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文檔簡(jiǎn)介
1、<p> 機(jī)械設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書</p><p> 題 目:二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器</p><p> 系 別: XXX系</p><p> 專 業(yè): </p><p><b> 學(xué)生姓名:</b></p><p&
2、gt;<b> 學(xué) 號(hào):</b></p><p><b> 指導(dǎo)教師:</b></p><p><b> 職 稱:</b></p><p><b> 二零一二年五月一日</b></p><p><b> 目 錄</
3、b></p><p> 第一部分 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書-------------------------------3</p><p> 第二部分 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案-------------------------3</p><p> 第三部分 電動(dòng)機(jī)的選擇--------------------------------4</p><p
4、> 第四部分 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)-----------------7</p><p> 第五部分 齒輪的設(shè)計(jì)----------------------------------8</p><p> 第六部分 傳動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)---------------17</p><p> 第七部分 鍵連接的選擇及校核計(jì)算----------
5、-------------20</p><p> 第八部分 減速器及其附件的設(shè)計(jì)-------------------------22</p><p> 第九部分 潤(rùn)滑與密封----------------------------------24</p><p> 設(shè)計(jì)小結(jié)--------------------------------------------
6、25</p><p> 參考文獻(xiàn)--------------------------------------------25</p><p> 第一部分 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b> 一、設(shè)計(jì)課題:</b></p><p> 設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級(jí)展開式圓柱直齒輪減速器.運(yùn)輸機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),
7、載荷變化不大,空載起動(dòng),卷筒效率為0.96(包括其支承軸承效率的損失),減速器小批量生產(chǎn),使用期限10年(300天/年),1班制工作,運(yùn)輸容許速度誤差為5%,車間有三相交流,電壓380/220V。</p><p><b> 二. 設(shè)計(jì)要求:</b></p><p> 1.減速器裝配圖一張(A1或A0)。</p><p> 2.CAD繪制軸
8、、齒輪零件圖各一張(A3或A2)。</p><p> 3.設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。</p><p><b> 三. 設(shè)計(jì)步驟:</b></p><p> 1. 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案</p><p> 2. 電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p> 3. 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比</p
9、><p> 4. 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p><p><b> 5. 齒輪的設(shè)計(jì)</b></p><p> 6. 滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)</p><p><b> 7. 鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)</b></p><p> 8. 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p>
10、<p><b> 9. 潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì)</b></p><p> 第二部分 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案</p><p> 1.組成:傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。</p><p> 2.特點(diǎn):齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱分布,故沿軸向載荷分布不均勻,要求軸有較大的剛度。</p><p> 3.確定傳動(dòng)方案:
11、考慮到總傳動(dòng)比不大,確定其傳動(dòng)方案如下:</p><p> 圖一: 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖</p><p> 初步確定傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案如:傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖所示。選擇二級(jí)圓柱直齒輪減速器(展開式)。</p><p> 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總效率?a:</p><p> ?a=????????????0.983×0.972×
12、0.992×0.96=0.83</p><p> ?1為軸承的效率,?2為齒輪嚙合傳動(dòng)的效率,?3為聯(lián)軸器的效率,?4為滾筒的效率(包括滾筒和對(duì)應(yīng)軸承的效率)。</p><p> 第三部分 電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p><b> 1 電動(dòng)機(jī)的選擇</b></p><p><b> 皮帶速
13、度v:</b></p><p><b> v=0.9m/s</b></p><p><b> 工作機(jī)的功率pw:</b></p><p> pw= 1.8 KW</p><p> 電動(dòng)機(jī)所需工作功率為:</p><p> pd= 2.17 KW</
14、p><p> 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)速為:</p><p> n = 57.3 r/min</p><p> 經(jīng)查表按推薦的傳動(dòng)比合理范圍,二級(jí)圓柱斜齒輪減速器傳動(dòng)比ia=8~40,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd = ia×n = (8×40)×57.3 = 458.4~2292r/min。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和減速器的傳
15、動(dòng)比,選定型號(hào)為Y132S-8的三相異步電動(dòng)機(jī),額定功率為2.2KW,滿載轉(zhuǎn)速nm=710r/min,同步轉(zhuǎn)速750r/min。</p><p> 2 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比</p><p><b> (1)總傳動(dòng)比:</b></p><p> 由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n 和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n,可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為:<
16、/p><p> ia=nm/n=710/57.3=12.4</p><p> ?。?)分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比:</p><p> 取兩級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比為:</p><p><b> i12 = </b></p><p> 則低速級(jí)的傳動(dòng)比為:</p><p>
17、 i23 = 3.09</p><p> 第四部分 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p><p><b> ?。?)各軸轉(zhuǎn)速:</b></p><p> nI = nm = 710 = 710 r/min</p><p> nII = nI/i12 = 710/4.01 = 177.1 r/min</p
18、><p> nIII = nII/i23 = 177.1/3.09 = 57.3 r/min</p><p> nIV = nIII = 57.3 r/min</p><p> ?。?)各軸輸入功率:</p><p> PI = Pd×?? = 2.17×0.99 = 2.15 KW</p><p&g
19、t; PII = PI×????? = 2.15×0.98×0.97 = 2.04 KW</p><p> PIII = PII×????? = 2.04×0.98×0.97 = 1.94 KW</p><p> PIV = PIII×????? = 1.94×0.98×0.99 = 2.04
20、KW</p><p><b> 則各軸的輸出功率:</b></p><p> PI' = PI×0.98 = 2.11 KW</p><p> PII' = PII×0.98 = 2 KW</p><p> PIII' = PIII×0.98 = 1.9 KW
21、</p><p> PIV' = PIV×0.98 = 2 KW</p><p> (3)各軸輸入轉(zhuǎn)矩:</p><p> TI = Td×??</p><p> 電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩:</p><p> Td = = 29.2 Nm</p><p><
22、;b> 所以:</b></p><p> TI = Td×?? = 29.2×0.99 = 28.9 Nm</p><p> TII = TI×i12×????? = 28.9×4.01×0.98×0.97 = 110.2 Nm</p><p> TIII = TII
23、215;i23×????? = 110.2×3.09×0.98×0.97 = 323.7 Nm</p><p> TIV = TIII×????? = 323.7×0.98×0.99 = 314.1 Nm</p><p><b> 輸出轉(zhuǎn)矩為:</b></p><p>
24、 TI' = TI×0.98 = 28.3 Nm</p><p> TII' = TII×0.98 = 108 Nm</p><p> TIII' = TIII×0.98 = 317.2 Nm</p><p> TIV' = TIV×0.98 = 307.8 Nm</p>&
25、lt;p> 第六部分 齒輪的設(shè)計(jì)</p><p> ?。ㄒ唬?高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p> 1 齒輪材料、熱處理及精度:</p><p> 考慮此減速器的功率及現(xiàn)場(chǎng)安裝的限制,故選用二級(jí)展開式圓柱直齒輪減速器,小齒輪選硬齒面,大齒輪選軟齒面。</p><p> 材料:高速級(jí)小齒輪選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì),齒面硬度為小
26、齒輪:250HBS。高速級(jí)大齒輪選用45號(hào)鋼正火,齒面硬度為大齒輪:200HBS。取小齒齒數(shù):Z1 = 21,則:</p><p> Z2 = i12×Z1 = 4.01×21 = 84.21 ?。篫2 = 84</p><p> 2 初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸,按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì):</p><p><b> 確定各參數(shù)的值
27、:</b></p><p> 1) 試選Kt = 1.2</p><p> 2) T1 = 28.9 Nm</p><p> 3) 選取齒寬系數(shù)?d = 1</p><p> 4) 由表8-5查得材料的彈性影響系數(shù)ZE = 189.8</p><p> 5) 由圖8-15查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH =
28、2.5</p><p> 6) 查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限:?Hlim1 = 610 MPa,大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限:?Hlim2 = 560 MPa。</p><p> 7) 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù):</p><p> 小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù):N1 = 60nkth = 60×710×1×10×300×1×
29、;8 = 1.02×109</p><p> 大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù):N2 = 60nkth = N1/u = 1.02×109/4.01 = 2.55×108</p><p> 8) 由圖8-19查得接觸疲勞壽命系數(shù):KHN1 = 0.88,KHN2 = 0.91</p><p> 9) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力,取失效概率為1%,安全
30、系數(shù)S=1,得:</p><p> [?H]1 = = 0.88×610 = 536.8 MPa</p><p> [?H]2 = = 0.91×560 = 509.6 MPa</p><p><b> 許用接觸應(yīng)力:</b></p><p> [?H] = ([?H]1+[?H]2)/2
31、 = (536.8+509.6)/2 = 523.2 MPa</p><p><b> 3 設(shè)計(jì)計(jì)算:</b></p><p> 小齒輪的分度圓直徑:d1t:</p><p> = = 53 mm</p><p> 4 修正計(jì)算結(jié)果:</p><p><b> 1) 確定
32、模數(shù):</b></p><p> mn = = = 2.52 mm</p><p> 取為標(biāo)準(zhǔn)值:3 mm。</p><p><b> 2) 中心距:</b></p><p> a = = = 157.5 mm</p><p> 3) 計(jì)算齒輪參數(shù):</p>
33、;<p> d1 = Z1mn = 21×3 = 63 mm</p><p> d2 = Z2mn = 84×3 = 252 mm</p><p> b = φd×d1 = 63 mm</p><p> b圓整為整數(shù)為:b = 63 mm。</p><p> 4) 計(jì)算圓周速度v:<
34、/p><p> v = = = 2.34 m/s</p><p> 由表8-8選取齒輪精度等級(jí)為9級(jí)。</p><p> 5 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度:</p><p> (1) 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值:</p><p> 1) 由表8-3查得齒間載荷分配系數(shù):KH? = 1.1,KF? = 1.1;齒輪寬高比為
35、:</p><p> = = = 9.33</p><p> 求得:KH? = 1.09+0.26?d2+0.33×10-3b = 1.09+0.26×0.82+0.33×10-3×63 = 1.37</p><p> ,由圖8-12查得:KF? = 1.34</p><p> 2) K =
36、 KAKVKF?KF? = 1×1.1×1.1×1.34 = 1.62</p><p> 3) 由圖8-17、8-18查得齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù):</p><p> 齒形系數(shù):YFa1 = 2.73 YFa2 = 2.23</p><p> 應(yīng)力校正系數(shù):YSa1 = 1.57 YSa2 = 1.77</p>&
37、lt;p> 4) 由圖8-22c按齒面硬度查得大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限為:</p><p> ?Flim1 = 245 MPa ?Flim2 = 220 MPa</p><p><b> 5) 同例8-2:</b></p><p> 小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù):N1 = 1.02×109</p><p&
38、gt; 大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù):N2 = 2.55×108</p><p> 6) 由圖8-20查得彎曲疲勞壽命系數(shù)為:</p><p> KFN1 = 0.85 KFN2 = 0.87</p><p> 7) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力,取S=1.3,由式8-15得:</p><p> [?F]1 = = = 160.2&
39、lt;/p><p> [?F]2 = = = 147.2</p><p> = = 0.02675</p><p> = = 0.02681</p><p><b> 大齒輪數(shù)值大選用。</b></p><p> (2) 按式8-23校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度:</p>&
40、lt;p><b> mn≥</b></p><p> = = 1.79 mm</p><p> 1.79≤3所以強(qiáng)度足夠。</p><p> (3) 各齒輪參數(shù)如下:</p><p> 大小齒輪分度圓直徑:</p><p> d1 = 63 mm</p><
41、;p> d2 = 252 mm</p><p> b = ?d×d1 = 63 mm</p><p> b圓整為整數(shù)為:b = 63 mm</p><p> 圓整的大小齒輪寬度為:b1 = 68 mm b2 = 63 mm</p><p> 中心距:a = 157.5 mm,模數(shù):m = 3 mm</p&g
42、t;<p> (二) 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p> 1 齒輪材料、熱處理及精度:</p><p> 考慮此減速器的功率及現(xiàn)場(chǎng)安裝的限制,故選用二級(jí)展開式圓柱直齒輪減速器,小齒輪選硬齒面,大齒輪選軟齒面。</p><p> 材料:高速級(jí)小齒輪選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì),齒面硬度為小齒輪:250HBS。高速級(jí)大齒輪選用45號(hào)鋼正火,齒面硬度為
43、大齒輪:200HBS。取小齒齒數(shù):Z3 = 24,則:</p><p> Z4 = i23×Z3 = 3.09×24 = 74.16 取:Z4 = 74</p><p> 2 初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸,按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì):</p><p><b> 確定各參數(shù)的值:</b></p><p&g
44、t; 1) 試選Kt = 2.5</p><p> 2) T2 = 110.2 Nm</p><p> 3) 選取齒寬系數(shù)?d = 1</p><p> 4) 由表8-5查得材料的彈性影響系數(shù)ZE = 189.8</p><p> 5) 由圖8-15查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH = 2.5</p><p> 6)
45、查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限:?Hlim1 = 610 MPa,大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限:?Hlim2 = 560 MPa。</p><p> 7) 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù):</p><p> 小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù):N3 = 60nkth = 60×177.1×1×10×300×1×8 = 2.55×108</p>
46、;<p> 大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù):N4 = 60nkth = N1/u = 2.55×108/3.09 = 8.25×107</p><p> 8) 由圖8-19查得接觸疲勞壽命系數(shù):KHN1 = 0.91,KHN3 = 0.93</p><p> 9) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力,取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,得:</p><p&g
47、t; [?H]3 = = 0.91×610 = 555.1 MPa</p><p> [?H]4 = = 0.93×560 = 520.8 MPa</p><p><b> 許用接觸應(yīng)力:</b></p><p> [?H] = ([?H]3+[?H]4)/2 = (555.1+520.8)/2 = 537.95
48、 MPa</p><p><b> 3 設(shè)計(jì)計(jì)算:</b></p><p> 小齒輪的分度圓直徑:d1t:</p><p> = = 82.8 mm</p><p> 4 修正計(jì)算結(jié)果:</p><p><b> 1) 確定模數(shù):</b></p>
49、<p> mn = = = 3.45 mm</p><p> 取為標(biāo)準(zhǔn)值:3.5 mm。</p><p><b> 2) 中心距:</b></p><p> a = = = 171.5 mm</p><p> 3) 計(jì)算齒輪參數(shù):</p><p> d3 = Z3m
50、n = 24×3.5 = 84 mm</p><p> d4 = Z4mn = 74×3.5 = 259 mm</p><p> b = φd×d3 = 84 mm</p><p> b圓整為整數(shù)為:b = 84 mm。</p><p> 4) 計(jì)算圓周速度v:</p><p>
51、 v = = = 0.78 m/s</p><p> 由表8-8選取齒輪精度等級(jí)為9級(jí)。</p><p> 5 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度:</p><p> (1) 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值:</p><p> 1) 由表8-3查得齒間載荷分配系數(shù):KH? = 1.1,KF? = 1.1;齒輪寬高比為:</p><p
52、> = = = 10.67</p><p> 求得:KH? = 1.09+0.26?d4+0.33×10-3b = 1.09+0.26×0.82+0.33×10-3×84 = 1.38</p><p> ,由圖8-12查得:KF? = 1.35</p><p> 2) K = KAKVKF?KF? = 1
53、215;1.1×1.1×1.35 = 1.63</p><p> 3) 由圖8-17、8-18查得齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù):</p><p> 齒形系數(shù):YFa3 = 2.63 YFa4 = 2.25</p><p> 應(yīng)力校正系數(shù):YSa3 = 1.59 YSa4 = 1.77</p><p> 4) 由圖8-
54、22c按齒面硬度查得大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限為:</p><p> ?Flim3 = 245 MPa ?Flim4 = 220 MPa</p><p><b> 5) 同例8-2:</b></p><p> 小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù):N3 = 2.55×108</p><p> 大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù):N4
55、 = 8.25×107</p><p> 6) 由圖8-20查得彎曲疲勞壽命系數(shù)為:</p><p> KFN3 = 0.87 KFN4 = 0.89</p><p> 7) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力,取S=1.3,由式8-15得:</p><p> [?F]3 = = = 164</p><p>
56、; [?F]4 = = = 150.6</p><p> = = 0.0255</p><p> = = 0.02644</p><p><b> 大齒輪數(shù)值大選用。</b></p><p> (2) 按式8-23校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度:</p><p><b> m
57、n≥</b></p><p> = = 2.55 mm</p><p> 2.55≤3.5所以強(qiáng)度足夠。</p><p> (3) 各齒輪參數(shù)如下:</p><p> 大小齒輪分度圓直徑:</p><p> d3 = 84 mm</p><p> d4 = 259 m
58、m</p><p> b = ?d×d3 = 84 mm</p><p> b圓整為整數(shù)為:b = 84 mm</p><p> 圓整的大小齒輪寬度為:b3 = 89 mm b4 = 84 mm</p><p> 中心距:a = 171.5 mm,模數(shù):m = 3.5 mm</p><p> 第
59、七部分 傳動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)</p><p><b> ?、褫S的設(shè)計(jì)</b></p><p> 1 輸入軸上的功率P1、轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1:</p><p> P1 = 2.15 KW n1 = 710 r/min T1 = 28.9 Nm</p><p> 2 求作用在齒輪上的力:</
60、p><p> 已知高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為:</p><p> d1 = 63 mm</p><p><b> 則:</b></p><p> Ft = = = 917.5 N</p><p> Fr = Ft×tan?t = 917.5×tan200 = 333.
61、9 N</p><p> 3 初步確定軸的最小直徑:</p><p> 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表15-3,取A0 = 112,得:</p><p> dmin = A0× = 112× = 16.2 mm</p><p> 輸出軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器直徑
62、處d12,所以同時(shí)需要選取聯(lián)軸器的型號(hào),聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩:Tca = KAT1,查《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表14-1,由于轉(zhuǎn)矩變化很小,故取:KA = 1.2,則:</p><p> Tca = KAT1 = 1.2×28.9 = 34.7 Nm</p><p> 由于鍵槽將軸徑增大4%,選取聯(lián)軸器型號(hào)為:LT4型,其尺寸為:內(nèi)孔直徑20 mm,軸孔長(zhǎng)度38 mm,則:d12
63、= 20 mm,為保證聯(lián)軸器定位可靠?。簂12 = 36 mm。半聯(lián)軸器右端采用軸端擋圈定位,按軸徑選用軸端擋圈直徑為:D = 30 mm,左端用軸肩定位,故取II-III段軸直徑為:d23 = 25 mm。右端距箱體壁距離為20,取:l23 = 35 mm。</p><p> 4 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度:</p><p> 初選軸承的類型及型號(hào)。為能順利地在軸端I
64、II-IV、VII-VIII上安裝軸承,其段滿足軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn),故取:d34 = d78 = 30 mm;因軸只受徑載荷作用,查軸承樣本選用:6206型深溝球軸承,其尺寸為:d×D×T = 30×62×16 mm,軸承右端采用擋油環(huán)定位,取:l34 = 16 mm。右端軸承采用擋油環(huán)定位,由軸承樣本查得6206。型軸承的定位軸肩高度:h = 3 mm,故取:d45 = d67 = 36 mm。<
65、;/p><p> 齒輪的定位及安裝齒輪處軸段尺寸的確定。由于:d1≤2d56 ,所以小齒輪應(yīng)該和輸入軸制成一體,所以:l56 = 68 mm;齒輪的左端與軸承之間采用套筒定位,則:</p><p> l67 = s+a = 10+8 = 18 mm</p><p> l45 = b3+c+a+s = 89+12+10+8 = 119 mm</p>&
66、lt;p> l78 = T = 16 mm</p><p> 5 軸的受力分析和校核:</p><p> 1)作軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖(見圖a):</p><p> 根據(jù)6206深溝球軸承查手冊(cè)得T= 16 mm</p><p> 齒寬中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離L2 = ((63+5)/2+16+119-16/2)mm = 161 mm<
67、/p><p> 齒寬中點(diǎn)距右支點(diǎn)距離L3 = ((63+5)/2+18+16-16/2)mm = 60 mm</p><p> 2)計(jì)算軸的支反力:</p><p> 水平面支反力(見圖b):</p><p> FNH1 = = = 249.1 N</p><p> FNH2 = = = 668.4 N&
68、lt;/p><p> 垂直面支反力(見圖d):</p><p> FNV1 = = = 90.7 N</p><p> FNV2 = = = 243.2 N</p><p> 3)計(jì)算軸的彎矩,并做彎矩圖:</p><p> 截面C處的水平彎矩:</p><p> MH = FN
69、H1L2 = 249.1×161 Nmm = 40105 Nmm</p><p> 截面C處的垂直彎矩:</p><p> MV = FNV1L2 = 90.7×161 Nmm = 14603 Nmm</p><p> 分別作水平面彎矩圖(圖c)和垂直面彎矩圖(圖e)。</p><p> 截面C處的合成彎矩:<
70、;/p><p> M = = 42681 Nmm</p><p> 作合成彎矩圖(圖f)。</p><p> 4)作轉(zhuǎn)矩圖(圖g)。</p><p> 5)按彎扭組合強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度:</p><p> 通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面(即危險(xiǎn)截面C)的強(qiáng)度。必要時(shí)也對(duì)其他危險(xiǎn)截面(轉(zhuǎn)矩較大且軸頸較小
71、的截面)進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)公式(14-4),取? = 0.6,則有:</p><p> ?ca = = = MPa</p><p> = 1.8 MPa≤[???] = 60 MPa</p><p> 故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度,并有一定的裕度(注:計(jì)算W時(shí),忽略單鍵槽的影響)。軸的彎扭受力圖如下:</p><p><b>
72、 II軸的設(shè)計(jì)</b></p><p> 1 求中間軸上的功率P2、轉(zhuǎn)速n2和轉(zhuǎn)矩T2:</p><p> P2 = 2.04 KW n2 = 177.1 r/min T2 = 110.2 Nm</p><p> 2 求作用在齒輪上的力:</p><p> 已知高速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為:</p>
73、<p> d2 = 252 mm</p><p><b> 則:</b></p><p> Ft = = = 874.6 N</p><p> Fr = Ft×tan?t = 874.6×tan200 = 318.3 N</p><p> 已知低速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為:<
74、;/p><p> d3 = 84 mm</p><p><b> 則:</b></p><p> Ft = = = 2623.8 N</p><p> Fr = Ft×tan?t = 2623.8×tan200 = 955 N</p><p> 3 確定軸的各段直徑
75、和長(zhǎng)度:</p><p> 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表15-3,?。篈0 = 107,得:</p><p> dmin = A0× = 107× = 24.2 mm</p><p> 中間軸最小直徑顯然是安裝軸承的直徑d12和d67,選定軸承型號(hào)為:6205型深溝球軸承,其尺寸為:d&
76、#215;D×T = 25×52×15 mm,則:d12 = d67 = 25 mm。取高速大齒輪的內(nèi)孔直徑為:d23 = 30 mm,由于安裝齒輪處的軸段長(zhǎng)度應(yīng)略小于輪轂長(zhǎng)度,則:l23 = 61 mm,軸肩高度:h = 0.07d = 0.07×30 = 2.1 mm,軸肩寬度:b≥1.4h = 1.4×2.1 = 2.94 mm,所以:d34 = d56 = 35 mm,l34 =
77、 14.5 mm。由于低速小齒輪直徑d3和2d34相差不多,故將該小齒輪做成齒輪軸,小齒輪段軸徑為:d45 = 84 mm,l45 = 89 mm,則:</p><p> l12 = T2+s+a+2.5+2 = 37.5 mm</p><p> l56 = 10-3 = 7 mm</p><p> l67 = T2+s+a-l56 = 15+8+10-7 =
78、 26 mm</p><p> 4 軸的受力分析和校核:</p><p> 1)作軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖(見圖a):</p><p> 根據(jù)6205深溝球軸承查手冊(cè)得T = 15 mm</p><p> 高速大齒輪齒寬中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離L1 = (63/2-2+37.5-15/2)mm = 59.5 mm</p><p>
79、; 中間軸兩齒輪齒寬中點(diǎn)距離L2 = (63/2+14.5+b3/2)mm = 90.5 mm</p><p> 低速小齒輪齒寬中點(diǎn)距右支點(diǎn)距離L3 = (b3/2+7+26-15/2)mm = 70 mm</p><p> 2)計(jì)算軸的支反力:</p><p> 水平面支反力(見圖b):</p><p> FNH1 = = =
80、 1472.9 N</p><p> FNH2 = = = 2025.5 N</p><p> 垂直面支反力(見圖d):</p><p> FNV1 = = = -71.6 N</p><p> FNV2 = = = -565.1 N</p><p> 3)計(jì)算軸的彎矩,并做彎矩圖:</p&
81、gt;<p> 截面B、C處的水平彎矩:</p><p> MH1 = FNH1L1 = 1472.9×59.5 Nmm = 87638 Nmm</p><p> MH2 = FNH2L3 = 2025.5×70 Nmm = 141785 Nmm</p><p> 截面B、C處的垂直彎矩:</p><p&
82、gt; MV1 = FNV1L1 = -71.6×59.5 Nmm = -4260 Nmm</p><p> MV2 = FNV2L3 = -565.1×70 Nmm = -39557 Nmm</p><p> 分別作水平面彎矩圖(圖c)和垂直面彎矩圖(圖e)。</p><p> 截面B、C處的合成彎矩:</p><p
83、> M1 = = 87741 Nmm</p><p> M2 = = 147200 Nmm</p><p> 作合成彎矩圖(圖f)。</p><p> 4)作轉(zhuǎn)矩圖(圖g)。</p><p> 5)按彎扭組合強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度:</p><p> 通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面(即危險(xiǎn)截
84、面B)的強(qiáng)度。必要時(shí)也對(duì)其他危險(xiǎn)截面(轉(zhuǎn)矩較大且軸頸較小的截面)進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)公式(14-4),取? = 0.6,則有:</p><p> ?ca = = = MPa</p><p> = 40.7 MPa≤[???] = 60 MPa</p><p> 故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度,并有一定的裕度(注:計(jì)算W時(shí),忽略單鍵槽的影響)。軸的彎扭受力圖如下:&
85、lt;/p><p><b> III軸的設(shè)計(jì)</b></p><p> 1 求輸出軸上的功率P3、轉(zhuǎn)速n3和轉(zhuǎn)矩T3:</p><p> P3 = 1.94 KW n3 = 57.3 r/min T3 = 323.7 Nm</p><p> 2 求作用在齒輪上的力:</p><p>
86、 已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為:</p><p> d4 = 259 mm</p><p><b> 則:</b></p><p> Ft = = = 2499.6 N</p><p> Fr = Ft×tan?t = 2499.6×tan200 = 909.8 N</p>
87、<p> 3 初步確定軸的最小直徑:</p><p> 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表15-3,取:A0 = 112,得:</p><p> dmin = A0× = 112× = 36.2 mm</p><p> 輸出軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器直徑處d12,所以同時(shí)需要選取
88、聯(lián)軸器的型號(hào),聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩:Tca = KAT3,查《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表14-1,由于轉(zhuǎn)矩變化很小,故取:KA = 1.2,則:</p><p> Tca = KAT3 = 1.2×323.7 = 388.4 Nm</p><p> 由于鍵槽將軸徑增大4%,選取聯(lián)軸器型號(hào)為:LT7型,其尺寸為:內(nèi)孔直徑40 mm,軸孔長(zhǎng)度84 mm,則:d12 = 40 mm,為保證
89、聯(lián)軸器定位可靠?。簂12 = 82 mm。半聯(lián)軸器右端采用軸端擋圈定位,按軸徑選用軸端擋圈直徑為:D = 50 mm,左端用軸肩定位,故取II-III段軸直徑為:d23 = 43 mm。</p><p> 4 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度:</p><p> 初選軸承的類型及型號(hào)。為能順利地在軸端III-IV、VII-VIII上安裝軸承,其段滿足軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn),故?。篸34
90、 = d78 = 45 mm;因軸只受徑載荷作用,查軸承樣本選用:6209型深溝球軸承,其尺寸為:d×D×T = 45mm×85mm×19mm。由軸承樣本查得6209型軸承的定位軸肩高度為:h = 3.5 mm,故?。篸45 = 52 mm。軸承端蓋的總寬度為:20 mm,取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面的距離為:l = 20 mm,l23 = 35 mm。</p><p>
91、 齒輪的定位及安裝齒輪處軸段尺寸的確定。取低速大齒輪的內(nèi)徑為:d4 = 52 mm,所以:d67 = 52 mm,為使齒輪定位可靠?。簂67 = 82 mm,齒輪右端采用軸肩定位,軸肩高度:h ≥ 0.07d = 0.07×52 = 3.64 mm,軸肩寬度:b ≥ 1.4h = 1.4×3.64 = 5.1 mm,所以:d56 = 60 mm,l56 = 10 mm;齒輪的左端與軸承之間采用套筒定位,則:<
92、/p><p> l34 = T3 = 19 mm</p><p> l45 = B2+a+s+5+c+2.5-l56 = 63+10+8+5+12+2.5-10 = 90.5 mm</p><p> l78 = T3+s+a+2.5+2 = 19+8+10+2.5+2 = 41.5 mm</p><p> 5 軸的受力分析和校核:<
93、;/p><p> 1)作軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖(見圖a):</p><p> 根據(jù)6209深溝球軸承查手冊(cè)得T= 19 mm</p><p> 齒寬中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離L2 = (84/2+10+90.5+19-19/2)mm = 152 mm</p><p> 齒寬中點(diǎn)距右支點(diǎn)距離L3 = (84/2-2+41.5-19/2)mm = 72 mm&l
94、t;/p><p> 2)計(jì)算軸的支反力:</p><p> 水平面支反力(見圖b):</p><p> FNH1 = = = 803.4 N</p><p> FNH2 = = = 1696.2 N</p><p> 垂直面支反力(見圖d):</p><p> FNV1 = =
95、 = 292.4 N</p><p> FNV2 = = = 617.4 N</p><p> 3)計(jì)算軸的彎矩,并做彎矩圖:</p><p> 截面C處的水平彎矩:</p><p> MH = FNH1L2 = 803.4×152 Nmm = 122117 Nmm</p><p> 截面C處
96、的垂直彎矩:</p><p> MV = FNV1L2 = 292.4×152 Nmm = 44445 Nmm</p><p> 分別作水平面彎矩圖(圖c)和垂直面彎矩圖(圖e)。</p><p> 截面C處的合成彎矩:</p><p> M = = 129954 Nmm</p><p> 作合成
97、彎矩圖(圖f)。</p><p> 4)作轉(zhuǎn)矩圖(圖g)。</p><p> 5)按彎扭組合強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度:</p><p> 通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面(即危險(xiǎn)截面C)的強(qiáng)度。必要時(shí)也對(duì)其他危險(xiǎn)截面(轉(zhuǎn)矩較大且軸頸較小的截面)進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)公式(14-4),取? = 0.6,則有:</p><p> ?ca =
98、 = = MPa</p><p> = 13.8 MPa≤[???] = 60 MPa</p><p> 故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度,并有一定的裕度(注:計(jì)算W時(shí),忽略單鍵槽的影響)。軸的彎扭受力圖如下:</p><p> 第八部分 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算</p><p> 1 輸入軸鍵計(jì)算:</p><p
99、> 校核高速聯(lián)軸器處的鍵連接:</p><p> 該處選用普通平鍵尺寸為:b×h×l = 6mm×6mm×32mm,接觸長(zhǎng)度:l' = 32-6 = 26 mm,則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:</p><p> T = 0.25hl'd[?F] = 0.25×6×26×20×120/10
100、00 = 93.6 Nm</p><p> T≥T1,故鍵滿足強(qiáng)度要求。</p><p> 2 中間軸鍵計(jì)算:</p><p> 校核高速大齒輪處的鍵連接:</p><p> 該處選用普通平鍵尺寸為:b×h×l = 8mm×7mm×50mm,接觸長(zhǎng)度:l' = 50-8 = 42 mm
101、,則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:</p><p> T = 0.25hl'd[?F] = 0.25×7×42×30×120/1000 = 264.6 Nm</p><p> T≥T2,故鍵滿足強(qiáng)度要求。</p><p> 3 輸出軸鍵計(jì)算:</p><p> (1) 校核低速大齒輪處的鍵
102、連接:</p><p> 該處選用普通平鍵尺寸為:b×h×l = 16mm×10mm×70mm,接觸長(zhǎng)度:l' = 70-16 = 54 mm,則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:</p><p> T = 0.25hl'd[?F] = 0.25×10×54×52×120/1000 = 842.4 N
103、m</p><p> T≥T3,故鍵滿足強(qiáng)度要求。</p><p> (2) 校核低速聯(lián)軸器處的鍵連接:</p><p> 該處選用普通平鍵尺寸為:b×h×l = 12mm×8mm×70mm,接觸長(zhǎng)度:l' = 70-12 = 58 mm,則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:</p><p>
104、T = 0.25hl'd[?F] = 0.25×8×58×40×120/1000 = 556.8 Nm</p><p> T≥T3,故鍵滿足強(qiáng)度要求。</p><p> 第九部分 軸承的選擇及校核計(jì)算</p><p> 根據(jù)條件,軸承預(yù)計(jì)壽命:</p><p> Lh = 10
105、15;1×8×300 = 24000 h</p><p> 1 輸入軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算:</p><p> (1) 初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P:</p><p> 因該軸承只受徑向力,所以:</p><p> P = Fr = 333.9 N</p><p> (2) 求軸承應(yīng)有的基本額定載
106、荷值C為:</p><p> C = P = 333.9× = 3364 N</p><p> (3) 選擇軸承型號(hào):</p><p> 查課本表11-5,選擇:6206軸承,Cr = 19.5 KN,由課本式11-3有:</p><p><b> Lh = </b></p><p
107、> = = 4.68×106≥Lh</p><p> 所以軸承預(yù)期壽命足夠。</p><p> 2 中間軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算:</p><p> (1) 初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P:</p><p> 因該軸承只受徑向力,所以:</p><p> P = Fr = 955 N</p>
108、<p> (2) 求軸承應(yīng)有的基本額定載荷值C為:</p><p> C = P = 955× = 6056 N</p><p> (3) 選擇軸承型號(hào):</p><p> 查課本表11-5,選擇:6205軸承,Cr = 14 KN,由課本式11-3有:</p><p><b> Lh = &l
109、t;/b></p><p> = = 2.96×105≥Lh</p><p> 所以軸承預(yù)期壽命足夠。</p><p> 3 輸出軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算:</p><p> (1) 初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P:</p><p> 因該軸承只受徑向力,所以:</p><p>
110、 P = Fr = 909.8 N</p><p> (2) 求軸承應(yīng)有的基本額定載荷值C為:</p><p> C = P = 909.8× = 3961 N</p><p> (3) 選擇軸承型號(hào):</p><p> 查課本表11-5,選擇:6209軸承,Cr = 31.5 KN,由課本式11-3有:</p&g
111、t;<p><b> Lh = </b></p><p> = = 1.21×107≥Lh</p><p> 所以軸承預(yù)期壽命足夠。</p><p> 第十部分 減速器及其附件的設(shè)計(jì)</p><p> 1 箱體(箱蓋)的分析:</p><p> 箱體是減
112、速器中較為復(fù)雜的一個(gè)零件,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求各零件之間配置恰當(dāng),并且滿足強(qiáng)度,剛度,壽命,工藝、經(jīng)濟(jì)性等要求,以期得到工作性能良好,便于制造,重量輕,成本低廉的機(jī)器。</p><p> 2 箱體(蓋)的材料:</p><p> 由于本課題所設(shè)計(jì)的減速器為普通型,故常用HT15-33灰鑄鐵制造。這是因?yàn)殍T造的減速箱剛性好,易得到美觀的外形,易切削,適應(yīng)于成批生產(chǎn)。</p>&l
113、t;p> 3 箱體的設(shè)計(jì)計(jì)算,箱體尺寸如下:</p><p> 代號(hào) 名稱 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果</p><p> ???????????????????????????????????箱體壁厚 ? = 0.025a+3 ≥ 8 取? = 10 mm</p><p
114、> ??????????? 箱蓋壁厚 ?? = 0.02a+3 ≥ 8 取?? = 10 mm</p><p> ??????????' 箱體加強(qiáng)筋厚 ?' = 0.85?? = 0.85×10 = 8.5 取?' = 10 mm</p><p> ??????????&
115、#39; 箱蓋加強(qiáng)筋厚 ??' = 0.85?? = 0.85×10 = 8.5 取??' = 10 mm</p><p> b 箱體分箱面凸緣厚 b≈1.5? = 1.5×10 = 15mm 取b = 15 mm</p><p> b1 箱蓋分箱面凸緣厚 b1≈1.5??1.5×1
116、0 = 15mm 取b1 = 15 mm</p><p> b2 平凸緣底厚 b2≈2.35? = 2.35×10 = 23.5mm取b2 = 24 mm</p><p> df 地腳螺栓 df = 0.036a+12 = 18.37 取df = 20 mm</p><p> d1
117、 軸承螺栓 d1 = 0.7df = 12.86 取d1 = 14 mm</p><p> d2 聯(lián)接分箱螺栓 d2 = (0.5-0.7)df = 10-14 取d2 = 10 mm</p><p> d3 軸承蓋螺釘 d3 = 10 mm 取d3 = 10 mm<
118、;/p><p> d4 檢查孔螺釘 M8×22</p><p> n 地腳螺栓數(shù) ?。簄 = 6</p><p> 第十一部分 潤(rùn)滑與密封設(shè)計(jì)</p><p> 對(duì)于二級(jí)圓柱齒
119、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150-200 m/min,所以采用脂潤(rùn)滑,箱體內(nèi)選用CKC150潤(rùn)滑油,裝至規(guī)定高度。油的深度為:H+h1:</p><p> H = 30 mm h1 = 34 mm</p><p> 所以:H+h1 = 30+34 = 64 mm 。</p><p> 其中油的粘度大,化學(xué)合成油,潤(rùn)滑效
120、果好。密封性來(lái)講為了保證機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)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),其表面粗度應(yīng)為Ra=6.3,密封的表面要經(jīng)過(guò)刮研。而且,凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太大,為150mm。并勻均布置,保證部分面處的密封性。</p><p><b> 設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p> 這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級(jí)圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計(jì)是我們真正理論聯(lián)系實(shí)際、深入了
121、解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過(guò)程的實(shí)踐考驗(yàn),對(duì)于提高我們機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合素質(zhì)大有用處。通過(guò)兩個(gè)星期的設(shè)計(jì)實(shí)踐,使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了更多的了解和認(rèn)識(shí).為我們以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p> 機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《互換性與技術(shù)測(cè)量》、《工程材料》、《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》等于一體。</p><
122、;p> 這次的課程設(shè)計(jì),對(duì)于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想、訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際反應(yīng)和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力,鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)等方面有重要的作用。</p><p> 本次設(shè)計(jì)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。設(shè)計(jì)中還存在不少錯(cuò)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(jì)的知識(shí),繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計(jì)習(xí)慣和思維從而提高設(shè)計(jì)實(shí)踐操作能力
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