一級圓柱齒輪減速器》設(shè)計(jì)說明書.doc
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機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 《一級圓柱齒輪減速器》 設(shè)計(jì)說明書 姓 名 學(xué) 號 學(xué) 院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動化 班 級 指導(dǎo)教師 張 涵 <<機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)>>課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 目 錄 一 前言……………………………………………3 二 設(shè)計(jì)題目………………………………………5 三 電動機(jī)的選擇…………………………………6 四 傳動裝置動力和運(yùn)動參數(shù)……………………7 五 傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………9 六 減速器軸的設(shè)計(jì)………………………………17 七 滾動軸承的驗(yàn)算………………………………24 八 鍵的選擇的驗(yàn)算………………………………26 九 聯(lián)軸器的選擇…………………………… …26 十 鑄鐵減速器結(jié)構(gòu)主要尺寸……………… ……28 十一小結(jié)……………………………………………29 十二 致謝……………………………………… …29 十三 參考文獻(xiàn)…………………………………… 30 <<機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)>>課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、機(jī)械設(shè)計(jì)課程的目的和意義 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械類專業(yè)和部分非機(jī)械類專業(yè)學(xué)生第一次較全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練,是機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程重要的綜合性與實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其基本目的是: (1) 通過機(jī)械設(shè)計(jì)課程的設(shè)計(jì),綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際知識,培養(yǎng)分析和解決一般工程實(shí)際問題的能力,并使所學(xué)知識得到進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)展。 (2) 學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法,掌握通用機(jī)械零件、機(jī)械傳動裝置或簡單機(jī)械的設(shè)計(jì)原理和過程。 (3) 進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練,如計(jì)算、繪圖、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料(手冊、圖冊、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等)以及使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算和數(shù)據(jù)處理等。 (4)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)還為專業(yè)課課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。 二、機(jī)械設(shè)計(jì)課程的內(nèi)容 選擇作為機(jī)械設(shè)計(jì)課程的題目,通常是一般機(jī)械的傳動裝置或簡單機(jī)械。 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容通常包括:確定傳動裝置的總體設(shè)計(jì)方案;選擇電動機(jī);計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù);傳動零件、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算;軸承、聯(lián)軸器、潤滑、密封和聯(lián)接件的選擇及校核計(jì)算;箱體結(jié)構(gòu)及其附件的設(shè)計(jì);繪制裝配工作圖及零件工作圖;編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 在設(shè)計(jì)中完成了以下工作: ① 減速器裝配圖1張(A0或A1圖紙); ?、?零件工作圖2~3張(傳動零件、軸、箱體等); ③ 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1份,6000~8000字。 三、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的步驟 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的步驟通常是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書,擬定若干方案并進(jìn)行分析比較,然后確定一個(gè)正確、合理的設(shè)計(jì)方案,進(jìn)行必要的計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),最后用圖紙表達(dá)設(shè)計(jì)結(jié)果,用設(shè)計(jì)計(jì)算說明書表示設(shè)計(jì)依據(jù)。 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)一般可按照以下所述的幾個(gè)階段進(jìn)行: 1 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 ?、?分析設(shè)計(jì)計(jì)劃任務(wù)書,明確工作條件、設(shè)計(jì)要求、內(nèi)容和步驟。 ?、?了解設(shè)計(jì)對象,閱讀有關(guān)資料、圖紙、觀察事物或模型以進(jìn)行減速器裝拆試驗(yàn)等。 ?、?浮系課程有關(guān)內(nèi)容,熟悉機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法和步驟。 ④ 準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)需要的圖書、資料和用具,并擬定設(shè)計(jì)計(jì)劃等。 2 傳動裝置總體設(shè)計(jì) ?、?確定傳動方案——圓柱斜齒齒輪傳動,畫出傳動裝置簡圖。 ?、?計(jì)算電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速、選擇電動機(jī)的型號。 ③ 確定總傳動比和分配各級傳動比。 ④ 計(jì)算各軸的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。 3 各級傳動零件設(shè)計(jì) ?、?減速器外的傳動零件設(shè)計(jì)(帶傳動、鏈傳動、開式齒輪傳動等)。 ?、?減速器內(nèi)的傳動零件設(shè)計(jì)(齒輪傳動、蝸桿傳動等)。 4 減速器裝配草圖設(shè)計(jì) ?、?選擇比例尺,合理布置試圖,確定減速器各零件的相對位置。 ?、?選擇聯(lián)軸器,初步計(jì)算軸徑,初選軸承型號,進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 ?、?確定軸上力作用點(diǎn)及支點(diǎn)距離,進(jìn)行軸、軸承及鍵的校核計(jì)算。 ?、?分別進(jìn)行軸系部件、傳動零件、減速器箱體及其附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 5 減速器裝配圖設(shè)計(jì) ?、?標(biāo)注尺寸、配合及零件序號。 ?、?編寫明細(xì)表、標(biāo)題欄、減速器技術(shù)特性及技術(shù)要求。 ?、?完成裝配圖。 6 零件工作圖設(shè)計(jì) ?、?軸類零件工作圖。 ?、?齒輪類零件工作圖。 ?、?箱體類零件工作圖。 四、課程設(shè)計(jì)的基本要求 1、 認(rèn)真、仔細(xì)、整潔。 2、 理論聯(lián)系實(shí)際,綜合考慮問題,力求設(shè)計(jì)合理、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、工藝性好。 3、 正確處理繼承與創(chuàng)新的關(guān)系,正確使用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。 4、 學(xué)會正確處理設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)間的關(guān)系,要統(tǒng)籌兼顧。 5、 所繪圖紙要求準(zhǔn)確、表達(dá)清晰、圖面整潔,符合機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn);說明書要求計(jì)算準(zhǔn)確、書寫工整,并保證要求的書寫格式。 五、減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算、校核、說明和結(jié)果 1.設(shè)計(jì)任務(wù)書 1.1設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的三角帶——單級圓柱齒輪減速器,傳動系統(tǒng)為采用兩級圓柱齒輪減速器和圓柱齒輪傳動。 1.2原始數(shù)據(jù) 運(yùn)輸帶拉力:F=4750N 運(yùn)輸帶速度:V=1.6m/s 卷筒直徑:D=390mm 1.3工作條件 工作機(jī)空載啟動,載荷變化不大,單向運(yùn)轉(zhuǎn)使用期限10年,每天工作8小時(shí),每年工作300天。運(yùn)輸帶允許速度誤差5%。 2.傳動系統(tǒng)的方案擬定 傳動方案如圖: 3.電動機(jī)的選擇 3.1選擇電動機(jī)類型 按按工作要求和條件,選用三相籠形異步電動機(jī),封閉式結(jié)構(gòu),電壓380V,Y型。 3.2選擇電動機(jī)的容量 電動機(jī)所需工作功率為 P= KW 因?yàn)? P= KW 因此 P= KW 由電動機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動總效率為 η=ηη 式中:η,η,η,η分別為帶傳動、軸承、齒輪傳動和聯(lián)軸器的傳動效率。 取η=0.96,η=0.98,η=0.97,η=0.96則 η=0.960.980.970.96=0.85 所以 P===8.94kW 3.3確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒機(jī)工作轉(zhuǎn)速:n==r/min. 按表1推薦的傳動比合理范圍,取V帶傳動的傳動比 i=2~4,一級圓柱減速器傳動比 i=3~6, 則總傳動比合理范圍為:i=6~24,故電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為: nd= in=(6~24)78.35=(470~1880.4) r/min. 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有:750,1000和1500 r/min. 性能如下頁表1 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速,由有關(guān)手冊查出,列表如下表,綜合考慮選 第二方案較合適,因此選型號Y160L—6, 表1 方案 電動機(jī)型號 額定功率Pkw 電動機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min 電動機(jī)重量N 傳動裝置的傳動比 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 總傳動比 V帶傳動 減速器 1 Y160M—4 11 1500 1460 123 18.63 3.5 5.32 2 Y160L—6 11 1000 970 147 12.38 2.8 4.42 3 Y180L—8 11 750 730 184 9.32 2.5 3.73 4.計(jì)算傳動裝置的總傳動比和分配各級傳動比 4.1總傳動比 由式(7)i== 4.2分配傳動裝置傳動比 由式(8) i=ii 式中i,i分別為帶傳動和減速器的傳動比。為使V帶 傳動外廓尺寸不致過大,初步取i=2.8,則i== n=87.31r/min. 4.3分配減速器的各級傳動比 因?yàn)闉橐患夶X輪,故齒輪傳動比為:i=4.42 5.計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 5.1各級軸轉(zhuǎn)速 Ⅰ軸 n== r/min Ⅱ軸 n=== r/min 卷筒軸 n= n=78.38 r/min 5.2各軸輸入功率 Ⅰ軸 P=Pη= Pη=8.940.96=8.5824KW Ⅱ軸 P= Pη= Pηη=8.58240.980.97=8.158KW 卷筒軸 P= Pη= Pηη=8.1580.980.96= 7.84KW 其輸出功率則分別為輸入功率乘軸承效率0.98。 Ⅰ軸 P= P0.98=8.58240.98=8.41kw Ⅱ軸 P= P0.98=8.1580.98=7.99kw 卷筒軸 P= P0.98=7.840.98=7.68kw 5.3各軸輸入轉(zhuǎn)矩 電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩:T==9550Nm Ⅰ、Ⅱ軸輸入轉(zhuǎn)矩: Ⅰ軸:T= Tiη= Tiη= Nm Ⅱ軸: T= Tiη=Tiηη= Nm 卷筒軸輸入轉(zhuǎn)矩:T= Tηη = Nm 各軸輸出轉(zhuǎn)矩 Ⅰ軸:T= T0.98=236.540.98=231.8m Ⅱ軸:T=T0.98=993.850.98=973.97 Nm 卷筒軸輸出轉(zhuǎn)矩:T=T0.98=954.50.98=935.41 Nm Ⅰ——Ⅱ的輸出轉(zhuǎn)矩則分別為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩乘軸承效率0.98. 6.傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 6.1 V帶的設(shè)計(jì) 6.1.1已知:電動機(jī)轉(zhuǎn)速n=970r/min,Ⅰ軸n=346.43 r/min, 電動機(jī)輸出功率P=8.94KW。 查表13-8得 K=1.1,故P= KP=1.18.94=9.83Kw 6.1.2選V帶型號 由P=9.83KW,n=970 r/min,由圖13-15查知,選V.帶B型帶。 6.1.3求大小帶輪基準(zhǔn)直徑, 由表13-9,取小帶輪的基準(zhǔn)直徑=160mm,現(xiàn)取160mm 由式表13-9得, = d(1-)=2.8160(1-0.02)=448mm 由表(13-9)取=450mm(雖使n略有減小,但其范圍小于5%,允許)。 6.1.4驗(yàn)算帶速V V= m/s V在5~25 m/s范圍內(nèi),合適。 6.1.5求V帶基準(zhǔn)長度L和中心距a 初步選取中心距 a=1.5(+)=1.5(160+450)=915mm 取a=600mm,符合0.7(+)<a<2(+ ) 式(13-2)得帶長 =2a+ =2158mm 查表13-2,對A型帶選用L=2240mm,再由式(13-16)計(jì)算實(shí)際中心距: a≈a+ mm。 6.1.6驗(yàn)算小帶輪包角α 由式(13-1)得 α=180—>120,合適。 6.1.7求V帶根數(shù) 由式(13—15)得 z= 令n=970 r/m,=160mm,i=2.8 查表(13-3)得 P=2.67KW 查表(13-5)得 =0.33 KW 由α= 查表(13-7)得K=0.925查表(13-2)得K=1.0,由此可得 Z==3.54 取4根 6.1.8求作用在帶輪軸上的壓力 表(13—1)得q=0.18 kg/m,故由式(13—17)得單根v帶的初拉力 = = 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力F>(F)。 作用在軸上的壓力 =2zsin=2570N 6.1.9帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小帶輪轂孔徑 d= D=42mm 小帶輪基準(zhǔn)直徑 =84,即:故小帶輪采用實(shí)心式 大帶輪基準(zhǔn)直徑 =450 ≤350mm,故采用腹板式 6.2齒輪的設(shè)計(jì) 已知:載荷變化不大,傳動比i=4.42,小齒輪軸轉(zhuǎn)速n=n=346.43 r/min,傳動功率P=8..94 KW。 6.2.1決定傳動形式 因?yàn)閕=4.42, 直齒圓柱齒輪傳動比i≤4 斜齒圓柱齒輪傳動比i≤7 所以選擇斜齒圓柱齒輪傳動。 6.2.2 計(jì)算齒輪轉(zhuǎn)矩 6.2.3選擇齒輪材料、精度等級及熱處理方法 考慮減速器功率不大(結(jié)構(gòu)尺寸要小),中速中載材料的工藝性、價(jià)格等因素,決定大小齒輪均選用45#鋼制造。 采用軟齒面 標(biāo)準(zhǔn)齒形() 小齒輪調(diào)質(zhì)處理 HBS1=241~286 取260 大齒輪?;ㄕ穑┨幚?HBS2=217~255 取240 查圖(10-20c),(10-20b) 得: =420 MPa =350 MPa 查圖(10-21d),(10-21c) 得: =590 MPa =550 MPa 查表(10-8) 選8級精度的齒輪。 6.2.4 初選小齒輪的齒數(shù)和螺旋角 初選z=21,則z=i z=214.41=92.82 取z=92 實(shí)際齒數(shù)比: 傳動比誤差: <5% 所以所選齒數(shù)可用。選 6.2.5 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)參數(shù) 由式(10-21) 得: (1)初選=1.3 (表11-3) (2)查表(10-7) 對稱布置、軟齒面=0.9-1.4 取1 (3)查表(10-6) =188 (4)查圖(10-30) =2.45 (5)査圖(10-26)可根據(jù)公式計(jì)算 =1.645 (6)計(jì)算許用應(yīng)力、 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60njL =60342.91830010 =7.4810 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N=60njL/i=7.4810/4.42 =1.6910 查圖(10-18),(10-19) 得: =0.89 =0.94 =0.92 =0.98 =1.25~1.50 ?。?.4(發(fā)生折斷) =1(點(diǎn)蝕破壞) 所以 :===267MPa ==230 MPa ===554.6MPa ==539M Pa (7)計(jì)算小齒輪的分度圓直徑 由式(10-21)=48.62 mm (8)初算圓周速度 ===0.88m/s (9)查表(10-2) 載荷平穩(wěn) 電動機(jī)KA=1.0 查圖(10-8) =0.88 8級 =1.08 F===3619.91N b==148.62=48.62 ==774.45N/mm﹤100N/mm 查表10-3 = =1.2 查表10-4 對稱布置 =1 b=48.62mm =1.15+0.18+0.31=1.342 ===2.37 h=(2h+c)m=(2+0.25)2.37=5.33 查表10-4 =1.34 查圖(10-13) =1.3 K==1=1.74 K= =1=1.671 (10)校正 =48.62=53.58mm (11)重新計(jì)算模數(shù) ===2.496 (12)計(jì)算實(shí)際中心距 =167.09mm 取整數(shù) a=167mm (13)校正螺旋角 =11.7 在8-20 范圍內(nèi)且與假設(shè)值像接近,故其他參數(shù)無需修正。 (14)計(jì)算分度圓直徑d、d ==61.58mm = =272.15mm d、d不能圓整,而且后面的小數(shù)部分相加應(yīng)為整數(shù) (15) 計(jì)算齒寬 =1=61.58mm (實(shí)際嚙合寬度) 取 b=65mm,b=65mm (16)驗(yàn)算 取b=60 b=65 b b 5~10 查圖(10-22)在8級精度范圍內(nèi),所以選8級精度合適 設(shè)計(jì)匯總: Z =26 d=85.88mm b=65mm Z=115 d=272.15mm b =60mm m=2 a=167mm 6.2.6 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 ==22.44 =98.3 查表(10-5) 用插入法 求得: 查取齒形系數(shù)。 由表10—5查得=2.705,=2.185 取應(yīng)力校正系數(shù)。 由表10—5查得 =1.577,=1.788 ===1.419 Y=2.705,Y=2.185 Y=1.577, Y=1.788 查圖(10-28) 得: Y=0.90 按式(10—16)驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度(按最小齒寬52計(jì)算) δ =22.66MPa≤ =20.72≤ ∴齒根彎曲疲勞強(qiáng)度安全 6.2.7齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 齒頂圓直徑: d===66.36mm d===277.3mm 齒根圓直徑: d===55.7mm ===266.63mm 6.2.8 齒輪的潤滑 因?yàn)?v=0.88m/s<12m/s,所以采用浸油潤滑,浸油深度為最大齒頂 向上10mm,計(jì)算: h=2(2+0.25)=4.5 按10計(jì)算。 查表10-12,45#鋼,v=0.88m/s,選取150v/cst運(yùn)動黏度的潤滑油。 查表10-11,選用工業(yè)齒輪潤滑油SY1172-88.牌號為:150# v=(135-165)cst 7.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 7.1.求各軸的轉(zhuǎn)矩 Ⅰ軸:T= Tiη= Tiη= Nmm Ⅱ軸: T= Tiη=Tiηη=993860Nmm 7.2計(jì)算作用在齒輪上的力 已知.大小齒輪分度圓直徑d1=61.58mm d2=167mm 式中Ft為圓周力,F(xiàn)r 為徑向力,F(xiàn)a為軸向力 7.3 選擇材料,決定最小直徑 7.3.1 輸入軸最小直徑 (1)選擇材料 因?yàn)闆]有特殊要求,軸的材料選用45#鋼,調(diào)質(zhì)處理。 HBS=217~255MPa 取240MPa A0=107~126 取120 (2)初步?jīng)Q定輸入軸的最小直徑 由公式得: ==34.97mm 軸上可能有一個(gè)鍵槽 ∴dmin=34.97(1+7%)=37.53mm 取d=40mm 7.3.2 輸出軸最小直徑 (1)選擇材料 因?yàn)闆]有特殊要求,軸的材料選用45#鋼,調(diào)質(zhì)處理。 HBS=217~255MPa 取240MPa A0=106~126 取106 (2)初步?jīng)Q定輸出軸的最小直徑 由公式得: mm=49.86mm 軸上可能有一個(gè)鍵槽 ∴dmin=49.86(1+7%)=53.35mm 其為外伸軸,最小軸徑在聯(lián)軸器處。 查手冊,選用LT9聯(lián)軸器。其dmin=55mm 7.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7.4.1 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1)擬訂裝配方案 軸套,擋油環(huán),左軸承及軸承端蓋從左邊裝入。齒輪,軸套,右軸承及軸承端蓋從右邊裝入。 (2)根據(jù)定位要求確定各段軸的直徑和長度 因?yàn)槠錇樾饼X輪傳動,所以預(yù)選30209軸承。 查手冊,d=45mm,D=85mm。 ∴ d n=45346.43=1.56 則該軸承采用脂潤滑。 取軸承端面到殼體內(nèi)壁的距離為8mm,齒輪端面到殼體內(nèi)壁的距離為20mm。 1段軸用于安裝帶輪,故取直徑為35mm,軸長為61㎜。 2段軸用于安裝軸承端蓋及一部分外伸軸,外伸軸是便于拆卸。由于帶輪需要軸肩定位,所以軸肩高度h=1㎜,因此軸徑取為42㎜。軸承端蓋的外端面與半連軸器右端面間的距離l=73mm, 軸承端蓋凸緣厚度為t=(1~1.2)d3 取t=10mm。因此軸長取73㎜。 3 7段軸用于安裝軸承和擋油環(huán),則直徑為45mm.,軸長為d=20㎜。 5段軸用于安裝齒輪,,則直徑為54mm.,軸長為l=65㎜。 4 6段軸定位軸承l(wèi)=20.5 則軸的總長L=61+73+20+20.5+65+20.5+20=280㎜。 根據(jù)軸承內(nèi)徑d=45mm,得齒輪的孔徑d=54mm。 查手冊 鍵 bh=149 t=5.5 t1=3.8mm。 ∴e==7.03>2mn ∴此軸為齒輪軸。 7.4.2 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1)擬訂裝配方案 齒輪,軸套,擋油環(huán),軸承,軸承端蓋,聯(lián)軸器從左邊裝入; 軸套,擋油環(huán),軸承,軸承端蓋從右邊裝入。 (2)根據(jù)定位要求確定各段軸的直徑和長度 裝聯(lián)軸器的軸徑最小,d=55mm。 查手冊 d=55mm,L1=84mm。 預(yù)選用30213軸承,查手冊 d=65mm,D=140mm。 dn<16104 取軸承端面到殼體內(nèi)壁的距離為8mm,齒輪端面到殼體內(nèi)壁的距離為20mm。 I-II段軸用于安裝聯(lián)軸器,故取直徑為55mm,半聯(lián)軸器也軸配合孔長度L=84mm,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在收的端面上,故1段的長度比L稍小,現(xiàn)取l=82 2段軸用于安裝軸承端蓋及一部分外伸軸,外伸軸是便于拆卸螺栓和聯(lián)軸器。由于聯(lián)軸器需要軸肩定位,所以軸肩高度h=3.5㎜,因此軸徑取為62㎜。軸承端蓋凸緣厚度為t=(1~1.2)d3 取t=10mm,軸承端蓋的外端面與半連軸器右端面間的距離l=60~70mm, 取t=10mm。 因此軸長取76㎜。 III-IV段軸用于安裝軸承和擋油環(huán),則直徑為65mm.,軸長為44㎜。 IV-V段軸用于安裝齒輪,此時(shí)為非軸肩定位,則直徑為68mm.,軸長為L=58㎜。 V-VI段軸為軸環(huán),因?yàn)辇X輪需要軸肩定位,則軸肩高度H=2㎜,因此直徑為72㎜,軸環(huán)長b>1.4h 取=23㎜。 VI-VIII段軸安裝擋油環(huán)和軸承,直徑為65mm.,軸長為20㎜。 則軸的總長L=84+76+44+58+23+20=305㎜。 查手冊 軸的總長無需圓整。 7.5軸的校核 7.5.1高速軸的校核 求垂直面的支承反力 F==390.02 F= F—F=539.05 ②求水平面的支承反力(圖c) F=F==1245.46 ③繪垂直面的彎矩圖(圖b) M=F=83.55 Nm M= F=60.45 Nm ④繪水平面的彎矩圖(圖c) M=F=193.05 Nm ⑤求合成彎矩圖(圖e)。 M== 210.35Nm M= = 202.29 Nm ⑥求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩(圖f) T= F=106.96 Nm ⑦求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩 校正系數(shù)α=[σ-1/σ0]=0.6 αT=0.6106.96=64.18 從圖可見,a-a截面最危險(xiǎn),其當(dāng)量彎矩為 M==226.07 ⑧⑴計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑 軸材料為45號鋼,調(diào)質(zhì)處理,由表14—1查得σ=650 MP, 由表14—3查的許用彎曲應(yīng)力=55 MP,則 d≥ mm 考慮到鍵槽對軸的削弱,將d值加大5%,故 d=1.0533=34.65 mm 取軸徑,合適,安全。 7.5.2低速軸的校核 ①求垂直面的支承反力(圖b) F==94 F= F—F=791.17 ②求水平面的支承反力(圖c) F=F==1189.15 ③繪垂直面的彎矩圖(圖b) M=F=141.2 Nm M= F=16.78 Nm ④繪水平面的彎矩圖(圖c) M=F=212.26 Nm ⑤求合成彎矩圖(圖e)。 M== 258.27Nm M= = 216.91 Nm ⑥求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩(圖f) T= F=424.5 Nm ⑦求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩 校正系數(shù)α=[σ-1/σ0]=0.6 αT=0.6424.5=254.7 從圖可見,a-a截面最危險(xiǎn),其當(dāng)量彎矩為 M= =334.54 Nm ⑧⑴計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑 軸材料為45號鋼,調(diào)質(zhì)處理,由表14—1查得σ=650 MP, 由表14—3查的許用彎曲應(yīng)力=55 MP,則 d≥ mm 考慮到鍵槽對軸的削弱,將d值加大5%,故 d=1.0538=39.9mm 取軸徑,合適,安全。 8. 滾動軸承的校核 8.1高速軸:預(yù)選30209軸承。 d=45mm,D=85mm。 軸承端蓋的選擇: 選用凸緣式軸承端蓋(根據(jù)結(jié)構(gòu)),HT150。 螺釘直徑:10 螺釘數(shù):4 d=d+1=10+1=11mm D= D+2.5 d=135mm D= D+2.5 d=160mm e=1.2* d=12mm D=D-(10~15)=100mm D= D-3 d=105mm D=D-(2~4)=107mm 1)基本額定動載荷:C=53.5KN 基本額定靜載荷:C=47.2 KN 極限轉(zhuǎn)速:5600 r/min 所需軸承的壽命為:L=830010=24000h 2)求相對軸向載荷對應(yīng)的e值與Y值。已知Fa=530.52N,所以相對應(yīng)的軸向載荷為==0.01124 3) 在表中可查得X=1,Y=0。 當(dāng)量動載荷P=f(XF+YF)=722.4N 4) 驗(yàn)算軸承7310的壽命 ()=1.97>24000h 經(jīng)計(jì)算,所需軸承壽命:L>L=48000 h. 5) 故所選7310型號角接觸軸承合適。 8.2低速軸: 軸承端蓋的選擇:預(yù)選7313軸承, d=65mm,D=140mm。 選用凸緣式軸承端蓋(根據(jù)結(jié)構(gòu)),HT150。 螺釘直徑:10 螺釘數(shù):6 d=d+1=10+1=11mm D= D+2.5 d=135mm D= D+2.5 d=160 mm e=1.2* d=12 mm D=D-(10~15)= 100 mm D= D-3 d=105 mm D=D-(2~4)=107 mm 1)基本額定動載荷:C=89.8KN 基本額定靜載荷:C=75.5 KN 極限轉(zhuǎn)速:4500 r/min 所需軸承的壽命為:L=830010=24000h 2) 求相對軸向載荷對應(yīng)的e值與Y值。已知Fa=506.82N,所以相對應(yīng)的軸向載荷為==0.0067 3) 在表中可查得X=1,Y=0。 當(dāng)量動載荷P=f(XF+YF)=1062.204N 4) 驗(yàn)算軸承7313的壽命 ()=2.94>24000h 經(jīng)計(jì)算,所需軸承壽命:L>L=24000 h. 5) 故所選7313型號角接觸軸承合適。 所以采用脂潤滑方式潤滑。 軸承端蓋的選擇: 選用凸緣式軸承端蓋(根據(jù)結(jié)構(gòu)),HT150。 軸承外徑D=140mm,螺釘直徑d=12,螺釘個(gè)數(shù):6個(gè) 9聯(lián)軸器的選擇: 計(jì)算轉(zhuǎn)矩:T=KT,(查表14—1得,K=1.3) 則 T= KT=1.5316.64= 736.398Nm 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩T,半聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件。 選LT9型 公稱轉(zhuǎn)矩:T=100Nm n=2850r/min L=112mm L=84 D=250mm d=50mm 材料:鑄鋼 10 鍵聯(lián)結(jié)的選擇與驗(yàn)算 10.1鍵聯(lián)結(jié)的選擇 10.1.1高速軸鍵 所需開鍵槽Ⅰ 軸徑分別為:d=40 mm 軸段長度為:L=61mm, 選擇A型圓頭普通平鍵,其參數(shù)分別為: 鍵Ⅰ:鍵寬 b=10 mm 鍵高 h=8 mm 鍵長 L=22~110,取L=50mm 鍵槽 t=5.0 mm,t=3.3 mm, 鍵槽倒角 r=0.25~0.4 10.1.2低速軸鍵所需開鍵槽Ⅰ、Ⅳ的軸徑分別為: d=55 mm,d=68 mm 軸段長度分別為: L=82 mm,L=58mm, 鍵Ⅰ:鍵寬 b=14 mm 鍵高 h=9 mm 鍵長 L=36~160,取L=70 mm 鍵槽 t=5.5 mm,t=3.8 mm, 鍵槽倒角 r=0.25~0.4 鍵Ⅱ:鍵寬 b=20 mm 鍵高 h=12 mm 鍵長 L=36~160,取L=50 mm 鍵槽 t=7.5 mm,t=4.9mm, 鍵槽倒角 r=0.25~0.4 10.2校核鍵的強(qiáng)度 高速軸 鍵:查表(10-10)可知,鍵聯(lián)結(jié)的許用擠壓應(yīng)力為: =100~120, 由平鍵聯(lián)結(jié)的擠壓強(qiáng)度條件 σ=≤ 得:σ== MP 因?yàn)椋害遥? 故高速軸鍵是安全的,合適。 低速軸1鍵:查表10-10可知,=100~120 由σ== MP 因?yàn)椋害遥? 低速軸1鍵是安全的,合適。 低速軸2鍵:查表10-10可知,=100~120 由σ== MP 因?yàn)椋害遥? 低速軸2鍵是安全的,合適。 11減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸 名稱 符號 尺寸關(guān)系(mm) 機(jī)座壁厚 δ 一級:0.025a+1≥8 取δ=8 機(jī)蓋壁厚 δ 一級:0.025a+3≥8 取δ=8 機(jī)座凸緣厚度 b 1.5δ取b=12mm 機(jī)蓋凸緣厚度 b 1.5δ取b1=12mm 機(jī)座底凸緣厚度 b 2.5δb2=20mm 地腳螺釘直徑 df 0.036a+12取d=22.38mm M24 地腳螺釘數(shù)目 n 當(dāng)a≤250時(shí),n=6 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 d 0.75d取d=17mm M20 機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)結(jié)螺栓直徑 d (0.5~0.6)d取d2=12mm M16 軸承端蓋螺釘直徑 d (0.4~0.5)d取d3=10mm M12 窺視孔蓋螺釘直徑 d (0.3~0.4)d取d4=8mm M8 定位銷直徑 d (0.7~0.8)d d=9mm d、d、d至外機(jī)壁距離 c 分別為34mm,26mm,22mm d、d、d至凸緣邊緣距離 c 分別為28mm,20mm,14mm 軸承旁凸臺半徑 R ≈c=28mm 凸臺高度 h 應(yīng)保證大軸承旁凸臺的扳手空間 外機(jī)壁至軸承座端面距離 l c+c+(8~12)取l=50mm 大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離 △ >1.2δ取△=11mm 齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離 △ >δ取△=10mm 機(jī)蓋、機(jī)座肋厚 m、m m≈0.85δ,m≈0.85δ 軸承端蓋外徑 D D=1.25D+10 軸承端給凸緣厚度 t (1~1.2)d 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離 S 盡量靠近,以M d與M d互不干涉為準(zhǔn),一般取S≈D 六、小結(jié): 通過近一個(gè)學(xué)期的努立,我基本上按要求完成了機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中指定的各項(xiàng)任務(wù),通過這次設(shè)計(jì),進(jìn)一步提高了我的機(jī)械知識水平,鞏固了所學(xué)課程;無論是看圖能力還是畫圖能力都得到了較大的提高,使我們對機(jī)械有了更深刻的理解和認(rèn)識,培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決工程實(shí)踐問題的能力。 由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和資料的缺乏,加之時(shí)間緊迫,在設(shè)計(jì)過程中遇到了許多問題,大部分問題在老師的指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助下下得以解決。但也有很多地方設(shè)計(jì)的不近人意,例如所繪制的圖紙有些地方表達(dá)的不是很清楚,希望各位老師給予諒解。 七、致謝: 對于這次設(shè)計(jì)的完成,首先感謝母校——塔里木大學(xué)的辛勤培育,感謝學(xué)校給我提供了如此難得的學(xué)習(xí)環(huán)境和機(jī)會,使我學(xué)到了許多新的知識、知道了知識的可貴與獲取知識的辛勤。 承蒙張涵老師的耐心指導(dǎo),我順利地完成了我的課程設(shè)計(jì)。在此深深感謝我的老師張涵給予了我耐心的指導(dǎo)和幫助,表現(xiàn)了他對工作高度負(fù)責(zé)的精神,同時(shí)也感謝給給我?guī)А懂嫹◣缀巍?、《機(jī)械工程材料》、《互換性與測量技術(shù)》以及《材料力學(xué)》的老師,沒有這些課程做基礎(chǔ),是無法完成機(jī)械課程設(shè)計(jì)的,感謝你們! 在我的設(shè)計(jì)過程中,還得到了眾多同學(xué)的支持和幫助,在此,我對這些同學(xué)表示我衷心的感謝和永遠(yuǎn)的祝福! 對于這次的課程設(shè)計(jì),還有許多美好的設(shè)想由于時(shí)間和自身因素?zé)o法得以實(shí)現(xiàn),這不能不說是本次設(shè)計(jì)的遺憾之處。不過,至少它啟發(fā)了我的的思維,提高了我的動手能力,豐富了我為人處世的經(jīng)驗(yàn),進(jìn)一步鞏固了所學(xué)知識,這為我在以后的學(xué)習(xí)過程當(dāng)中奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 。也為以后在自己的工作崗位上發(fā)揮才能奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 最后,再一次衷心的感謝贈與我知識、給予我?guī)椭乃欣蠋?,你們傳遞的知識使我受用一生,你們的恩情我會銘記一生!雖然說謝謝二字不足以表達(dá)我的感情,但是仍然對你們說聲“謝謝”,“桃李不言,下子成溪”! 參考文獻(xiàn) [1]西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室 濮良貴 紀(jì)名剛主編《機(jī)械設(shè)計(jì)》(第 七 版) 高等教育出版社 [2]清華大學(xué)、北京科技大學(xué) 吳宗澤 羅圣國主編《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》(第二版) 高等教育出版社 [3]龔桂義主編《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》(第二版) 高等教育出版社 [4]哈爾濱工業(yè)大學(xué)龔桂義編《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊》(第三版) 高等教育出版社 [5]劉小年 劉大魁主編《機(jī)械制圖》高等教育出版社出版 [6]何志剛主編<<互換性與測量技術(shù)>>(第三版)中國農(nóng)業(yè)出版社 [7]單輝祖主編《材料力學(xué)》(第二版) 高等教育出版社 [8]東南大學(xué) 戴枝榮主編<<工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)(Ⅰ)-工程材料>> 高等教育出版社 見《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》 第12頁 P=8.94KW n= 78.35r/min 電動機(jī)的選擇見 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》第167頁 i=12.38 i=2.8 i=4.42 n=78.38r/min. 見《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》第15頁 n=346.43r/min n=78.38 r/min n=78.38 r/min P=8.5824KW P=8.158KW P=7.84KW P=8.41KW P=7.99KW P=7.68KW T= 88Nm T=236.54 Nm T=993.85 Nm T=954.5 Nm T=231.8Nm T=973.97 Nm T=935.41 Nm 表13-8 見《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第218頁 P=9.83KW 表13-9見《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第219頁 =160mm =450mm V=8.11m/s 式(13-2)見《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第205頁 a=600mm 式(13-16)見《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第220頁 L=2240mm a≈641mm 式(13-1)見《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第205頁 α= 式(13—15)見《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第218頁 表(13-3)見《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第214頁 表(13-5)見《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第216頁 表13-7見《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第217頁 K=0.925 表13-2見《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第212頁 K=1.0 Z=4 表13—1見《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第212頁 =321.41N 式(13—17)見《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第220頁 =2570N 表10—1見《機(jī)械設(shè)計(jì)》211頁 圖10-20c,b 見《機(jī)械設(shè)計(jì)》第208,207頁 圖10-21d,c 見《機(jī)械設(shè)計(jì)》第209頁 表(10-8)《機(jī)械設(shè)計(jì)》第210頁 z=21 z=92 式(10-21)見 《機(jī)械設(shè)計(jì)》第218頁 表10-7見《機(jī)械設(shè)計(jì)》第205頁 表10-6見《機(jī)械設(shè)計(jì)》第201頁 圖10-30見《機(jī)械設(shè)計(jì)》第217頁 圖10-26見《機(jī)械設(shè)計(jì)》第215頁 N=7.4810 N=1. 6910 圖10-18 ,10-19 見《機(jī)械設(shè)計(jì)》第206,207頁 =0.89 =0.92 =0.94 =0.98 =267MPa =230MPa =554.6MPa =539M Pa 圖10-21見《機(jī)械設(shè)計(jì)》第209頁 d=48.62mm v=0.88 m/s 表10-2見《機(jī)械設(shè)計(jì)》第193頁 圖10-8見《機(jī)械設(shè)計(jì)》第194頁 表10-3見《機(jī)械設(shè)計(jì)》第195頁 表10-4見《機(jī)械設(shè)計(jì)》第196-197頁 = =1.2 取 h=9 表10-4見《機(jī)械設(shè)計(jì)》第196-197頁 圖10-13見《機(jī)械設(shè)計(jì)》第198頁 =1.34 =1.29 K=1.74 K=1.671 53.58mm 167mm 11.98 61.58mm 272.15mm b=78mm b=84mm 圖10-22見《機(jī)械設(shè)計(jì)》第210頁 22.44 98.3 表10-5見《機(jī)械設(shè)計(jì)》第200頁 表10-5見《機(jī)械設(shè)計(jì)》第200頁 =2.705,=2.185 =1.577,=1.788 表10-5見《機(jī)械設(shè)計(jì)》第200頁 圖10-28見《機(jī)械設(shè)計(jì)》第217頁 式10-16見《機(jī)械設(shè)計(jì)》第216頁 d=66.36mm d=277.3mm d=55.7 mm =266.63mm T=236540 Nmm T=993860 Nmm 2490.92 =927.09 =530.82 =11902.5 =885.17 =506.82 34.97mm 49.8mm dmin =55mm 2490.92 (N) 927.09(N) 530.82(N) F=390.02 F= 539.05 F=F=1245.46 M=83.55 Nm M=60.45 Nm M=193.05 Nm M= 210.35Nm M=202.29 Nm T= 106.96 Nm 表14-3見《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第245頁 2378.29 =885.17 =506.82 F=94 F=791.17 F=F=1189.15 M=141.2 Nm M=16.78 Nm M=212.26 Nm M= 258.27Nm M=216.91 Nm T= 424.5 Nm 表14-3見《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第245頁 表14-3見《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第245頁 M=334.54 Nm 表14—3見《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第246頁 d=11mm D=135mm D=160mm e=12mm D=100mm D=105mm D=107mm C=53.5KN C=47.2 KN P=722.4N 1.97 d=11mm D=135mm D= 160 mm e=12 mm D=100 mm D=105 mm D=107 mm C=89.8KN C=75.5 KN L=24000h P=1062.204N 2.94 表14-1見《機(jī)械設(shè)計(jì)》第351頁 T=736.398Nm 查表10-10見《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第158頁 σ= 19.09MP σ=54.09 MP σ= 4.5MP- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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- 一級 圓柱齒輪 減速器 設(shè)計(jì) 說明書
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