二級-帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置(7)分流帶CAD圖
二級-帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置(7)分流帶CAD圖,二級,運(yùn)輸機(jī),傳動(dòng),裝置,分流,CAD
計(jì)算過程及其說明
結(jié)果
一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書
1. 總體布置簡圖
如右圖所示
2.工作條件:使用年限為15年,
(每 年 工 作300天),兩 班 制,帶 式運(yùn)輸機(jī)工作平穩(wěn),轉(zhuǎn)向不變。
3.原始數(shù)據(jù)
運(yùn)輸帶曳引力F(N):1900
運(yùn)輸帶速度V(m/s):1.6
滾筒直徑D (mm):350
4.設(shè)計(jì)內(nèi)容
(1)電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算
(2)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算
(3)軸的設(shè)計(jì)
(4)滾動(dòng)軸承的選擇與校核
(5)鍵的選擇和校核
(6)聯(lián)軸器的選擇
(7)裝配圖、零件圖的繪制
(8)編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書
5.設(shè)計(jì)任務(wù)
(1)減速器總裝配圖一張
(2)低速軸、悶蓋零件圖各一張
(3)設(shè)計(jì)說明書一份
6.設(shè)計(jì)進(jìn)度
(1)第一階段:總體計(jì)算和傳動(dòng)件參數(shù)計(jì)算
(2)第二階段:軸與軸系零件的設(shè)計(jì)
(3)第三階段:軸、軸承、鍵及聯(lián)軸器的校核及草圖繪制
(4)第四階段:裝配圖、零件圖的繪制及計(jì)算說明書的編寫
=72000h
F=1900N
V=1.6m/s
D=350mm
二、 傳動(dòng)方案的擬定
由設(shè)計(jì)任務(wù)書知傳動(dòng)類型為:分流式二級圓柱齒輪減速器。本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是:齒輪相對于軸承為對稱布置,沿齒寬載荷分布較均勻。減速器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。
分流式二級圓柱齒輪傳動(dòng)
三、 電動(dòng)機(jī)的選擇
1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇:
Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)
Y系列
2、選擇電動(dòng)機(jī)容量:
(1)工作機(jī)所需功率
=FV/1000=1900×1.6/1000
=3.04 kw
=3.04kw
=60×1000V/πD
=87.4 r/min
=87.4r/min
(2) 電動(dòng)機(jī)輸出功率
考慮傳動(dòng)裝置的功率損耗,電動(dòng)機(jī)的輸出功率為
=/η
試中η為從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)主動(dòng)軸之間的總效率,即
其中,,分別為傳動(dòng)系統(tǒng)中聯(lián)軸器,齒輪傳動(dòng)及軸承的效率,取=0.99,=0.96,=0.98
=
=0.85
η=0.85
電動(dòng)機(jī)的輸出功率為
=/η
=3.04/0.85
=3.58 kw
=3.58 kw
(3)確定電動(dòng)機(jī)的額定功率
選定電動(dòng)機(jī)的額定功率=4 kw
=4 kw
3、 選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速
=87.4 r/min
該傳動(dòng)系統(tǒng)為分流式圓柱齒輪傳動(dòng),=3~6
則總傳動(dòng)比可取 =9,=36
則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為
=9=9×87.4=786.6 r/min
=36=36×87.4=3146 r/min
可見同步轉(zhuǎn)速為1000r/min ,1500r/min ,3000r/min的電動(dòng)機(jī)都符合,這里初選同步轉(zhuǎn)速為1000r/min ,1500r/min ,3000r/min的三種電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較,如下表:
=786.6r/min
=3146r/min
表1 電動(dòng)機(jī)方案比較表(指導(dǎo)書 表20-1)
方案
電動(dòng)機(jī)型號
額定功率(kw)
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)
電動(dòng)機(jī)質(zhì)量(kg)
傳種裝置總傳動(dòng)比
同步
滿載
1
Y132M1-6
4
1000
960
73
10.98
2
Y112M-4
4
1500
1440
43
16.48
3
Y112M-2
4
3000
2890
45
33.07
由表中數(shù)據(jù)可知,方案1的總傳動(dòng)比最小,傳種裝置結(jié)構(gòu)尺寸最小,因此可采用方案1,選定電動(dòng)機(jī)型號為Y132M-6
電動(dòng)機(jī)型號
Y132M-6
4、電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)和外型、安裝尺寸
表2 電動(dòng)機(jī)參數(shù)(指導(dǎo)書 表20-2)
型號
H
A
B
C
D
E
F×GD
G
Y132M-6
132
216
178
89
38
80
10×8
33
K
AB
AD
AC
HD
AA
BB
HA
L
12
280
210
135
315
60
238
18
515
四、計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級傳動(dòng)比
(1)傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比
=960/87.4
=10.98
(2)分配各級傳動(dòng)比
取高速級的圓柱齒輪傳動(dòng)比=3.52 ,則低速級的圓柱齒輪的傳動(dòng)比為
=/
=10.98/3.52=3.12
由指導(dǎo)書 表2-1 及表2-2知,傳動(dòng)比合理
=10.98
=3.52
=3.12
五、 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
1. 各軸轉(zhuǎn)速
電動(dòng)機(jī)軸為軸Ⅰ,減速器高速級軸為軸Ⅱ,中速軸為軸Ⅲ,低速級軸為軸Ⅳ,帶輪軸為軸Ⅴ,則
=960 r/min
960/3.52 r/min=272.73 r/min
272.73/3.12 r/min
=87.4 r/min
=960 r/min
=272.73r/min
87.4r/min
=87.4r/min
2. 按電動(dòng)機(jī)額定功率計(jì)算各軸輸入功率
=4 kw
=4×0.99 kw=3.96 kw
=3.96×0.96×0.98 kw
=3.73 kw
=3.73×0.96×0.98 kw
=3.51 kw
=3.51×0.98×0.99 kw
=3.40 kw
=4 kw
=3.96 kw
=3.73 kw
=3.51 kw
=3.40 kw
3. 各軸轉(zhuǎn)矩
=9550×4/960
=39.79
=9550×3.96/960
=39.39
=9550×3.73/272.73
=130.61
=9550×3.51/87.4
=383.53
=9550×3.40/87.4
=371.51
=39.79
=39.39
=130.61
=383.53
=371.51
將計(jì)算結(jié)果匯總列表如下
表3 軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)
項(xiàng)目
電動(dòng)機(jī)軸I
高速級軸II
中間軸III
低速級軸IV
帶輪軸V
轉(zhuǎn)速(r/min)
960
960
272.73
87.4
87.4
功率(kw)
4
3.96
3.73
3.51
3.40
轉(zhuǎn)矩()
39.79
39.39
130.61
383.53
371.51
傳動(dòng)比
1
3.52
3.12
1
效率
0.99
0.94
0.94
0.97
六、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)
1.高速級齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)
(1)選擇材料、精度及參數(shù)
a . 按圖1所示傳動(dòng)方案,選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)
b . 帶式運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器,速度不高,故選用
7級精度(GB10095-88)
c . 材料選擇。查圖表(P表10-1),選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì)),硬度為275 HBS,大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為236 HBS,二者的硬度差為39 HBS。
d . 初選小齒輪齒數(shù)=25,則大齒輪齒數(shù)
=3.52×25=88
=3.52
e .初選螺旋角β=
f .選取齒寬系數(shù):=1.2
7級精度(GB10095-88)
小齒輪:
40Cr(調(diào)質(zhì))
275 HBS
大齒輪:
45鋼(調(diào)質(zhì))
236 HBS
=25
=88
=3.52
β=
(2)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)
按下式試算
…………①
1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
a . 試選=1.6
b. 分流式小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩=/2
=19.70
c. 查圖表(P圖10-30)選取區(qū)域系數(shù)=2.433
(表10-6)選取彈性影響系數(shù)=189.8
d. 查圖表(P圖10-26)得
=0.768 ,=0.87
=0.768+0.87=1.638
e. 許用接觸應(yīng)力=600MPa,=530MPa
則=(+)/2
=(600+530)/2=565 MPa
f. 由式
N=60nj ……………………②
計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
=60×960×1×72000=4.15×
=4.15×/3.52=1.178×
=1.2
=1.6
=19.70
=2.433
=189.8
=0.768
=0.87
=1.638
=600MPa=530MPa
=565 MPa
=4.15×
=1.178×
2) 計(jì)算
a. 按式①計(jì)算小齒輪分度圓直徑
mm
=30.19 mm
b. 計(jì)算圓周速度
=3.14×30.19×960/(60×1000)m/s
=1.52 m/s
c. 計(jì)算齒寬b及模數(shù)
b==1.2×30.19 mm=36.23 mm
=cosβ/=1.17 mm
h =2.25=2.25×1.17 mm=2.64 mm
b/h=36.23/2.64=13.74
d. 計(jì)算縱向重合度
=0.318tanβ
=0.318×1.2×25×tan=2.378
e. 計(jì)算載荷系數(shù)K
使用系數(shù)=1,根據(jù)V=1.52 m/s,7級精度查圖表(P圖10-8)得動(dòng)載系數(shù)=1.08
查圖表(P表10-3)得齒間載荷分布系數(shù)=1.4
由公式
…… ③
得
=1.387
查圖表(P圖10-13)得=1.352
由式
…………… ④
得載荷系數(shù)=1×1.13×1.4×1.387=2.194
f. 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所得分度圓直徑
由式
………………… ⑤
得 mm=33.54 mm
g. 計(jì)算模數(shù)
=cosβ/=33.54×cos/25 mm
=1.3 mm
=30.19 mm
=1.52 m/s
b=36.23 mm
=1.17 mm
h =2.64 mm
b/h=13.74
=2.378
=1
=1.08
=1.4
=1.4
=1.387
=1.352
=2.194
=33.54 mm
=1.3 mm
(3)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
按式計(jì)算
1) 確定計(jì)算系數(shù)
a. 計(jì)算載荷系數(shù)
由式
…………………… ⑥
得=1×1.13×1.4×1.352=2.14
b. 根據(jù)縱向重合度=2.378 查圖表(P圖10-28)
得螺旋角影響系數(shù)=0.87
c. 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)
=27.37
=96.33
d. 查取齒形系數(shù)
查圖表(P表10-5)=2.563 ,=2.187
e. 查取應(yīng)力校正系數(shù)
查圖表(P表10-5)=1.604 ,=1.786
f. 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.85 ,=0.88 。查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限=500 MPa ,大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限=380 MPa ,由式
……………………… ⑦
得=0.85×500/1.4 MPa=303.57 MPa
=0.88×380/1.4 MPa=238.86 MPa
g. 計(jì)算大小齒輪的并加以比較
=2.563×1.604/303.57=0.01354
=2.187×1.786/238.86=0.01635
大齒輪的數(shù)值大
=2.14
=0.87
=27.37
=96.33
=2.563
=2.187
=1.604
=1.786
S=1.4
=0.85
=0.88
=500 MPa
=380 MPa
=303.57 MPa
=238.86 MPa
=0.01354
=0.01635
2) 設(shè)計(jì)計(jì)算
mm
=0.97 mm
由以上計(jì)算結(jié)果,取=2 ,按接觸疲勞強(qiáng)度得的分度圓直徑=33.54 mm計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)
=33.54×cos/2=16.27
取=28 ,則=3.52×28=98
=2 mm
=28
=98
(4) 幾何尺寸計(jì)算
1) 計(jì)算中心距
mm
=129.86 mm
將中心距圓整為130 mm
2) 按圓整的中心距修正螺旋角
因值改變不多,故參數(shù) , ,等不必修正
3) 計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑
=28×2/cos
=57.78 mm
=98×2/ cos
=202.22 mm
4) 計(jì)算齒輪寬度
=1.2×57.78mm=69.34mm
圓整后取=75mm ,=70mm
=130 mm
=57.78 mm
=202.22mm
=75mm
=70mm
5) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
由e<2,小齒輪做成齒輪軸
由160mm<<500mm ,大齒輪采用腹板式結(jié)構(gòu)
2. 低速級齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)
(1)選擇材料、精度及參數(shù)
a. 按圖1所示方案,選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)
b. 選用7級精度(GB10095-85)
c. 材料選擇 小齒輪:40Cr(調(diào)質(zhì)),硬度為275HBS
大齒輪:45鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為236HBS
d. 初選小齒輪齒數(shù)=25 ,=25×3.12=78
e. 選取齒寬系數(shù)=1.2
(2)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)
按下式試算
……………… ⑧
7級精度
(GB10095-85)
小齒輪:
40Cr(調(diào)質(zhì))275HBS
大齒輪:
45鋼(調(diào)質(zhì))236HBS
=25
=78
=1.2
1) 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值
a. 試選=1.3
b. 確定小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩=130.61
=1.3061×
c. 查圖表(P表10-6)選取彈性影響系數(shù)=189.8
d. 查圖表(P圖10-21d)得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=600MPa ,=530MPa
e. 由式②確定應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
=60×272.73×1×72000=1.178×
=1.178×/3.12=3.776×
f. 查圖表(P圖10-19)取接觸疲勞壽命系數(shù)
=0.90 ,=0.95
g. 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,由式⑦得
=0.9×600MPa=540MPa
=0.95×530MPa=503.4MPa
2)計(jì)算
a. 由式⑧試算小齒輪分度圓直徑,代入中的較小值=503.4MPa得
=mm
=69.22 mm
b. 計(jì)算圓周速度
=3.14×272.73×69.22/60000m/s=0.99 m/s
c. 計(jì)算齒寬
=1.2×69.22 mm=83.06 mm
d. 計(jì)算模數(shù)、齒寬高比
模數(shù)=/=69.22/25 mm=2.77 mm
齒高=2.25=2.25×2.77 mm=6.23 mm
則/=83.06/6.23=13.33
e. 計(jì)算載荷系數(shù)
根據(jù)=0.99 m/s ,7級精度,查圖表(P圖10-8)得動(dòng)載荷系數(shù)=1.06 ,直齒輪=1 ,由=1.2和=83.06 mm ,根據(jù)式③得=1.398
由/=13.33和=1.398查圖表(P圖10-13)得=1.352
故根據(jù)式④得=1.482
f. 按實(shí)際載荷系數(shù)系數(shù)校正所得分度圓直徑。由式⑤得=72.31 mm
g. 計(jì)算模數(shù)
=72.31/25 mm=2.89 mm
=1.3
=1.3061×
=189.8
=600MPa
=530MPa
=1.178×
=3.776×
=0.90
=0.95
S=1
=540MPa
=503.4MPa
69.22 mm
=0.99 m/s
83.06 mm
=2.77 mm
=6.23 mm
/=13.33
=1.06
=1
=1
=1.398
=1.352
=1.482
=72.31 mm
=2.89 mm
(3) 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)
計(jì)算公式為
……………… ⑨
1) 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值
a. 查圖表(P圖10-20c)得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=500MPa ,大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=380MPa 。
b. 查圖表(P圖10-18)取彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.85 ,=0.88
c. 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)=1.4 ,由式得=0.85×500/1.4MPa=303.57MPa =0.88×380/1.4MPa=236.86MPa
d. 計(jì)算載荷系數(shù)。由式⑥得=1×1.06×1×1.352=1.433
e. 查取齒形系數(shù)。查圖表(P表10-5)得=2.62 =2.224
f. 查取應(yīng)力校正系數(shù)。查圖表(P表10-5)得 =1.59 ,=1.758
g. 計(jì)算大、小齒輪的,并加以比較
=2.62×1.59/303.57 =0.01372
=2.224×1.758/238.86=0.01637
大齒輪的數(shù)值大
=500MPa
=380MPa
=0.85
=0.88
=1.4
=303.57MPa
=236.86MPa
=1.433
=2.62
=2.224
=1.59
=1.758
=0.01372
=0.01637
2) 設(shè)計(jì)計(jì)算
mm=2.01mm
由以上計(jì)算結(jié)果,取模數(shù)=3mm。按分度圓直徑=72.31mm計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)得=72.31/3=24.1取=25 ,則=3.12×25=78
=3 mm
=25
=78
(4) 幾何尺寸計(jì)算
1) 計(jì)算中心距
=3×(25+78)/2 mm=154.5mm
2) 計(jì)算分度圓直徑
mm=75 mm
mm=234mm
3) 計(jì)算齒輪寬度
=1.2×75 mm=90 mm
取=95 mm ,=90 mm
=154.5 mm
=75 mm
=234 mm
=95 mm
=90 mm
(5)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
小齒輪(齒輪3)采用實(shí)心結(jié)構(gòu)
大齒輪(齒輪4)采用腹板式結(jié)構(gòu)
七、 軸的設(shè)計(jì)
(一) 高速級軸(軸II)的設(shè)計(jì)
已知=3.96 kw ,=960r/min ,=39.39 =19.70
1. 求作用在齒輪上的力
=2×19.70××cos/57.78 N =660.92N
N=248.19 N
N=167.85 N
圓周力 ,徑向力及軸向力的方向如圖所示
2. 初步確定軸的最小直徑。先按式
………………………… ⑩
初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為40Cr,調(diào)質(zhì)處理。查圖表(P表15-3),取=105,得 mm=16.84 mm
輸入軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處的直徑。選取聯(lián)軸器的型號。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩公式為
……………………… (11)
查圖表(P表14-1),取=1.3 ,則=1.3×39.39
=51.21
根據(jù)=51.21及電動(dòng)機(jī)軸徑D=38 mm,查標(biāo)準(zhǔn)GB4323-84,選用TL6型彈性套柱銷聯(lián)軸器。確定軸最小直徑=35 mm
3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(1) 擬定軸上零件的裝配方案。經(jīng)分析比較,選用如圖所示的裝配方案
=660.92 N
=248.19 N
=167.85 N
16.84 mm
=51.21
=35 mm
(2) 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度
1) 聯(lián)軸器采用軸肩定位,I-II段=35 mm ,由式h=(0.07-0.1)d ,取=38mm ,軸端用軸端擋圈固定,查圖表(指導(dǎo)書表13-19),取擋圈直徑=45mm,=80mm
2) 初步選擇滾動(dòng)軸承。該傳動(dòng)方案沒有軸向力,高速軸轉(zhuǎn)速較高,載荷不大,故選用深溝球軸承。根據(jù)=38mm,查GB276-89初步取0組游隙,0級公差的深溝球軸承6008,其尺寸為d×D×B=40mm×68mm×15mm ,故=40mm
3) 取=44mm,=80mm
4) 由指導(dǎo)書表4-1知箱體內(nèi)壁到軸承座孔端面的距離mm ,取=60mm,采用凸緣式軸承蓋,取軸承蓋的總寬度為40.2mm,到聯(lián)軸器的距離為15.8mm,則=56mm
5) 取小齒輪距箱體內(nèi)壁的距離為=12mm,大齒輪2和與齒輪3之間的距離c=10mm,滾動(dòng)軸承端面距箱體內(nèi)壁=12mm則
=15+12+12-5=34mm
=34 mm
=110mm
=45mm
=35 mm
=80mm
=38mm
=56mm
=40mm
=34 mm
=80mm
=44mm
=110mm
=80mm
=40mm
=34mm
=12mm
c=10mm
=12mm
=60mm
(3)軸上零件的周向定位
半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用普通C型平鍵連接,按=35 =mm,=80mm 查圖表(P表6-1)選用鍵=10mm×8mm×70mm 。
滾動(dòng)軸承與軸的周向定位采用過渡配合來保證,選用直徑尺寸公差為m6
I-II段:
鍵C10×70GB1096-79
滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸的配合:m6
(4)確定軸上圓角和倒角尺寸
查圖表(P表15-12),取軸端倒角為1.6×,各軸肩處圓角半徑為R1
軸端倒角:
1.6×
軸肩圓角:R1
(二)中速軸(III軸)的設(shè)計(jì)
已知=3.73 kw,=130.61 ,=272.73r/min
1.求作用在齒輪上的力
=660.92 N ,=248.19 N,=167.85 N
=2×130.61/0.075N=3482.93N
=1267.68 N
軸上力的方向如下圖所示
=660.92N
=248.19N
=167.85N
=3482.93N
=1267.68N
2.初步確定軸的最小直徑
根據(jù)式(10)初步確定軸的最小直徑,選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。查圖表(P表15-3),取=110 ,于是得
110×mm=26.31mm 。該軸的最小直徑為安裝軸承處的直徑,取為=30mm
軸III材料:45鋼調(diào)質(zhì)處理
=30mm
3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(1)擬定軸上零件的裝配方案,如圖
(2)確定軸的各段直徑和長度
1)根據(jù)=30mm 取=30mm,軸承與齒輪2,之間采用套筒定位,取=32mm,齒輪2與齒輪3之間用套筒定位,取=34mm ,齒輪3采用軸肩定位,取h=3mm ,則=40mm ,由于軸環(huán)寬度b≥1.4h 軸II的設(shè)計(jì),取=c=10mm 因?yàn)?95 mm ,=70mm 取=92 mm ,則=70+10+3-3mm=80mm =70-2mm=68mm
2)初步選擇滾動(dòng)軸承
由于配對的斜齒輪相當(dāng)于人字齒,軸II相對于機(jī)座固定,則III軸應(yīng)兩端游動(dòng)支承,選取外圈無擋邊圓柱滾子軸承,初步選取0組游隙,0級公差的N系列軸承N206,其尺寸為d×D×B=30mm×62mm×16mm 。由于軸承內(nèi)圈受軸向力,軸端不受力,軸承內(nèi)圈軸端采用圓螺母與墊片緊固,根據(jù)GB812-88(指導(dǎo)書表13-17)選用M27×1.5規(guī)格的圓螺母及相應(yīng)的墊片,圓螺母厚度m=10mm,墊片厚度s=1mm,則取=16mm ,由=12mm,=12mm取=14.5mm,=11mm ,則
=14.5+11+16+3-2mm=42.5mm
選用嵌入式軸承蓋,取軸承端蓋的總寬度為27mm
3)軸上零件的周向定位
齒輪的周向定位都采用普通平鍵連接
按=34mm ,=92 mm
=32mm ,=70mm
=32mm ,=68mm
查圖表(P表6-1)取各鍵的尺寸為
III-IV段:b×h×L=10mm×8mm×80mm
II-III段及V-VI段:b×h×L=10mm×8mm×56mm
滾動(dòng)軸承的周向定位靠過渡配合來保證,選公差為m6
4) 確定軸上圓角和倒角尺寸
查圖表(P表15-2),取軸端倒角為1.0×,各軸肩處的圓角半徑為R1
=M27
16mm
=30mm
=42.5mm
=32mm
=80mm
=34mm
=92 mm
=40mm
10mm
=32mm
=68mm
=30mm
42.5mm
=M27
=16mm
=14.5mm
=11mm
III-IV段:
鍵10mm×8mm×80mm
II-III段及V-VI段
鍵10mm×8mm×56mm
倒角:
1.0×
圓角半徑:R1
(三)低速軸(軸IV)的設(shè)計(jì)
已知=3.51 kw ,=383.53 ,=87.4r/min
1.求作用在軸上的力
=3482.93N =1267.68N
2.初步確定軸的最小直徑
按式(10)初步確定軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理。查圖表(P表15-3)取=112 ,于是得
112×mm=38.35mm 。該軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器處的直徑,選取聯(lián)軸器的型號。
根據(jù)式(11),查圖表(P表14-1),取=1.3 ,則
=1.3×383.53=498.59
根據(jù)=498.59,查標(biāo)準(zhǔn)GB5014-85(指導(dǎo)書表17-4)考慮到帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),帶具有緩沖的性能,選用HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器。選取軸孔直徑d=42mm,其軸孔長度L=112mm,則軸的最小直徑=42mm
3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(1)擬定軸上零件的裝配方案。經(jīng)比較,選取如下圖所示的方案
=3482.93N
=1267.68N
軸IV聯(lián)軸器:
HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器
D=42mm
L=112mm
=42mm
(2)根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度
1)取=42mm,為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求,采用軸肩定位,由h=(0.07-0.1)d,取=48mm,聯(lián)軸器用軸端擋圈緊固,查圖表(指導(dǎo)書表13-19),取=55mm,=110mm
2)初步選擇滾動(dòng)軸承
根據(jù)軸上受力及軸頸,初步選用0組游隙,0級公差的深溝球軸承6210,其尺寸為d×D×B=50mm×90mm×20mm 故=50mm
3)軸承采用套筒定位,取=58mm,=36mm
4)根據(jù)軸頸查圖表(P表15-2,指導(dǎo)書表13-21)取安裝齒輪處軸段=62mm,齒輪采用軸肩定位,根據(jù)h=(0.07-0.1)d=4.34mm-6.4mm,取h=5mm,則=74mm ,軸環(huán)寬度b≥1.4h=1.4×5mm=7mm,取10mm
5)查圖表(指導(dǎo)書表13-21),已知=90 mm。取=57.8mm ,=2.3mm(S=2mm) =89.7mm ,=8mm
6)根據(jù)軸II,軸III的設(shè)計(jì),取滾動(dòng)軸承與內(nèi)壁之間的距離=10mm,則=+++c+2.5-(n+S)-16
=(10+14.5+70+10+2.5-8-2-16)mm
=81mm
=+++c+2.5--16
=(10+14.5+70+10+2.5-10-16 )mm=81mm
7)根據(jù)箱體內(nèi)壁至軸承座孔端面的距離=60mm,及=10mm,B=20mm,根據(jù)指導(dǎo)書表9-9,取軸承蓋的總寬度為39.6mm,軸承蓋與聯(lián)軸器之間的距離為=20.4mm則=60mm
=50mm
=36mm
=58mm
=81mm
=62mm
=8mm
=62mm
=89.7mm
=74mm
10mm
=58mm
=81mm
=50mm
=36mm
=48mm
=60mm
=42mm
=110mm
=10mm
=20.4mm
軸用彈性擋圈:
擋圈GB894.1-86-62
滾動(dòng)軸承:6210
軸端擋圈:
擋圈GB892-86 55
(3)軸上零件的周向定位
齒輪,半聯(lián)軸器與軸的周向定位都采用普通平鍵連接,根據(jù)=62mm ,=89.7mm
=42mm ,=110mm
查圖表(P表6-1)得
IV’-IV段:b×h×L=18mm×11mm×80mm
VIII-IX段:b×h×L=12mm×8mm×100mm
滾動(dòng)軸承與軸的周向定位靠過渡配合來保證,選用直徑尺寸公差為m6
IV’-IV段:
鍵18×80GB1096-79
VIII-IX段:
鍵C12×100GB1096-79
滾動(dòng)軸承與軸的配合:m6
軸端倒角:
1.6×
(4)確定軸上圓角和倒角尺寸
查圖表(P表15-12),取軸端倒角尺寸為1.6×。軸上圓角=1.0mm,=1.6mm
軸上圓角:
=1.0mm
=1.6mm
4.求軸上的載荷
軸的計(jì)算簡圖如下圖所示,由機(jī)械設(shè)計(jì)圖15-23知,深溝球軸承6210,a=10mm,
從軸的結(jié)構(gòu)圖及彎矩圖和扭矩圖(見下圖)可以看出Ft作用處
是危險(xiǎn)截面,
L=162mm,將該截面的所受彎矩和扭矩列于下表
表4 危險(xiǎn)截面所受彎矩和扭矩
載荷
水平面H
垂直面V
支反力F
=633.84N
=1741.465N
彎矩
=102682
=282117.33
總彎矩M
=300222.89
扭矩T
T=407502.81
5. 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
根據(jù)上表對危險(xiǎn)截面進(jìn)行校核,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α=0.6,軸的計(jì)算應(yīng)力
=244501.69/20849.146MPa=11.727MPa
前已選定軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,查圖表(P表15-1)得=60MPa,因此<,故軸安全。
=11.727MPa
=60MPa
八、 軸承的選擇和校核計(jì)算
已知軸承的預(yù)計(jì)壽命為=72000h
1.輸入軸承的選擇與計(jì)算
由軸II的設(shè)計(jì)知,初步選用深溝球軸承6008,由于受力對稱,只需要計(jì)算一個(gè),其受力==299.62 N,=0,ε=3 ,轉(zhuǎn)速n=960r/min
1)查滾動(dòng)軸承樣本(指導(dǎo)書表15-3)知深溝球軸承6008的基本額定動(dòng)載荷C=13200N,基本額定靜載荷=9420N
2)求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷P
因?yàn)?0,徑向載荷系數(shù)X=1,軸向載荷系數(shù)Y=0,因工作情況平穩(wěn),按課本(P表13-6),取=1.2,則
P=(X+Y)=1.2×(1×299.62+0)N
=359.54N
3)驗(yàn)算軸承壽命
h
=859127h>=72000h
故所選用軸承滿足壽命要求。確定使用深溝球軸承6008。
=72000h
=299.62 N
=0
ε=3
n=960r/min
C=13200N
=9420N
X=1
Y=0
=1.2
P=359.54N
=859127h
深溝球軸承6008
2.軸III上的軸承選擇與計(jì)算
由軸III的設(shè)計(jì)已知,初步選用外圈無擋邊圓柱滾子軸承N206,由于受力對稱,故只需要校核一個(gè)。其受力=1176.74N,=0,ε=10/3,n=272.73r/min
1)查滾動(dòng)軸承樣本(指導(dǎo)書表15-5)知外圈無擋邊圓柱滾子軸承N206的基本額定動(dòng)載荷C=36200N,基本額定靜載荷=22800N
2)求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷P
因?yàn)?0,徑向載荷系數(shù)X=1,軸向載荷系數(shù)Y=0,因工作情況平穩(wěn),按課本(P表13-6),取=1.2,則
P=(X+Y)=1.2×(1×1176.74+0)N
=1412.09N
3)驗(yàn)算軸承壽命
h
=3035776h>=72000h
故所選用軸承滿足壽命要求。確定使用外圈無擋邊圓柱滾子軸承N206
=1176.74N
=0
ε=10/3
n=272.73r/min
C=36200N
=22800N
X=1
Y=0
=1.2
P=1412.09N
=3035776h
外圈無擋邊圓柱滾子軸承N206
3.輸出軸上的軸承選擇與計(jì)算
由軸IV的設(shè)計(jì)知,初步選用深溝球軸承6210,由于受力對稱,只需要計(jì)算一個(gè),其受力==3706.46 N,=0,ε=3 ,轉(zhuǎn)速n=87.4/min
1)查滾動(dòng)軸承樣本(指導(dǎo)書表15-3)知深溝球軸承6210的基本額定動(dòng)載荷C=27000N,基本額定靜載荷=19800N
2)求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷P
因?yàn)?0,徑向載荷系數(shù)X=1,軸向載荷系數(shù)Y=0,因工作情況平穩(wěn),按課本(P表13-6),取=1.0,則
P=(X+Y)=1.×(1×3706.46+0)N
=3706.46N
3)驗(yàn)算軸承壽命
h
=73714h>=72000h
故所選用軸承滿足壽命要求。確定使用深溝球軸承6210。
=3706.46N
=0
n=87.4/min
C=27000N
=19800N
X=1
Y=0
=1.0
P=3706.46N
=73714h
九、鍵連接的選擇與校核計(jì)算
1.輸入軸與聯(lián)軸器的鍵連接
1) 由軸II的設(shè)計(jì)知初步選用鍵C10×70,=39.39
2) 校核鍵連接的強(qiáng)度
鍵、軸和輪轂的材料都是鋼,由課本(P表6-2)查得許用應(yīng)力=100-120MPa,取=110MPa。鍵的工作長度=L-b/2=70mm-5mm=65mm,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5×8mm=4mm。由式可得
=2×39.39/4×65×35MPa
=8.66MPa<=110MPa
可見連接的強(qiáng)度足夠,選用鍵C10×70
選用
鍵C10×70GB1096-79
2.齒輪2(2’)與軸III的鍵連接
1) 由軸III的設(shè)計(jì)知初步選用鍵10×56,==65.305
2) 校核鍵連接的強(qiáng)度
鍵、軸和輪轂的材料都是鋼,由課本(P表6-2)查得許用應(yīng)力=100-120MPa,取=110MPa。鍵的工作長度=L-b=56mm-10mm=46mm,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5×8mm=4mm。由式可得
=2×65.305/4×46×32MPa
=22.18MPa<=110MPa
可見連接的強(qiáng)度足夠,選用鍵10×56
3.齒輪3與軸III的鍵連接
1) 由軸III的設(shè)計(jì)知初步選用鍵10×80,==130.61
2) 校核鍵連接的強(qiáng)度
鍵、軸和輪轂的材料都是鋼,由課本(P表6-2)查得許用應(yīng)力=100-120MPa,取=110MPa。鍵的工作長度=L-b=80mm-10mm=70mm,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5×8mm=4mm。由式可得
=2×130.61/4×70×34MPa
=27.44MPa<=110MPa
可見連接的強(qiáng)度足夠,選用鍵10×80
選用:
鍵10×56GB1096-79
選用:
鍵10×80GB1096-79
4.齒輪4與軸IV的鍵連接
1) 由軸IV的設(shè)計(jì)知初步選用鍵18×80,==383.53
2) 校核鍵連接的強(qiáng)度
鍵、軸和輪轂的材料都是鋼,由課本(P表6-2)查得許用應(yīng)力=100-120MPa,取=110MPa。鍵的工作長度=L-b=80mm-18mm=62mm,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5×11mm=5.5mm。由式可得
=2×383.53/5.5×62×62MPa
=36.28MPa<=110MPa
可見連接的強(qiáng)度足夠,選用鍵18×80
選用:
鍵18×80GB1096-79
5.聯(lián)軸器與軸IV的鍵連接
1) 由軸IV的設(shè)計(jì)知初步選用鍵12×100,==383.53
2) 校核鍵連接的強(qiáng)度
鍵、軸和輪轂的材料都是鋼,由課本(P表6-2)查得許用應(yīng)力=100-120MPa,取=110MPa。鍵的工作長度=L-b=100mm-12mm=88mm,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5×8mm=4mm。由式可得
=2×383.53/4×88×42MPa
=51.88MPa<=110MPa
可見連接的強(qiáng)度足夠,選用鍵12×100
選用:
鍵12×100GB1096-79
十、聯(lián)軸器的選擇
1.輸入軸(軸II)的聯(lián)軸器的選擇
根據(jù)軸II的設(shè)計(jì),選用TL6型彈性套柱銷聯(lián)軸器(35鋼),其尺寸如下表所示
型號
T()
(r/min)
(mm)
L(mm)
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量()
TL6
250
3800
35
82
0.026
2.輸出軸(軸IV)的聯(lián)軸器的選擇
根據(jù)軸IV的設(shè)計(jì),選用HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器(35鋼),其尺寸如下表所示
型號
T()
(r/min)
(mm)
L(mm)
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量()
HL3
630
5000
42
112
0.6
十一、減速器附件設(shè)計(jì)
1.視孔蓋
選用A=120mm的視孔蓋。
2.通氣器
選用通氣器(經(jīng)兩次過濾)M18×1.5
3.油面指示器
根據(jù)指導(dǎo)書表9-14,選用2型油標(biāo)尺M(jìn)16
4.油塞
根據(jù)指導(dǎo)書9-16,選用M16×1.5型油塞和墊片
5.起吊裝置
根據(jù)指導(dǎo)書表9-20,箱蓋選用吊耳d=20mm
6.定位銷
根據(jù)指導(dǎo)書表14-3,選用銷GB117-86 A6×30
7.起蓋螺釘
選用螺釘M8×20
視孔蓋:
A=120mm
通氣器:
M18×1.5
油面指示器:
2型油標(biāo)尺M(jìn)16
油塞:
M16×1.5
吊耳:
d=20mm
定位銷:
銷GB117-86 A6×30
起蓋螺釘:
M8×20
十二、潤滑與密封
1.齒輪的潤滑
采用浸油潤滑,由于高速級大齒輪浸油深度不小于10mm,取為油深h=57mm。根據(jù)指導(dǎo)書表16-1,選用全損耗系統(tǒng)用油 L-AN22。
2.滾動(dòng)軸承的潤滑
由于軸承的=38400<160000
=8181.9<160000
=4370<160000
故選用脂潤滑。根據(jù)表16-4 ,選用滾動(dòng)軸承脂ZGN69-2
3.密封方法的選取
由于凸緣式軸承端蓋易于調(diào)整軸向游隙,軸II及軸IV的軸承兩端采用凸緣式端蓋,而嵌入式端蓋易于安裝和加工,軸III選用外圈無擋邊滾子軸承,故選用嵌入式端蓋。由于采用脂潤滑,軸端采用間隙密封。
齒輪潤滑:
L-AN22
h=57mm
=38400
=8181.9
=4370
滾動(dòng)軸承脂:
ZGN69-2
總結(jié)
機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)電類專業(yè)的主要課程之一,它要求學(xué)生能結(jié)合課本的學(xué)習(xí),綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)和技術(shù)知識,聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際和機(jī)器的具體工作條件,去設(shè)計(jì)合用的零部件及簡單的機(jī)械,起到從基礎(chǔ)課程到專業(yè)課程承先啟后的橋梁作用,有對機(jī)械設(shè)計(jì)工作者進(jìn)行基礎(chǔ)素質(zhì)培養(yǎng)的啟蒙作用。
機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的過程是艱辛而又充滿樂趣的,在這短暫的三個(gè)星期里,我們不僅對機(jī)械的設(shè)計(jì)的基本過程有了一個(gè)初步的認(rèn)識和了解,即初步接觸到了一個(gè)真機(jī)器的計(jì)算和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),也通過查閱大量的書籍,對有關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)的各種標(biāo)準(zhǔn)有了一定的認(rèn)識,也加強(qiáng)了對課本的學(xué)習(xí)和認(rèn)識。
通過這次的設(shè)計(jì),我認(rèn)識到一些問題是我們以后必須注意的。第一,設(shè)計(jì)過程決非只是計(jì)算過程,當(dāng)然計(jì)算是很重要,但只是為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供一個(gè)基礎(chǔ),而零件、部件、和機(jī)器的最后尺寸和形狀,通常都是由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)取定的,計(jì)算所得的數(shù)字,最后往往會被結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所修改。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)工作中一般占較大的比重。
第二,我們不能死套教材,教材中給出的一些例題或設(shè)計(jì)結(jié)果,通常只是為表明如何運(yùn)用基礎(chǔ)知識和經(jīng)驗(yàn)資料去解決一個(gè)實(shí)際問題的范例,而不是唯一正確的答案。所以我們必須要學(xué)會查閱各種書籍和手冊,利用現(xiàn)有的資源再加上自己的構(gòu)想和創(chuàng)新,才能真正完成一個(gè)具有既有前景和使用價(jià)值又能普遍推廣,價(jià)格低廉的新產(chǎn)品。因此,全力追索不斷增殖的設(shè)計(jì)能力才是學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的中心思想。
第三,創(chuàng)新是一個(gè)民族的靈魂,是我們國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力。創(chuàng)新在機(jī)械設(shè)計(jì)過程當(dāng)中體現(xiàn)的更是淋漓盡致,我們所設(shè)計(jì)出來的東西必須得超過以前的才具有社會實(shí)用價(jià)值,因此我們首先要有敢于突破束縛、突破慣例和大膽否定現(xiàn)有的一些東西,同時(shí)也要有寬廣而堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)知識和創(chuàng)新思維與細(xì)心觀察的能力。雖然在這次的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中大部分都是參照教材和手冊所設(shè)計(jì),只有小部分是通過自己創(chuàng)新所形成,但在選用各種零部件時(shí)是個(gè)人根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選定的,以使各種零部件組裝成最好的一個(gè)減速器。因此也體現(xiàn)了創(chuàng)新的思想。
這次設(shè)計(jì)的分流式二級圓柱齒輪減速器通過采用配對的斜齒輪,既具有人字齒重合度大,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),無軸向力的優(yōu)點(diǎn),又免
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類型:共享資源
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二級
運(yùn)輸機(jī)
傳動(dòng)
裝置
分流
CAD
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二級-帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置(7)分流帶CAD圖,二級,運(yùn)輸機(jī),傳動(dòng),裝置,分流,CAD
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