 中間軸大齒輪圓周速度:</p>
121、<p><b> 2.26m/s</b></p><p> 中間軸小齒輪圓周速度:</p><p><b> 0.754m/s</b></p><p> 低速軸齒輪圓周速度:</p><p><b> 0.758m/s</b></p>&l
122、t;p> 因?yàn)椋?=2.262 </p><p> >2 ,齒輪采用油潤滑。</p><p> <12 ,齒輪采用浸油潤滑。</p><p> 即將齒輪浸于減速器油池內(nèi),當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動時,將潤滑油帶到嚙合處,同時也將油甩直箱壁上用以散熱。</p><p> ?。?):齒輪潤滑劑的選擇</p><p&
123、gt; 查表表7-1,齒輪潤滑油選用中負(fù)荷工業(yè)齒輪油(GB5903—1995),運(yùn)動粘度為:90—110(單位為:)。</p><p><b> 2.滾動軸承</b></p><p> ?。?):軸承潤滑方式的選擇</p><p> 高速軸深溝球軸承速度:</p><p> 中間軸深溝球軸承速度:</p&g
124、t;<p> 低速軸深溝球軸承速度:</p><p> 因?yàn)?都低于脂潤滑速度,所以它們都選擇脂潤滑。</p><p> ?。?):滾動軸承潤滑劑的選擇</p><p> 查表(13-10),選擇合適的潤滑脂。</p><p> 7.3密封方式的選擇</p><p><b> 滾動軸承
125、密封選擇</b></p><p> 滾動軸承采用氈圈密封。</p><p><b> 箱體密封選擇:</b></p><p> 箱體剖分面上應(yīng)該用水玻璃密封或者密封膠密封。</p><p> 7.4減速器附件設(shè)計:</p><p><b> 總結(jié)</b>
126、</p><p> 這次關(guān)于兩級展開式圓柱直齒輪減速器的課程設(shè)計是我們真正理論聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計概念和設(shè)計過程的實(shí)踐考驗(yàn),對于提高我們機(jī)械設(shè)計的綜合素質(zhì)大有用處。通過幾個星期的設(shè)計實(shí)踐,使我對機(jī)械設(shè)計有了更多的了解和認(rèn)識.為我們以后的工作打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p> 機(jī)械設(shè)計是機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當(dāng)強(qiáng)的技術(shù)課程,它融《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計》、《理論力學(xué)》、《材料
127、力學(xué)》、《公差與配合》、《CAD實(shí)用軟件》、《機(jī)械工程材料》、《機(jī)械設(shè)計手冊》等于一體。</p><p> 這次的課程設(shè)計,對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計思想;訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際反系和解決工程實(shí)際問題的能力;鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計方面的知識等方面有重要的作用。</p><p> 在這次的課程設(shè)計過程中,綜合運(yùn)用先修課程中所學(xué)的有關(guān)知識與技能,結(jié)
128、合各個教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行機(jī)械課程的設(shè)計,一方面,逐步提高了我們的理論水平、構(gòu)思能力、工程洞察力和判斷力,特別是提高了分析問題和解決問題的能力,為我們以后對專業(yè)產(chǎn)品和設(shè)備的設(shè)計打下了寬廣而堅實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p> 本次設(shè)計得到了指導(dǎo)老師的細(xì)心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助.</p><p> 設(shè)計中還存在不少錯誤和缺點(diǎn),需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機(jī)械設(shè)計的知識,繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計習(xí)
129、慣和思維從而提高設(shè)計實(shí)踐操作能力。</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> [1]《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》(第3版)—周元康,林昌華,張海兵主編。重慶:重慶大學(xué)出版社,2007。</p><p> [2]《機(jī)械設(shè)計》(第九版)—濮良貴,紀(jì)名剛,吳立言主編。北京:高等教育出版社,2012。</p><
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