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文檔簡介
1、Harbin Institute of Technology機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 題 目: 二級展開式齒輪減速器 院 系: 機(jī)械制造及其自動(dòng)化 班 級: 1 姓 名: 學(xué) 號: 指導(dǎo)教師: 王黎欽 日 期: 2014.1.2 哈爾濱工業(yè)大學(xué)目錄鍵入章標(biāo)題(第 1 級)1鍵入章標(biāo)題(第 2 級)2鍵入章標(biāo)題(第 3 級)3鍵入章標(biāo)題(第 1 級)4鍵入章標(biāo)題(第 2 級)5鍵入章標(biāo)題(第 3 級)6一、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)(二)選擇電動(dòng)機(jī)1.選擇電動(dòng)機(jī)的類型按工作要求和工作條件選用Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)。全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu),電壓為380V。2.選擇電動(dòng)機(jī)的容量工作機(jī)的有效功率為:從電動(dòng)機(jī)到工作
2、機(jī)傳送帶間的總效率為:式中:分別為聯(lián)軸器、軸承、齒輪傳動(dòng)、卷筒的傳動(dòng)效率。由表9.1取。則:所以電動(dòng)機(jī)所需要的工作功率為:283.確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速按表9.1推薦的傳動(dòng)比合理范圍,二級圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比,而工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為:所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為:符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 r/min、1000 r/min、1500 r/min三種。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、質(zhì)量及價(jià)格等因素,為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊,決定選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動(dòng)機(jī),另需要其中電機(jī)工作所需工作功率:。根據(jù)電動(dòng)機(jī)類型、容量和轉(zhuǎn)速,由本書的表14.1或有關(guān)手冊選定電動(dòng)機(jī)型號為Y112M-6,其主要性能如下
3、表:電動(dòng)機(jī)型號額定功率/kW滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩Y132S-63.09602.02.0電動(dòng)機(jī)的主要安裝尺寸及外形尺寸如下:型號HABCDEF×GDGKY132S-613221614089388010×83312bb1b2hAABBHAL12802101353156020018475(三)、計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比1.總傳動(dòng)比為:2分配傳動(dòng)比:考慮潤滑條件,為使兩級大齒輪直徑相接近,取,故:(四)計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1.各軸的轉(zhuǎn)速軸軸軸卷筒軸2.各軸的輸入功率軸軸軸卷筒軸3.各軸的輸出轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩為所以: 軸軸軸卷筒
4、軸將上述計(jì)算結(jié)果匯總于下表得:軸名功率kW轉(zhuǎn)矩 T/(N·mm)轉(zhuǎn)速 n/(r/min)傳動(dòng)比i效率電機(jī)軸2.3996010.98軸2.349604.380.96軸2.25219.23.130.96軸2.1670卷筒軸2.107010.97二.傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算二.傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算(一)、高速齒輪傳動(dòng)1選擇材料、熱處理方式及精度等級考慮到帶式運(yùn)輸機(jī)為一般機(jī)械,且該齒輪傳動(dòng)為閉式傳動(dòng),故大小齒輪均為45鋼,采用軟齒,由表6.2(參考文獻(xiàn)1)得:小齒輪調(diào)質(zhì)處理,齒面硬度為217255HBW,平均硬度為236 HBW;大齒輪正火處理,齒面硬度為162217HBW,平均硬度為190HBW。
5、大小齒輪齒面硬度差為46 HBW,在3050HBW內(nèi),選用8級精度。 2.初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動(dòng),故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng): 式中各參數(shù)為:(1)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 (2)初選載荷系數(shù),初取(3)由參考文獻(xiàn)1表6.6,取齒寬系數(shù)(4)由參考文獻(xiàn)1表6.5,查得彈性系數(shù)(5)初選螺旋角,由參考文獻(xiàn)1圖6.15查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)為(6)齒數(shù)比(7)初選,則,取 由參考文獻(xiàn)1式6.1,端面重合度:由參考文獻(xiàn)1式6.2,軸面重合度:由參考文獻(xiàn)1圖6.16查得:重合度系數(shù)(8)由參考文獻(xiàn)1圖6.26查得:螺旋角系數(shù)(9)許用接觸應(yīng)力由參考文獻(xiàn)1式6.26,算得。由參考文獻(xiàn)1圖6.2
6、9e,圖6.29a得,接觸疲勞極限應(yīng)力,。小齒輪1和大齒輪2的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為 由參考文獻(xiàn)1圖6.30查得壽命系數(shù),(允許局部點(diǎn)蝕)由參考文獻(xiàn)1表6.7,取安全系數(shù),得:取初算小齒輪1的分度圓直徑,3.確定傳動(dòng)尺寸 (1)計(jì)算載荷系數(shù) 由參考文獻(xiàn)1表6.3查得使用系數(shù)由參考文獻(xiàn)1圖6.7查得:動(dòng)載荷系數(shù)由參考文獻(xiàn)1圖6.12查得:齒向載荷分布系數(shù)由參考文獻(xiàn)1表6.4查得:齒間載荷分布系數(shù)載荷分布系數(shù)(2)對進(jìn)行修正(3)確定模數(shù)由參考文獻(xiàn)1表6.1,?。?)計(jì)算傳動(dòng)尺寸中心距圓整為則螺旋角因?yàn)橹蹬c初選值相差較大,故與有關(guān)的數(shù)值需修正,修正后的結(jié)果是,1.39,。顯然值改變后,的計(jì)算值變化很小
7、,因此不再修正和。故取 mm,4 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度式中各參數(shù):(1) K、同前。(2) 齒寬b=50mm。(3) 齒形系數(shù)與應(yīng)力修正系數(shù)。當(dāng)量齒數(shù)由參考文獻(xiàn)1圖6.20查得:齒形修正系數(shù),。由參考文獻(xiàn)1圖6.21查得:應(yīng)力修正系數(shù),。(4) 由參考文獻(xiàn)1圖6.22查得:重合度系數(shù)。(5) 由參考文獻(xiàn)1圖6.28查得:螺旋角系數(shù)。(6) 許用彎曲應(yīng)力可由下式算得由參考文獻(xiàn)1圖6.29f,圖6.29b查得:彎曲疲勞極限應(yīng)力,由參考文獻(xiàn)1圖6.32查得:壽命系數(shù)。由參考文獻(xiàn)1表6.7查得安全系數(shù),故故滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度要求。高速級齒輪參數(shù)列表齒輪法向模數(shù)分度圓直徑齒寬齒數(shù)螺旋角中心距a小22.
8、7435521115大187.2574892(二)、低速速齒輪傳動(dòng)(二級傳動(dòng))1選擇材料、熱處理方式及精度等級 與高速級相同。2.初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動(dòng),故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng): 式中各參數(shù)為:(1)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 (2)初選載荷系數(shù),初?。?)由參考文獻(xiàn)1表6.6,取齒寬系數(shù)(4)由參考文獻(xiàn)1表6.5,查得彈性系數(shù)(5)初選螺旋角,由參考文獻(xiàn)1圖6.15查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)為(6)齒數(shù)比(7)初選,則,取,此時(shí) ,是允許的。由參考文獻(xiàn)1式6.1,端面重合度:由參考文獻(xiàn)1式6.2,軸面重合度:由參考文獻(xiàn)1圖6.16查得:重合度系數(shù)(8)由參考文獻(xiàn)1圖6.26查得:螺旋
9、角系數(shù)(9)許用接觸應(yīng)力由參考文獻(xiàn)1式6.26,算得。由參考文獻(xiàn)1圖6.29e,圖6.29a得,接觸疲勞極限應(yīng)力,。小齒輪3和大齒輪4的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為 由參考文獻(xiàn)1圖6.30查得壽命系數(shù),(允許局部點(diǎn)蝕)由參考文獻(xiàn)1表6.7,取安全系數(shù),得:取初算小齒輪3分度圓直徑,3.確定傳動(dòng)尺寸 (1)計(jì)算載荷系數(shù) 由參考文獻(xiàn)1表6.3查得使用系數(shù)由參考文獻(xiàn)1圖6.7查得:動(dòng)載荷系數(shù)由參考文獻(xiàn)1圖6.12查得:齒向載荷分布系數(shù)(對稱布置)由參考文獻(xiàn)1表6.4查得:齒間載荷分布系數(shù)載荷分布系數(shù)(2)對進(jìn)行修正(3)確定模數(shù)由參考文獻(xiàn)1表6.1,?。?)計(jì)算傳動(dòng)尺寸中心距圓整為則螺旋角因?yàn)橹蹬c初選值相差較
10、大,故與有關(guān)的數(shù)值需修正,修正后的結(jié)果是,。顯然值改變后,的計(jì)算值變化很小,因此不再修正和。故圓整為b=70 mm。取 mm,4 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度式中各參數(shù):(7) K、同前。(8) 齒寬b=70mm。(9) 齒形系數(shù)與應(yīng)力修正系數(shù)。當(dāng)量齒數(shù)由參考文獻(xiàn)1圖6.20查得:齒形修正系數(shù),。由參考文獻(xiàn)1圖6.21查得:應(yīng)力修正系數(shù),。(10) 由參考文獻(xiàn)1圖6.22查得:重合度系數(shù)。(11) 由參考文獻(xiàn)1圖6.28查得:螺旋角系數(shù)。(12) 許用彎曲應(yīng)力可由下式算得由參考文獻(xiàn)1圖6.29f,圖6.29b查得:彎曲疲勞極限應(yīng)力,由參考文獻(xiàn)1圖6.32查得:壽命系數(shù)。由參考文獻(xiàn)1表6.7查得安全系數(shù)
11、,故故滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度要求。低速級齒輪參數(shù)列表齒輪法向模數(shù)分度圓直徑齒寬齒數(shù)螺旋角中心距a小363.6507520130大197.3507063(三)根據(jù)所選齒數(shù)修訂減速器運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)。軸名功率kW轉(zhuǎn)矩 T/(N·mm)轉(zhuǎn)速 n/(r/min)傳動(dòng)比i效率電機(jī)軸2.3996010.98軸2.349604.380.96軸2.25219.23.130.96軸2.1670卷筒軸2.107010.97三、草圖第一階段3.1 草圖準(zhǔn)備3.1.1 選定聯(lián)軸器類型對于連接電動(dòng)機(jī)和減速器高速軸的聯(lián)軸器,為了減小啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩,其聯(lián)軸器類型應(yīng)具有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和較好的減震性能,故采用彈性柱銷聯(lián)軸器
12、,對于低速軸和工作機(jī)相連的聯(lián)軸器,因其轉(zhuǎn)速較低,轉(zhuǎn)矩較大,考慮到本設(shè)計(jì)安裝時(shí)不易保證同心度,采用具有良好補(bǔ)償位移偏差的金屬滑塊聯(lián)軸器。3.1.2 確定滾動(dòng)軸承類型對于高速級斜齒圓柱齒輪傳動(dòng),因軸向力較小,選擇深溝球軸承;低速級采用深溝球軸承。3.1.3 確定滾動(dòng)軸承的潤滑和密封方式由前面計(jì)算可知高速級齒輪線速度v1= 2.02 m/s,低速級齒輪線速度v2=0.67 m/s,故選用油潤滑唇形圈密封。3.1.4 確定軸承端蓋的結(jié)構(gòu)形式凸緣式軸承端蓋調(diào)整軸承間隙比較方便,密封性能也好,故選用凸緣式軸承端蓋,采用鑄鐵鑄造成型。3.1.5 確定減速器機(jī)體的結(jié)構(gòu)方案考慮工藝性能、材料消耗和制造成本,選用
13、剖分式機(jī)體,鑄鐵材料鑄造成型。結(jié)構(gòu)示例圖如下圖所示:與機(jī)體有關(guān)零件的結(jié)構(gòu)尺寸見下表:鑄鐵減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算表名稱符號尺寸關(guān)系尺寸大小基座壁厚0.025a+3810mm機(jī)蓋壁厚10.02a+3810mm機(jī)座凸緣厚度b1.515mm機(jī)蓋凸緣厚度b11.5115mm機(jī)座底凸緣厚度p2.525mm地腳螺釘直徑df0.036a+12M16地腳螺釘數(shù)目nn=6/軸承旁連接螺栓直徑d10.75dfM12機(jī)蓋與機(jī)座連接螺栓直徑d2(0.50.6) dfM10連接螺栓d2的間距l(xiāng)150200120mm軸承端蓋螺栓直徑d3(0.40.5) dfM8窺視孔蓋螺栓直徑d4(0.30.4) dfM6定位銷直徑d(0
14、.70.8) d28 mmdf、d1、d2至外壁距離c1/22、18、16 mmdf、d2至凸緣距離c2/20、14 mm凸臺高度H根據(jù)低速級軸承外徑確定外機(jī)壁至軸承座端面距離l1c1+c2+(58)50 mm內(nèi)機(jī)壁至軸承座端面距離l2+c1+c2+(58)60 mm大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離1>1.215 mm齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離212 mm機(jī)蓋、機(jī)座肋厚m1、mm10.851,m0.85m1=m=8 mm軸承端蓋外徑D2軸承座孔徑+(55.5)d3視具體軸承而定軸承端蓋凸緣厚度e(11.2)d310 mm軸承旁連接螺栓距離ssD2視具體軸承而定3.2 草圖第一階段3.2.1 間距確定取中
15、間軸上兩齒輪軸向間距4=8mm,機(jī)體內(nèi)潤滑采用油潤滑取3=4 mm; 3.2.2 高速軸軸系部件設(shè)計(jì)選擇軸的材料因傳遞功率不大,且對質(zhì)量與結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求,故選用45鋼并進(jìn)行調(diào)制處理。初步軸徑dmin,并根據(jù)相配聯(lián)軸器的尺寸確定軸徑d1和長度L1對于轉(zhuǎn)軸,按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初算軸徑,由參考文獻(xiàn)1 表9.4,C=106118, C= 112,則dmin=C3Pn=112×32.34960=15.073mm考慮鍵槽影響,取dmin=15.073×1+5% mm=15.827mm。確定軸的軸向固定方式因?yàn)辇X輪減速器輸出軸的跨距不大,且工作溫度變化不大,故軸向固定采用兩端固定方式。聯(lián)軸器
16、及軸段前面計(jì)算的dmin即為軸段的直徑,又考慮軸段上安裝聯(lián)軸器,因此軸段的設(shè)計(jì)與聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。由前面設(shè)計(jì)可知,選用彈性柱銷聯(lián)軸器。查文獻(xiàn)1表13.1取KA=1.5,計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc1= KAT=1.5×2.38×104=3.57×104N·mm由參考文獻(xiàn)2表13.1查詢可得GB/T 5014-2003中的LX2型彈性柱銷聯(lián)軸器符合要求,其參數(shù)為:公稱轉(zhuǎn)矩560 N·m,許用轉(zhuǎn)速為6300 r/min,軸孔直徑范圍是2035 mm。滿足電動(dòng)機(jī)軸徑要求。取與軸相連端軸徑20 mm,軸孔長度38 mm,J型軸孔,選用A型鍵,聯(lián)軸器主動(dòng)端代號為HL
17、2 28×44 GBT5014-2003。相應(yīng)的,軸段的直徑d1=20mm,軸段長度應(yīng)該與聯(lián)軸器相當(dāng),故取其長度為l1=38 mm密封圈與軸段聯(lián)軸器右端采用軸肩固定,取軸肩高度h=2.453.5 mm,相應(yīng)的軸段的直徑范圍為24.927 mm,查文獻(xiàn)313頁,選用旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈GB/T 13871-1992中的軸徑為25 mm的,則軸段的直徑d2=20 mm。軸承與軸段及軸段由前面設(shè)計(jì)知,軸承類型為深溝球軸承,暫取軸承型號6306,由文獻(xiàn)2表12.1查得內(nèi)徑d=30 mm,外徑D=72 mm,寬度B=19mm,定位軸肩直徑damin=37 mm,Damax=65 mm。故軸段的直徑
18、d3=30 mm。軸段的直徑應(yīng)與軸段相同,即d7=19 mm。軸段軸與齒輪應(yīng)做成齒輪軸,取過渡軸段d4=37mm齒輪軸段取l5=b1=55 mm。軸段在軸段和齒輪軸段間取過渡軸段段d6=17 mm機(jī)體與軸段的長度因采用凸緣式軸承蓋,其凸緣厚度e=10mm。由于所選聯(lián)軸器不影響軸承端蓋螺栓的拆卸,軸肩與軸承端蓋之間的間隙取K=15 mm。在確定齒輪、機(jī)體、軸承、軸承蓋的相互位置與尺寸之后,即可確定各軸段的長度。取軸段的長度l3=l7=19軸段的長度l2=60mm;軸段的長度l6=17mm;軸段的長度l4= 96 mm。軸的各部分尺寸均確定。取聯(lián)軸器輪轂中間位置為力的作用點(diǎn),可得跨距L1=88.5
19、;L2=133 mm;L3=54mm。完成的結(jié)構(gòu)草圖如下所示。鍵連接設(shè)計(jì)聯(lián)軸器與軸之間采用A型普通平鍵連接,型號為:鍵 6×28 GB/T 10962003,h=6,t1=2.8 mm。3.2.2 中間軸軸系部件設(shè)計(jì)選擇軸的材料因傳遞功率不大,且對質(zhì)量與結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求,故選用45鋼并進(jìn)行調(diào)制處理。初步軸徑dmin,并根據(jù)相配聯(lián)軸器的尺寸確定軸徑d1和長度L1對于轉(zhuǎn)軸,按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初算軸徑,由參考文獻(xiàn)3第759頁得,C=106118,考慮軸端彎矩比轉(zhuǎn)矩小,取C= 112,則dmin=C3Pn=112×32.25219.2=24.341 mm考慮鍵槽影響,取dmin=24.3
20、41×1+5% mm=25.558 mm。確定軸的軸向固定方式因?yàn)辇X輪減速器輸出軸的跨距不大,且工作溫度變化不大,故軸向固定采用兩端固定方式。軸承與軸段及軸段由前面設(shè)計(jì)知,軸承類型為深溝球軸承,取軸承型號為6306C,由文獻(xiàn)2表12.1查得內(nèi)徑d=30 mm,外徑D=72mm,寬度B=19 mm,定位軸肩直徑damin=37mm,Damax=65 mm。故軸段的直徑d1=30 mm。軸段的直徑應(yīng)與軸段相同,即d6=30 mm。齒輪2與軸段為了便于齒輪的安裝,取d2=40mm,齒輪2左端用套筒固定,則軸段的長度應(yīng)略小于齒輪2的寬度b2,取l2=46mm。軸段齒輪2右端用軸肩固定,取d3
21、=45 mm l3=8 mm齒輪2與軸段做成齒輪軸d4=68.5mm,l4=75取d5=37 mm l5=16 mm。取d6=30 mm l6=19 mm。軸段的長度l1=44mm, l2=69.5mm, l3=55mm完成的結(jié)構(gòu)草圖如下所示。鍵連接設(shè)計(jì)齒輪2、齒輪3與軸之間采用A型普通平鍵連接,型號分別為:鍵 12×40GB/T 10962003,h=8,t1=3.3 mm;3.2.3 低速軸軸系部件設(shè)計(jì)選擇軸的材料因傳遞功率不大,且對質(zhì)量與結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求,故選用45鋼并進(jìn)行調(diào)制處理。初步軸徑dmin,并根據(jù)相配聯(lián)軸器的尺寸確定軸徑d1和長度L1對于轉(zhuǎn)軸,按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初算軸徑,由
22、參考文獻(xiàn)3第759頁得,C=106118,考慮軸端彎矩比轉(zhuǎn)矩小,取C= 112,則dmin=C3Pn=112×32.1670=35.129mm考慮鍵槽影響,取dmin=35.129×1+5% mm=36.886mm。確定軸的軸向固定方式因?yàn)辇X輪減速器輸出軸的跨距不大,且工作溫度變化不大,故軸向固定采用兩端固定方式。聯(lián)軸器及軸段前面計(jì)算的dmin即為軸段的直徑,又考慮軸段上安裝聯(lián)軸器,因此軸段的設(shè)計(jì)與聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。由前面設(shè)計(jì)可知,選用金屬滑塊聯(lián)軸器。查文獻(xiàn)1表13.5取KA=1.2,計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc1= KAT=1.5×2.95×105=4.425 &
23、#215;105N·m由參考文獻(xiàn)2表13.5查詢可得JB/ZQ 4384-1997中公稱轉(zhuǎn)矩500 N·m的金屬滑塊聯(lián)軸器滿足要求,其許用轉(zhuǎn)速為3800 r/min,軸孔直徑范圍是30-45 mm。取其長度為l1=60 mm。密封圈與軸段查文獻(xiàn)3表15頁,選用旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈GB/T 13871-1992中的軸徑為40 mm的,則軸段的直徑d2=40mm。軸承與軸段及軸段由前面設(shè)計(jì)知,軸承類型為深溝球軸承,暫取軸承型號為6309,由文獻(xiàn)2表12.1查得內(nèi)徑d=45 mm,外徑D=100 mm,寬度B=25 mm,定位軸肩直徑damin=54 mm,Damax=91 mm。故
24、軸段的直徑d3=45 mm。軸段的直徑應(yīng)與軸段相同,即d7=45 mm。軸段為了便于齒輪的安裝,d6應(yīng)略大于d7,取d6=55 mm,取l6=68 mm。軸段取d5=62 mm。l5=8軸段取過渡軸段直徑d4=55 mm。機(jī)體與軸段的長度因采用凸緣式軸承蓋,其凸緣厚度e=8 mm。由于所選聯(lián)軸器不影響軸承端蓋螺栓的拆卸,軸肩與軸承端蓋之間的間隙取K=15 mm。在確定齒輪、機(jī)體、軸承、軸承蓋的相互位置與尺寸之后,即可確定各軸段的長度。取軸段的長度l3=25 mm;軸段的長度l2=55 mm;軸段的長度l7=45 mm;軸段的長度l4=73mm。軸的各部分尺寸均確定。取聯(lián)軸器輪轂中間位置為力的作
25、用點(diǎn),可得跨距L1=97.5;L2=128.5 mm;L3=67.5 mm。完成的結(jié)構(gòu)草圖如下所示。鍵連接設(shè)計(jì)聯(lián)軸器、和齒輪4與軸之間采用A型普通平鍵連接,型號分別為:鍵 10×50 GB/T 10962003,h=8,t1=3.3 mm。鍵 16×50 GB/T 10962003,h=10,t1=4.3 mm。(三)輸出軸(即軸)的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 軸的基本參數(shù)-軸:則經(jīng)過計(jì)算可得作用在齒輪上的力:2.選擇軸的材料考慮使用45號鋼的時(shí)候軸可能會比較粗,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而且第三根軸傳遞力矩較大,故選用40Cr,熱處理方式為調(diào)質(zhì),能獲得良好的綜合機(jī)械性能。3.初算軸徑按彎扭強(qiáng)度計(jì)算:考
26、慮到軸上鍵槽適當(dāng)增加軸直徑,。式中:C由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)。由參考文獻(xiàn)1表9.4中查得C值,45號鋼的值為118106考慮扭矩大于彎矩,取小值C=106。P2軸傳遞的功率(單位kW)。n軸的轉(zhuǎn)速。5.軸上鍵校核中間軸軸段7與軸段4上有鍵,計(jì)算時(shí)計(jì)算軸上所需鍵最短長度,其鍵長大于所需最短工作長度即可。連接為動(dòng)連接,載荷輕微振動(dòng),且鍵材料均選用45號鋼,查表可得:,取。需滿足:(1) 軸段4與大齒輪連接處的鍵其中軸段4的直徑50mm,可取鍵的尺寸b×h=14×9mm。則可解得: 查表取鍵長為36mm。此軸段鍵槽處為低速齒輪大齒輪:4號齒輪,其齒寬為30mm。即齒輪的齒寬不
27、符合最小鍵長要求,使鍵長為36mm,則初設(shè)計(jì)輪轂寬度為42mm。(2) 軸段7與聯(lián)軸器連接處的鍵其中軸段7的直徑30mm,可取鍵的尺寸b×h=10×8mm。則可解得: 查表取鍵長為56mm。6.軸的強(qiáng)度校核(1)畫軸的受力簡圖輸出軸的受力:畫出軸的受力簡圖首先, 確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí),查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊20-149表20.6-7.對于7208C型的角接觸球軸承,因此,做為簡支梁的軸的支承跨距.經(jīng)計(jì)算得L1=102.5mm,L2=78mm,L3=47.5mm。(2)計(jì)算支反力(取向上為垂直正方向,向前為水平正方向)水平面上:垂直平面上:軸承1的總支承反力軸承2的總支承反力(3)畫
28、彎矩圖在水平面上:a-a剖面左側(cè),a-a剖面右側(cè):在垂直面上:合成彎矩:a-a剖面左側(cè): a-a剖面右側(cè):(4)畫轉(zhuǎn)矩圖(5)校核軸的強(qiáng)度由彎矩圖可知,a-a截面左側(cè),軸的彎矩最大,有轉(zhuǎn)矩,還有鍵槽引起的應(yīng)力集中,為危險(xiǎn)截面。由參考文獻(xiàn)1P205頁附表10.1 :抗彎剖面模量:抗扭剖面模量彎曲應(yīng)力:扭剪應(yīng)力由參考文獻(xiàn)1P192頁表10.1和P201頁表10.4得,45號鋼調(diào)質(zhì)處理,由參考文獻(xiàn)1表10.1查得材料的等效系數(shù),鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù),由附表10.4查得絕對尺寸系數(shù),由參考文獻(xiàn)1附圖10.1查得軸磨削加工時(shí)的表面質(zhì)量系數(shù),由參考文獻(xiàn)1附圖10.2查得安全系數(shù)S= 所以a-a剖面是安全
29、的,強(qiáng)度滿足要求。7.校核軸承壽命由表12.3(參考文獻(xiàn)2)查得7208C軸承的。(1)計(jì)算軸承的軸向力軸承I、II內(nèi)部軸向力分別為比較兩軸承的受力,因>及>,故只需校核軸承I。(2)計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷由,由表10.13查得。因?yàn)?gt;,所以查表插值可得:。當(dāng)量動(dòng)載荷為(3)校核軸承壽命軸承在以下工作,由表10.10查得。微振,由表10.11查得。軸承I的壽命為已知減速器使用3年兩班,則預(yù)期壽命為>,故軸承壽命充裕。8.環(huán)境清潔,且線速度小于4m/s,故選用毛氈圈密封3.3.2 軸承端蓋的設(shè)計(jì)采用凸緣式軸承端蓋,結(jié)構(gòu)如下圖所示:低速軸、中間軸軸承端蓋設(shè)計(jì)由前面設(shè)計(jì)可知,軸承外徑
30、D=72 mm,d3=8mm,D2=D+55. 5d3=112116 mm,取D2=112 mm。D0=0.5(D2+D)=0.5×112+72=92mm由參考文獻(xiàn)2表14.4可知,d1=40 mm,b2=7mm高速軸軸承端蓋設(shè)計(jì)由前面設(shè)計(jì)可知,軸承外徑D=100 mm,d3=8 mm,D2=D+55. 5d3=140144 mm,取D2=140 mm。D0=0.5(D2+D)=0.5×140+100=120 mm由參考文獻(xiàn)2表14.4可知,d1=55mm,b2=8mm3.3.3 套筒設(shè)計(jì)中間軸套筒設(shè)計(jì)取內(nèi)徑d1=30 mm,外徑d2=38 mm,長度l=11 mm。低速軸套筒設(shè)計(jì)取內(nèi)徑d1=45 mm,外徑d2=53 mm,長度l=20 mm。3.4 草圖第三階段3.4.1減速器機(jī)體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.4.2 減速器的附件設(shè)計(jì)窺視孔蓋和窺視孔在機(jī)蓋頂部開有窺視孔,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)體上開窺視孔與鑄造的凸緣一塊,有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面
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