圓柱體相貫線焊接專機(jī)工作臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、圓柱體相貫線焊接專機(jī)工作臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一 圓柱齒輪設(shè)計(jì)1.1電動(dòng)機(jī)選擇1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇： y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，設(shè)定皮帶拉力f=1000n，速度v=2.0m/s2、電動(dòng)機(jī)功率選擇：（1）傳動(dòng)裝置的總功率：總=渦輪4軸承齒輪聯(lián)軸器錐齒輪=0.960.9840.970.990.96=0.85(2)電機(jī)所需的工作功率：p工作=fv/1000總=10002/10000.85=2.4kw1.2確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算工作臺(tái)工作轉(zhuǎn)速：n工作臺(tái)=1.5r/min按手冊(cè)p7表1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速傳動(dòng)比范圍ia=36?？紤]到電機(jī)轉(zhuǎn)速太小，將會(huì)造成設(shè)計(jì)成本加高，因而添加v帶傳動(dòng)，取v帶傳

2、動(dòng)比i1=24，則總傳動(dòng)比范圍為ia=624。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=ian工作臺(tái)=（624）1.5=936r/min，加上v帶減速，取減速比為5，那么nd=45180r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有60、100、和150r/min。由于工作臺(tái)n工作臺(tái)=1.5r/min，圓錐齒輪傳動(dòng)比1:1，蝸輪蝸桿傳動(dòng)比10，齒輪傳動(dòng)比2，v帶傳動(dòng)比5，因而選擇電機(jī)轉(zhuǎn)速150r/min。1.3 確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為y132s-6。其主要性能：額定功率：3kw，額定轉(zhuǎn)速150r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.0。質(zhì)量10kg。1.4 計(jì)算總傳動(dòng)比及分

3、配各級(jí)的偉動(dòng)比1、總傳動(dòng)比：i總=n電動(dòng)/n工作臺(tái)=150/1.5=1002、分配各級(jí)傳動(dòng)比1）取齒輪i齒輪=2（單級(jí)減速器i=26合理）；2）圓錐齒輪傳動(dòng)比1:1，3）蝸輪蝸桿傳動(dòng)比10，4） v帶傳動(dòng)比5，1.5 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）ni=n電機(jī)/5=150/5=30r/minnii=ni/i齒輪=30/2=15(r/min)niii=nii/i渦輪=15/10=1.5(r/min)n工作= niii=1.5(r/min)2、 計(jì)算各軸的功率（kw）pi=p工作=2.4kwpii=pi帶=2.40.96=2.304kwpiii=pii軸承齒輪=2.3040.

4、980.96=2.168kwpiv=piii軸承渦輪=2.1680.980.96=2.039 kw3、 計(jì)算各軸扭矩（nmm）ti=9.55106pi/ni=9.551062.4/150=152800nmmtii=9.55106pii/nii=9.551062.304/30=733440nmmtiii=9.55106piii/niii=9.551062.168/15=138029nmmtiv=9.55106piv/niv=9.551062.039/1.5=12985799nmm1.6 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇齒輪材料及精度等級(jí)考慮減速器傳遞功率不在，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40cr調(diào)

5、質(zhì)，齒面硬度為240260hbs。大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度220hbs；根據(jù)課本p139表6-12選7級(jí)精度。齒面精糙度ra1.63.2m(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由d176.43(kt1(u+1)/duh2)1/3確定有關(guān)參數(shù)如下：傳動(dòng)比i齒=2取小齒輪齒數(shù)z1=10。則大齒輪齒數(shù)：z2=iz1=210=20實(shí)際傳動(dòng)比i0=20/2=10傳動(dòng)比誤差：i-i0/i=2-2/2=0%2.5% 可用齒數(shù)比：u=i0=2由課本p138表6-10取d=0.9(3)轉(zhuǎn)矩tiitii=9.55106pii/nii=9.551062.304/30=733440nmm (4)載荷系數(shù)k由課本p128

6、表6-7取k=1(5)許用接觸應(yīng)力hh= hlimznt/sh由課本p134圖6-33查得：hlimz1=570mpa hlimz2=350mpa由課本p133式6-52計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)nlnl1=60n1rth=60301(163658)=8.4107nl2=nl1/i=8.4107/2=4.2107由課本p135圖6-34查得接觸疲勞的壽命系數(shù)：znt1=0.92 znt2=0.98通用齒輪和一般工業(yè)齒輪，按一般可靠度要求選取安全系數(shù)sh=1.0h1=hlim1znt1/sh=5700.92/1.0mpa=524.4mpah2=hlim2znt2/sh=3500.98/1.0mpa=343

7、mpa故得：d130(k tii (u+1)/duh2)1/3=301733440(6+1)/0.9634321/3mm=50mm模數(shù)：m=d1/z1=50/10=5mm根據(jù)課本p107表6-1取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=5mm(6)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度根據(jù)課本p132（6-48）式f=(2kt1/bm2z1)yfaysah確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)分度圓直徑：d1=mz1=510mm=50mmd2=mz2=520mm=100mm齒寬：b=dd1=0.950mm=45mm取b=45mm b1=50mm(7)齒形系數(shù)yfa和應(yīng)力修正系數(shù)ysa根據(jù)齒數(shù)z1=10,z2=20由表6-9相得yfa1=2.80 ysa1=

8、1.55yfa2=2.14 ysa2=1.83(8)許用彎曲應(yīng)力f根據(jù)課本p136（6-53）式：f= flim ystynt/sf由課本圖6-35c查得：flim1=290mpa flim2 =210mpa由圖6-36查得：ynt1=0.88 ynt2=0.9試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)yst=2按一般可靠度選取安全系數(shù)sf=1.25計(jì)算兩輪的許用彎曲應(yīng)力f1=flim1 ystynt1/sf=29020.88/1.25mpa=408.32mpaf2=flim2 ystynt2/sf =21020.9/1.25mpa=302.4mpa將求得的各參數(shù)代入式（6-49）f1=(2kt1/bm2z1)y

9、fa1ysa1=(2150021.8/452.5220) 2.801.55mpa=77.2mpa f1f2=(2kt1/bm2z2)yfa1ysa1=(2150021.8/452.52120) 2.141.83mpa=11.6mpa f2故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠(9)計(jì)算齒輪傳動(dòng)的中心矩aa=m/2(z1+z2)=2.5/2(20+120)=175mm(10)計(jì)算齒輪的圓周速度vv=d1n1/601000=3.1450458.2/601000=1.2m/s1.7 軸1的設(shè)計(jì)計(jì)算1.7.1輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、按扭矩初算軸徑選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217255hbs根據(jù)課本p235（10-2）式，并

10、查表10-2，取c=115d115 (2.304/458.2)1/3mm=19.7mm考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則d=19.7(1+5%)mm=20.69選d=22mm2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）軸上零件的定位，固定和裝配單級(jí)減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位，則采用過渡配合固定（2）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度工段：d1=22mm 長(zhǎng)度取l1=50mmh=2c c=1.5mmii段:d2=d1+2h=22+221.5=28mmd2=28mm初選用7206c型角接觸球軸承，其內(nèi)徑為30mm,寬度為

11、16mm.考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長(zhǎng)為20mm，通過密封蓋軸段長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，取該段長(zhǎng)為55mm，安裝齒輪段長(zhǎng)度應(yīng)比輪轂寬度小2mm,故ii段長(zhǎng)：l2=（2+20+16+55）=93mmiii段直徑d3=35mml3=l1-l=50-2=48mm段直徑d4=45mm由手冊(cè)得：c=1.5 h=2c=21.5=3mmd4=d3+2h=35+23=41mm長(zhǎng)度與右面的套筒相同，即l4=20mm但此段左面的滾動(dòng)軸承的定位軸肩考慮，應(yīng)便于軸承的拆卸，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)查取由手冊(cè)得安裝尺寸h=3.該段直徑應(yīng)?。海?0+32）=

12、36mm因此將段設(shè)計(jì)成階梯形，左段直徑為36mm段直徑d5=30mm. 長(zhǎng)度l5=19mm由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距l(xiāng)=100mm(3)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算求分度圓直徑：已知d1=50mm求轉(zhuǎn)矩：已知t2=50021.8nmm求圓周力：ft根據(jù)課本p127（6-34）式得ft=2t2/d2=50021.8/50=1000.436n求徑向力fr根據(jù)課本p127（6-35）式得fr=fttan=1000.436tan200=364.1n因?yàn)樵撦S兩軸承對(duì)稱，所以：la=lb=50mm(1)繪制軸受力簡(jiǎn)圖（如圖a）（2）繪制垂直面彎矩圖（如圖b）軸承支反力：fay=fby=fr/2=182.05n

13、faz=fbz=ft/2=500.2n由兩邊對(duì)稱，知截面c的彎矩也對(duì)稱。截面c在垂直面彎矩為mc1=fayl/2=182.0550=9.1nm(3)繪制水平面彎矩圖（如圖c）截面c在水平面上彎矩為：mc2=fazl/2=500.250=25nm(4)繪制合彎矩圖（如圖d）mc=(mc12+mc22)1/2=(9.12+252)1/2=26.6nm(5)繪制扭矩圖（如圖e）轉(zhuǎn)矩：t=9.55（p2/n2）106=48nm(6)繪制當(dāng)量彎矩圖（如圖f）轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪文治武功力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取=1，截面c處的當(dāng)量彎矩：mec=mc2+(t)21/2=26.62+(148)21/2=54.88nm(

14、7)校核危險(xiǎn)截面c的強(qiáng)度由式（6-3）e=mec/0.1d33=99.6/0.1413=14.5mpa -1b=60mpa該軸強(qiáng)度足夠。1.7.2渦桿軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、按扭矩初算軸徑選用45#調(diào)質(zhì)鋼，硬度（217255hbs）根據(jù)課本p235頁(yè)式（10-2），表（10-2）取c=115dc(p3/n3)1/3=115(2.168/76.4)1/3=35.08mm取d=35mm2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）軸的零件定位，固定和裝配單級(jí)減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過渡配合或

15、過盈配合，軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承和皮帶輪依次從右面裝入。（2）確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度初選7207c型角接球軸承，其內(nèi)徑為35mm，寬度為17mm?？紤]齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，則取套筒長(zhǎng)為20mm，則該段長(zhǎng)41mm，安裝齒輪段長(zhǎng)度為輪轂寬度為2mm。(3)按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算求分度圓直徑：已知d2=300mm求轉(zhuǎn)矩：已知t3=271nm求圓周力ft：根據(jù)課本p127（6-34）式得ft=2t3/d2=2271103/300=1806.7n求徑向力fr根據(jù)課本p127（6-35）式得fr=fttan=1806.70.36379=657.2n兩軸承對(duì)稱

16、la=lb=49mm(1)求支反力fax、fby、faz、fbzfax=fby=fr/2=657.2/2=328.6nfaz=fbz=ft/2=1806.7/2=903.35n(2)由兩邊對(duì)稱，書籍截c的彎矩也對(duì)稱截面c在垂直面彎矩為mc1=fayl/2=328.649=16.1nm(3)截面c在水平面彎矩為mc2=fazl/2=903.3549=44.26nm(4)計(jì)算合成彎矩mc=（mc12+mc22）1/2=（16.12+44.262）1/2=47.1nm(5)計(jì)算當(dāng)量彎矩：根據(jù)課本p235得=1mec=mc2+(t)21/2=47.12+(1271)21/2=275.06nm(6)校核

17、危險(xiǎn)截面c的強(qiáng)度由式（10-3）e=mec/（0.1d）=275.06/(0.1453)=1.36mpa-1b=60mpa此軸強(qiáng)度足夠1.8 滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命163658=48720小時(shí)1、計(jì)算輸入軸承（1）已知n=458.2r/min兩軸承徑向反力：fr1=fr2=500.2n初先兩軸承為角接觸球軸承7206ac型根據(jù)課本p265（11-12）得軸承內(nèi)部軸向力fs=0.63fr 則fs1=fs2=0.63fr1=315.1n(2) fs1+fa=fs2 fa=0故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端fa1=fs1=315.1n fa2=fs2=315.1n(

18、3)求系數(shù)x、yfa1/fr1=315.1n/500.2n=0.63fa2/fr2=315.1n/500.2n=0.63根據(jù)課本p263表（11-8）得e=0.68fa1/fr1e x1=1 fa2/fr248720h預(yù)期壽命足夠f=1000nv=2.0m/sn工作臺(tái)=1.5r/min總=0.85p工作=2.4kw電機(jī)轉(zhuǎn)速150r/min電動(dòng)機(jī)型號(hào)y132s-6i齒=2z1=10z2=20u=6tii=733440nmmhlimz1=570mpahlimz2=350mpanl1=8.4107nl2=4.2107znt1=0.92znt2=0.98h1=524.4mpah2=343mpad1=5

19、0mmm=5mmd1=50mmd2=100mmb=45mmb1=50mmyfa1=2.80ysa1=1.55yfa2=2.14ysa2=1.83flim1=290mpaflim2 =210mpaynt1=0.88ynt2=0.9yst=2sf=1.25f1=77.2mpaf2=11.6mpaa =175mmv =1.2m/sd=22mmd1=22mml1=50mmd2=28mml2=93mmd3=35mml3=48mmd4=41mml4=20mmd5=30mml=100mmft =1000.436nfr=364.1nfay =182.05nfby =182.05nfaz =500.2nmc1=

20、9.1nmmc2=25nmmc =26.6nmt=48nmmec =99.6nme =14.5mpa-1bd=35mmft =1806.7nfax=fby =328.6nfaz=fbz =903.35nmc1=16.1nmmc2=44.26nmmc =47.1nmmec =275.06nme =1.36mpa45hrc，可從表11-7中查得無蝸輪的基本許用應(yīng)力應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n=60=601（2830015）=2.359壽命系數(shù)=0.674=0.674268mpa=180.528mpa（6）計(jì)算中心矩=199.05mm取中心矩a=200mm 因i=10取m=5mm 蝸桿分度圓直徑d1=55mm這時(shí)

21、， =3.1查手冊(cè)得，因?yàn)?，因此以上?jì)算結(jié)果可用。（1） 蝸桿分度圓直徑d1=55mm模數(shù) m=5直徑系數(shù)q=10，齒頂圓 齒根圓df1=m(q-2.4)=38mm分度圓導(dǎo)程角，蝸桿軸向齒厚sa=9.891mm（2） 蝸輪蝸輪齒數(shù)=10=50變位系數(shù)為驗(yàn)算傳動(dòng)比i=蝸輪分度圓直徑=550=250mm蝸輪喉圓直徑=（250+24.725）=259.45mm蝸輪齒根直徑=（259.45-215）=249.45mm蝸輪咽喉母圓直徑=（200-249.45）=75.275mm當(dāng)量齒數(shù)根據(jù)=-0.25 =57.28=2.5 螺旋角系數(shù)=許用彎曲應(yīng)力從表11-8中查得：由zcusn10p1制造的蝸輪的基本

22、許用應(yīng)力=56mpa壽命系數(shù)=560.545=30.52mpa=27.2mpa=30.52=mpa所以彎曲強(qiáng)度是滿足要求的。已知r=11183611.31= , 與相對(duì)滑動(dòng)速度有關(guān)= = =7.27 m/s從表11-18中用插值法查得：=0.021 =1.0755 代入式中=0.220 =0.1998則=0.86 大于原估計(jì)值，因此不用重算?？紤]到所設(shè)計(jì)的蝸桿傳動(dòng)是動(dòng)力傳動(dòng)，屬于用機(jī)械減速器。從gb/t10089-1988圓柱蝸桿，蝸輪精度中選擇38級(jí)精度，側(cè)隙種類為f,標(biāo)注為8f gb/t10089-1988。蝸桿與軸做成一體，即蝸桿軸。蝸輪采用輪箍式，與鑄造鐵心采用h7/s6配合，并加臺(tái)肩

23、和螺釘固定（螺釘選用6個(gè)）。漸開線蝸桿zi45鋼zcusn10p1青銅ht100=892.9nmk=1.17=160=3.1n=2.359=0.674=180.528mpaa=199.05mm =3.1 合格d1=55mm=54=340.2mm=349.65mm=337mm=25.2mm=57.28=0.9192=56mpa=0.579=27.2mpa合格=7.27 m/s2.4.1蝸輪軸（即小錐齒輪軸）的設(shè)計(jì)1軸的材料的選擇，確定許用應(yīng)力2按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，初步估計(jì)軸的最小直徑3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 考慮到減速器為普通中用途中小功率減速傳動(dòng)裝置，軸主要傳遞蝸輪的轉(zhuǎn)矩。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表

24、15-3，取a0=100，于是得：d 軸的最小直徑為d1，與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)計(jì)算轉(zhuǎn)矩=,查表14-1，選取=1.3，則有=kt=1.39.5503.78/54.60=859500nmm最小直徑d1=48mm 根據(jù)d2=50mm，初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30212，其尺寸為：ddt=50mm110mm23.75mm故選d3=60mm l6=23.75mm查gb/t294-94得：圓錐滾子軸承da=69（30212）即軸肩為h=mm=4.5mm 取3 所以d5=69+3=72mm又：軸環(huán)的亮度b=1.4h，即b1.46=8.4b取12mm，即l

25、5=12mm（4）蝸輪的軸段直徑 蝸輪軸段的直徑的右端為定位軸肩。故d4=d5-2h，求出d4=64mm與傳動(dòng)零件相配合的軸段，略小于傳動(dòng)零件的輪轂寬。蝸輪輪轂的寬度為：b2=(1.21.5)d4=（1.21.5）64 =76.896，取b=80mm，即l4=80mm(5)軸承端蓋的總寬度為20mm。取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端端面的距離為l=35mm。故l2=20+35=55mm(6)取蝸輪與箱體內(nèi)壁距離為a=16mm，滾動(dòng)軸承應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s（58）。取s=8mm，已知滾動(dòng)軸承寬度為t=23.75mm，蝸輪輪轂長(zhǎng)為l=80mm，則：l3=t+s+a+(80-78)=49.75mm選用

26、45號(hào)鋼， b=600mpa b-11=55mpa=1.3=859500nmmd1=48mmd2=50mml1=82mmd3=60mml6=23.75mmd5=72mm軸環(huán)l5=12mmd4=64mml4=80mml2=55mml3=49.75mm至此已初步確定了軸端各段直徑和長(zhǎng)度，軸的總長(zhǎng)為：l總=82+55+49.75+80+12+36=315mm4軸的強(qiáng)度校核（1） 軸向零件的同向定位蝸輪，半聯(lián)軸器與軸的同向定位均采用平鍵鏈接。按d4由表6-1查得平鍵截面 bh=20mm12mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為63mm，同時(shí)為了保證蝸輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇蝸輪輪轂與軸端配合為；同樣，

27、半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的同向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。（2） 確定軸上的圓角和倒角尺寸參考15-2，取的倒角245，各軸肩處的圓角半徑為（見附圖）。（3.1）確定各向應(yīng)力和反力蝸輪分度圓直徑d=340.2 mm 轉(zhuǎn)矩t=892.9 nm蝸輪的切向力為：ft=2t/d=2892.9103/340.2=5249.9 n蝸輪的徑向力為：fr=ft =5249.9tan20/cos111835 =1853.5 n蝸輪的軸向力為：fa=ft =5249.9tan111835 =1050 nt=892.9nmft

28、=5249.9 nfr =4853.5 nfa=1050n反力及彎矩、扭矩見10.3反力及彎局矩、扭矩圖所示：5軸的強(qiáng)度校核（3.2）垂直平面上： 支撐反力： = =2182 n其中132為兩軸承中心的跨度，59為蝸輪中心到右邊軸承中心的距離。 n水平平面： n n（3） 確定彎距 =59=592902.9=171271 nmm 垂直彎矩： nmm nmm 合成彎矩： = 233893nmm =172357 nmm扭矩t=892.9 nmm（4） 按彎矩合成應(yīng)力校核該軸端強(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。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=0.6

29、 軸端計(jì)算應(yīng)力： =27mpa-1=60mpa故是安全的。=2182 n= n=2347 n=2902.9n=171271 nmm=233893 nmm =172357 nmm=27mpa合格三 圓錐齒輪設(shè)計(jì)圓錐齒輪傳動(dòng)比為1:1 3.1確定齒數(shù)z及校核(1)選z。軟齒面應(yīng)盡量選大些。(2)z= iz。且z為整數(shù)。(3)計(jì)算u=(4)=53.2按接觸強(qiáng)度計(jì)算d1 1.計(jì)算公式 2.計(jì)算t1t1=95500 pd-kw nd-r/min =0.99 3.計(jì)算k k=kakvk (1)由表4-8選用系數(shù)ka (2)選動(dòng)載荷系數(shù)kv記為kvt (3)取值。一般取=0.3 = (4)由土4-45查出齒

30、向載荷分布系數(shù)k (5)計(jì)算 k=kakvk 取kv=kvt故kt=kakvk 4.彈性系數(shù)ze由表4-9查得 5.節(jié)點(diǎn)系數(shù)zh由表4-48查得 6.許用應(yīng)力h=znzw (1)由圖4-58查得(2)由已知條件計(jì)算 n1=60n1*r*tn n2=n1/u式中：n-嚙和次數(shù) n1-r/min tn-每天工作小時(shí) n-年300天/年小時(shí)/天(3)由圖4-59查得壽命系數(shù) zn1 zn2 (4)由表4-11查得安全系數(shù)sh(5)由圖查得工作硬化系數(shù)zw(6)計(jì)算 h1=znzw h2=znzw(7)計(jì)算d1 d1 試選kt=kvt 3.3 校核d1 因?yàn)樵囘x的kv可能與實(shí)際不符合。(1)模數(shù)m=取

31、標(biāo)準(zhǔn)值?？筛淖儂1而達(dá)到選用適當(dāng)?shù)膍的目的，但 u有變則需重新計(jì)算d1。 (2)按幾何關(guān)系計(jì)算d1 d1=m z1 dm1= d1(1-0.5) (3)圓周速度vm（平均直徑dm） vm= 計(jì)算 由查圖4-43得kv (4)校核d1 d1= d1與d1t相差太大，則需重新選kvt，再計(jì)算d1t3.4 校核齒根彎曲強(qiáng)度 (1)計(jì)算公式 (2)當(dāng)量齒數(shù)計(jì)算 zv= a. b. c.由當(dāng)量齒數(shù)zv查圖4-55得齒形系數(shù)yfa1,yfa2查圖4-56得齒根應(yīng)力修正系數(shù)ysa1,ysa2.d.確定f=yhyx 查圖4-61得和 查圖4-62得yn1, yn2查圖4-63得尺寸系數(shù)yx查圖4-11得安全系

32、數(shù)sf計(jì)算 比較 ，的大小，取較大值校核彎曲強(qiáng)度3.5 幾何尺寸計(jì)算1.分度圓直徑d d1 =mz1 d2=mz22.節(jié)錐 =arctan =90-3.節(jié)錐距rr=4.齒寬b=r5.周節(jié)p=m6.齒頂高h(yuǎn)a ha=m7.齒根高h(yuǎn)f hf=1.2m8.齒頂間隙 c=0.2m9.齒頂圓直徑 =m(z+2) =m(z+2)10.齒根圓直徑 = m(z-2.4)= m(z-2.4)3.6 受力分析ft1=-ft2=fr1=-fa2= ft1*tanfa1=-fr2= ft1*tan小齒輪為45鋼，調(diào)質(zhì)217hbs255hbs。取240hbs。大齒輪為45鋼正火163hbs217hbs。取200hbs。

33、8級(jí)精度z選20z=2.6520=53 u=2.65=05t1=95500005.50.99/720=72221.9 n*mmka=1.0kvt=1.1=0.3 =0.500k=1.03kt=1.133ze=189.8zh=2.5=570mpa=460mpan1=1.27n2=4.76tn =29200zn1=1zn2=1sh=1zw=1h1=570mpah2=460mpad1tm=4.395取m=4.5d1=90mmdm1=76.5mmvm=2.88m/s=0.576kv=1.0d1=85.14mm故d1與d1t相差不大，符合要求。=0.936=20.67=0.353=69.33=21.37

34、=150.14yfa1=2.63 yfa2=2.16ysa1=1.56 ysa2=1.89=230mpa=190mpayn1=yn2=1yx=1sf=1=230mpa =190mpa故取大齒輪計(jì)算合格d1=90mmd2=238.5mm=20.674=69.326r=127.46mmb=38.238mm 取b=40mmp=14.13mmha=4.5mmhf=5.4mmc=0.9mm=91.9mm=241.7mm=79.9mm=234.7mmft1=ft2= ftft=1888.15nfr1=-fa2=643.25nfa1=-fr2=242.59n3.7 錐齒輪軸（即工作臺(tái)轉(zhuǎn)軸）的設(shè)計(jì)1.齒輪軸的

35、設(shè)計(jì) (1)確定軸上零件的定位和固定方式 （如圖） (2)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217255hbs軸的輸入功率為p=5.445 kw 轉(zhuǎn)速為n=1.5r/min根據(jù)課本p205（13-2）式，并查表13-2，取c=117d(3)確定軸各段直徑和長(zhǎng)度 從大帶輪開始右起第一段，由于齒輪與軸通過鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取d1=28mm，又帶輪的寬度b=40 mm 則第一段長(zhǎng)度l1=40mm右起第二段直徑取d2=36mm根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求和箱體的厚度，取端蓋的內(nèi)端面與帶輪的左端面間的距離為30mm，則取第二段的長(zhǎng)度l2=40mm 右起第三段，該段裝有滾動(dòng)

36、軸承，選用圓錐滾子軸承，則軸承承受徑向力和軸向力為零，選用30209型軸承，其尺寸為458519，那么該段的直徑為d3=45mm，長(zhǎng)度為l3=20mm右起第四段，為滾動(dòng)軸承的定位軸肩,其直徑應(yīng)小于滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈外徑，取d4=50mm，長(zhǎng)度取l4= 80mm 右起第五段為滾動(dòng)軸承段，則此段的直徑為d5=45mm，長(zhǎng)度為l5=20mm右起第六段，為聯(lián)軸器接入軸,由于電機(jī)y160m2-8的軸的直徑為d2=42mm，故選擇齒式聯(lián)軸器gicl3型，選d1=42mm。即d6=42mm。長(zhǎng)度取l6= 100mm 。 (4)求齒輪上作用力的大小、方向 小齒輪分度圓直徑：d1=90mm作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：t1 =84.97 nm 求圓周力：ftft=1888.15n 求徑向力frfr=fttan=1888.15tan200=643.25nft，fr的方向如下圖所示 （5）軸長(zhǎng)支反力根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。 水平面的支反力：ra=944.08n rb=2832.23 n 垂直面的支反力： ra= =321.67nrb =964.88 n（6）畫彎矩圖 右起