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目錄
第一章 封閉齒輪實驗臺的介紹……………………………2
1.1. 主要特性及用途…………………………………………………2
1.2. 組成部分及其工作原理…………………………………………2
1.3. 實驗機的操作……………………………………………………3
1.4. 齒輪的拆裝………………………………………………………3
1.5. 測扭傳感器的使用和標定………………………………………4
1.6. 配套儀器…………………………………………………………4
第二章 多功能齒輪實驗臺的設(shè)計……………………………4
2.1.齒輪的設(shè)計計算…………………………………………………4
2.2.輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………………………………7
2.3.輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………………………………12
2.4.滾動軸承的選擇及其壽命計算…………………………………16
2.5.鍵的選擇…………………………………………………………17
2.6.聯(lián)軸器的選擇……………………………………………………18
2.7.鏈傳動的設(shè)計……………………………………………………19
2.8.軸承端蓋的設(shè)計…………………………………………………23
總結(jié)………………………………………………………………24
參考文獻…………………………………………………………25
英文翻譯…………………………………………………………25
第一章.封閉齒輪實驗臺的介紹
1.1.主要特性及用途
本試驗臺為封閉功率流式,用直流電動機驅(qū)動,能在運行中進行雙向加載,可同時進行封閉扭矩與電機扭矩的測量及顯示。
本試驗機最大封閉功率為40公斤米。如改為單向加載最大可達80公斤米,轉(zhuǎn)速為0—1000轉(zhuǎn)/分,無級可調(diào)。
本試驗機配有測量封閉牛局及電機你局的傳感器及輸出裝置。配以扭矩轉(zhuǎn)換儀(數(shù)字頻率計)可同時進行該兩項扭矩的數(shù)字顯示。這兩種傳感器靜態(tài)標定誤差滿載時低于0.2%。
本試驗機可進行以下的試驗:
1. 齒輪效率。
2. 齒輪的承載能力(可按載荷譜模擬實際工作狀態(tài)進行強度及壽命試驗)。
1. 2、組成部分及工作原理(參看附圖)
2. 齒輪箱:被試齒輪箱及陪試齒輪箱為結(jié)構(gòu)及尺寸完全相同,齒數(shù)比為1:1的兩個齒輪箱,均安裝在同一底板上。
3. 加載器:用套筒滾珠及左右螺旋組成機械式加載器。用專用鉤子扳手旋動加載器螺旋,通過軸承及拉桿拉動套筒而使左、右旋的螺旋輪作反向旋轉(zhuǎn),從而使齒輪加載。
4. 扭矩測量及顯示裝置:電機扭矩及封閉扭矩均用板行彈性元件及可變電容組成的傳感器,通過隨機轉(zhuǎn)動的L.C振蕩器輸出頻率扭矩而變的正弦波。接收裝置為一線圈,通過感應(yīng)接受正弦波訊號,用屏蔽線接入扭矩轉(zhuǎn)換裝置(數(shù)字頻率計)顯示正弦波的頻率。經(jīng)靜態(tài)標定后頻率即可轉(zhuǎn)換成扭矩值。
5. 潤滑裝置:本試驗臺齒輪箱可采用兩種潤滑方式:(1)浸油飛濺潤滑,在箱蓋下部設(shè)有油標。(2)恒溫噴油潤滑(此裝置為附加設(shè)備,在定貨時須另行提出)??販貎x溫度最高可達100℃,使用使,可根據(jù)試驗需要控制油溫(一般可取50℃~70℃)。恒溫箱加熱后,電源電壓為交流220V。
6. 驅(qū)動電機及電器:本試驗臺用4KW直流電動機驅(qū)動,電機由可控硅無級調(diào)速設(shè)備控制。潤滑油泵為90瓦。交流異步電動機(接線及操作請看電機及可控硅無級調(diào)速器說明書)。
1.3.試驗機的操作。
運轉(zhuǎn)前用手轉(zhuǎn)動聯(lián)軸器,觀察各部分是否能正常轉(zhuǎn)動,檢查電池及各部分接線。
1. 操作程序
1>。接通恒溫加熱裝置溫控儀的電源,將感溫探頭插入油箱蓋孔內(nèi),將溫控選擇盤旋至需要控制的溫度。此時,油箱加熱后的電路自動接通,開始加熱油(具體使用參考溫控儀說明書)。
2>首先裝好測電機及封閉扭矩兩傳感器的電池(積層電池9伏),接同扭矩轉(zhuǎn)換儀(頻率計)電源及接好訊號接受儀與儀器兩組連線。訊號接受器與傳感器距離20mm。然后觀察數(shù)字頻率計的讀書看是否為零點的頻率值(扭矩與頻率的標定值見附表),如果不是,可松開相應(yīng)的有機玻璃套后端鋼套上的緊固螺釘(見附表),緩慢反復(fù)旋動有機玻璃套后,使頻率讀書為零點的值。調(diào)好后,再將緊固螺釘旋緊(一般誤差在300HZ以下即可)。由于其及電器元件參數(shù)變化,可能調(diào)不到適合的零點值。此時,可將訊號接受器與傳感器距離前后移動,以調(diào)整零點。
3>當油溫升至預(yù)定值后,起動油泵,向齒輪箱送油。待油溫穩(wěn)定后,即可緩慢啟動直流電動機使試驗臺緩慢升速(切忌啟動時使試驗臺電機扭矩測扭裝置受到明顯的沖擊載荷,以免損壞測扭傳感器的元件和影響測量的精確性),轉(zhuǎn)速到預(yù)定值時(最高轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分),即可按預(yù)定程序進行試驗。
注:無恒溫潤滑裝置的試驗臺不進行1>、3>兩步。
4>用專用的勾扳手旋動加載器螺旋加載。其方向可根據(jù)試驗要求確定。加載值可由扭矩轉(zhuǎn)換儀(頻率計)顯示頻率,由頻率查曲線,可得相應(yīng)扭矩。如為預(yù)定載荷,則可預(yù)先根據(jù)扭矩查出相應(yīng)的頻率值,然后加到該值即可。在次同時,電機的扭矩由轉(zhuǎn)換儀的另一組數(shù)字顯示。
2. 其他說明
1> 作一般教學試驗求效率,可認為兩齒輪箱效率相等,用下式求效率()是足夠精確的。
T封——封閉扭矩
T電——電機扭矩
總——總效率
兩齒輪箱的材料或工藝等條件不同時,可先用次法求得陪試齒輪箱的效率(陪),再更換被試齒輪測效率,則
2> 作強度或壽命試驗時,由于運轉(zhuǎn)時間長,為了防止由于振動等原應(yīng)引起加載器螺旋松動而使載荷下降,應(yīng)用專用的內(nèi)六角扳手,擰緊加載螺旋端的內(nèi)六角螺釘使螺旋與螺母鎖緊。
3> 用戶可根據(jù)附表的數(shù)據(jù)繪制成電機扭矩——頻率曲線與封閉扭矩——頻率曲線。
1. 4、齒輪的拆裝:
在進行試驗時,常需要拆裝齒輪,拆裝的步驟如下:
1. 拆去側(cè)蓋螺釘,并取下側(cè)蓋。
2. 松開軸上圓螺母的防松螺釘,并旋緊螺母。
3. 取出壓在齒輪端凹坑內(nèi)的兩個半圓塊。
4. 拆去觀察孔有機玻璃蓋板,從蓋孔可插入銅棒撥松齒輪,即可將齒輪從軸上退出。
5. 裝上要換入的齒輪裝兩半圓塊及旋緊圓螺母,擰緊防松螺釘,蓋上才側(cè)蓋,即可進行實驗。
1.5.測扭傳感器使用說明及其標定:
本機專用的電容傳感器,多采用片式電容,制造及裝配要求較高,請勿拆卸。如發(fā)現(xiàn)異常情況可作以下檢查:
1. 電池電壓一般在7.5V以下須更換。
2. 取出電容傳感器內(nèi)的振蕩器線路板,檢查是否有零件損壞及斷線。
3. 檢查接受器是否斷線。
傳感器一般在使用兩年后,可連同鋼板以及扭矩頻率對照表,一并寄回我校,重新標定。
此類傳感器,我們雖經(jīng)上十次該進,但設(shè)計及制作經(jīng)驗尚不足,請同志們在使用中向我們反映時候情況和意見,不勝感謝。
1. 6、配套儀器:
2. 本實驗機配用的溫度控制器(WMZK——01型)系上海醫(yī)用儀表廠生產(chǎn)。配以CJ10系列交流接觸器,電壓220V(恒溫箱內(nèi)電熱管電源為220V)
3. 本試驗機配用的扭矩轉(zhuǎn)換儀(頻率計)與可控硅無級調(diào)速器均為我們推薦及代運。
以上設(shè)備如發(fā)生故障請直接與生產(chǎn)單位聯(lián)系。
第二章、多功能齒輪實驗臺的設(shè)計
2.1.齒輪的設(shè)計計算
1、選定齒輪的類型、精度等級、材料及齒數(shù)
(1)根據(jù)所設(shè)計傳動的方案,選用直齒圓柱齒輪傳動。
(2)此齒輪箱為一般工作機器,故選用7級精度(GB10095-88)。
(3)材料選擇。因為兩個齒輪都設(shè)計成完全一樣的一對齒輪,所以都選用45鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度為240HBS。
(4)選擇兩個齒輪的齒數(shù)Z1=Z2=70個。
(5)選取螺旋角。初選螺旋角β=140。
2、按齒面接觸疲勞強度來設(shè)計
由設(shè)計計算公式得:
d1t=
(1)確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值
①選擇載荷系數(shù)Kt。
由原動機為電動機,根據(jù)載荷的情況、齒輪的精度、結(jié)構(gòu)、位置,取Kt=1.2。
②齒輪的轉(zhuǎn)矩T
T1=T2=T=400, (最大封閉功率)
③選擇齒寬系數(shù)
由于齒輪為軟齒面和齒輪在兩軸承間為對稱布置,所以取=1
④確定許用接觸應(yīng)力
由?機械零件設(shè)計手冊?查得:
550 MPa
[]1=[]2=540 MPa (取失效概率為1%,安全系數(shù)為S=1)
⑤選取材料的彈性影響系數(shù)ZE
ZE=189.8 MPa0.5 (由?機械設(shè)計?表10-6查得)
⑥選取區(qū)域系數(shù)ZH
ZH=2.42 (由?機械設(shè)計?表10-30查得)
⑦ 故
(2)計算
①試計算齒輪的分度圓直徑d1t
d1t=
=
=92.76mm
②計算圓周速度V0
V0==
=4.85m/s
③計算載荷系數(shù)K
已知使用系數(shù)KA=1,根據(jù)V=4.85m/s,7級精度,由?機械設(shè)計手冊?查得:
=1.11 =1.22 =1.35
==1.3
K==11.111.31.22=1.76
④按實際的載荷系數(shù)校正所計算出的分度圓直徑d
95 mm 取d1=95 mm
⑤計算模數(shù)
故取=2.5 mm
3、校核齒輪的彎曲疲勞強度
(1)確定齒輪的彎曲應(yīng)力
①由?機械設(shè)計?圖10-20C查得:
齒輪的彎曲強度極限
②由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)
=0.88 =0.88
③計算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.2
MPa
(2)計算齒輪的彎曲應(yīng)力
①查取齒形系數(shù)。由?機械設(shè)計?表10-5查得:
②查取應(yīng)力校正系數(shù)。由?機械設(shè)計?表10-5查得:
③計算載荷系數(shù)K
11.1211.35=1.512
④計算齒輪的彎曲應(yīng)力為:
MPa
=268.9 MPa<278.66 MPa
故齒輪的彎曲疲勞強度足夠、滿足要求。
4、齒輪的幾何尺寸計算
齒頂高 2.5(1+0)=2.5
齒根高 (1+0.25)2.5=3.125
齒頂圓直徑 190+22.5=195
齒根圓直徑 190-23.125=183.75
齒全高 5.625
齒寬 B=60
齒厚
5、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計
齒輪的結(jié)構(gòu)采用鍛造毛坯的腹板式結(jié)構(gòu),具體有關(guān)尺寸計算如下:
軸孔直徑 d=55mm
輪轂直徑 D1=1.6~1.7d=90mm
輪轂的長度 L=60mm
輪緣厚度 (3~4)mn=(7.5~10)mm 取10mm
輪緣內(nèi)徑 D2=da-2h-2=195-25.625-20=163.75mm 取D2=160mm
腹板的厚度 c=0.3B2=0.360=18mm
腹板中心孔直徑 D0=0.5(D2+D1)=0.5(160+90)=125mm
腹板孔直徑 d0=0.25(D2-D1)=0.25(160-90)=17.5mm 取d0=18mm
齒輪倒角 n=0.5mn=0.52.5=1.25mm 取n=1.5mm
齒輪的具體工作圖見齒輪的零件圖(附)。
2、2、輸出軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計
1、求出軸上的功率P、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T
(1)已知傳動軸的轉(zhuǎn)速n=1000r/min
(2)軸的轉(zhuǎn)矩T=400Nm (最大封閉功率)
2、求作用在齒輪上的力
已知兩個齒輪的分度圓直徑為
d=mz=3×70=210mm
圓周力Ft、徑向力Fr及軸向力Fa的方向如圖所示。
3、選擇材料、確定許用應(yīng)力
(1)選取軸的材料為45號崗,調(diào)質(zhì)處理。
由《機械設(shè)計》第八版表15-1查得材料強度極限,對稱循環(huán)狀態(tài)下許用應(yīng)力[]=60MPa 。
(2)估算軸的最小直徑
(A0=110,由《機械設(shè)計》第八版表15-3查得)
考慮到鍵槽的影響,必須乘上一個系數(shù)K,
查直徑系列取標準直徑d=40mm
4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
(1)根據(jù)軸上零件的定位、拆裝方便的需要,同時考慮到強度的原則,主動軸和從動軸均設(shè)計成階梯軸,如下圖所示:
(2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度
①為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求,Ⅰ-Ⅱ軸段右端需制出一軸肩,故?、?Ⅱ軸段的直徑,;左端用軸端擋圈定位,按軸端直徑取擋圈直徑D=50mm。
半聯(lián)軸器與軸配合的輪轂長度L1=45mm,為了保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而不壓在軸的斷面上,故Ⅰ-Ⅱ軸段的長度應(yīng)比L1略短一些,現(xiàn)取44mm。
②初步選定滾動軸承。因為軸承同時受有徑向力和軸向力的作用,而且軸向力有Fa=1050N,故可以選擇 圓錐滾子軸承和角接觸的球軸承,同時也考慮到兩者的經(jīng)濟價值和角接觸球軸承也能夠完全滿足要求,因此選擇角接觸的求軸承。參照工作要求,選擇0組基本游隙、標準精度等級的求軸承7210C,其尺寸為
故
③取安裝齒輪處的軸段Ⅴ-Ⅵ的直徑,齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為60mm,為了使套筒端面可靠地要壓緊齒輪,此軸段應(yīng)略短與輪轂的寬度,故取。齒輪的右端采用軸肩定位,軸肩的高度,則軸環(huán)處的直徑,軸環(huán)的寬度為10 mm。
④軸承端蓋的總寬度為30 mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定)。根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對軸承添加潤滑脂的要求,取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離,故取。
⑤取齒輪距箱體內(nèi)壁之間的距離為10 mm,角接觸球軸承距箱體內(nèi)壁的距離17 mm,故取。
至此,基本上已經(jīng)初步確定了軸的各段直徑和長度。
(3)軸上零件的周向定位
齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按由表6-1查得平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長度為50 mm,同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為。同樣,半聯(lián)軸器與軸的連接,選用平鍵為,半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的,此處選擇軸的直徑尺寸公差為k6。
(3)參考表15-2,取軸端倒角為2-450,各軸肩處的圓角半徑具體見軸的零件圖。
5、校核軸的強度
(1)受力分析(如下圖)
軸上的扭矩: T=400Nm
圓柱斜齒輪
圓周力
徑向力
垂直面支反力
水平面支反力
(因為兩個軸承與齒輪成對稱布置,所以各支反力等于徑向力和切向力的一半)
(2)求危險截面的彎矩,并繪制彎矩圖
垂直面
水平面
(3)合成彎矩
(4)扭矩
(5)當量彎矩
(脈動扭矩,長啟動停車,取折合系數(shù))
(6)強度校核
考慮到鍵槽的影響,,所以原設(shè)計強度足夠,安全。軸的受力分析圖如下頁:
2、3、輸入軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計
1、求出軸上的功率P、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T
(1)已知傳動軸的轉(zhuǎn)速n=1000r/min
(2)軸的轉(zhuǎn)矩T=400Nm (最大封閉功率)
2、求作用在齒輪上的力
已知兩個齒輪的分度圓直徑為
d=mz=2.538=190mm
圓周力Ft、徑向力Fr及軸向力Fa的方向如圖所示。
3、選擇材料、確定許用應(yīng)力
(1)選取軸的材料為45號崗,調(diào)質(zhì)處理。
由《機械設(shè)計》第八版表15-1查得材料強度極限,對稱循環(huán)狀態(tài)下許用應(yīng)力[]=60MPa 。
(2)估算軸的最小直徑
(A0=110,由《機械設(shè)計》第八版表15-3查得)
考慮到鍵槽的影響,必須乘上一個系數(shù)K,
查直徑系列取標準直徑d=40mm
4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
(設(shè)計的方法與原則同輸出軸)
(1)確定各軸段的直徑
①段: ,根據(jù)最小的軸徑來估算。
②段: ,根據(jù)油封標準。
③段: ,與軸承(角接觸球軸承7210C)配合。
④段: ,大于,減少加工面。
⑤段: ,大于,安裝齒輪處的尺寸盡量圓整。
⑥段: ,軸肩,。
⑦段: ,與第三段相同,與軸承配合。
⑧段: ,與第二段相同,根據(jù)油封標準選擇。
⑨段: ,與第一段相同,與聯(lián)軸器相連,根據(jù)最小的軸徑來估算。
⑵確定箱體的內(nèi)寬
由于箱體內(nèi)有齒輪的旋轉(zhuǎn),兩側(cè)應(yīng)留有的間隙;考慮到鑄造的不精確,要將箱體內(nèi)寬圓整到整數(shù)。因為齒輪寬度,故箱體的內(nèi)寬度W
⑶確定各軸段的長度
①段: ,根據(jù)聯(lián)軸器的標準來選擇。
②段: ,外露尺寸,軸承端蓋的長度。
③段: ,軸承的寬度為,套筒伸出軸肩一點點。
④段: ,軸承距左端箱體內(nèi)壁,齒輪距箱體壁。
⑤段: ,小于輪轂,便于定位可靠。
⑥段: ,軸環(huán)的長度。
⑦段: ,(套筒的軸承寬度)
⑧段: ,與第二段軸的長度相同,外露尺寸,軸承端蓋的長度。
⑨段: ,與第一段軸相同,根據(jù)聯(lián)軸器的標準來選擇。
總軸長L:
⑷各支撐點的間距
軸承間距
各段軸的直徑、長度確定后,即軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計基本完成。但是最終能不能用還必須校核其危險截面。主要是根據(jù)設(shè)計的結(jié)構(gòu)尺寸,按彎扭組合來校核軸的強度。
5、校核軸的強度
(1)受力分析(如下圖)
軸上的扭矩: T=400Nm
圓柱斜齒輪
圓周力
徑向力
垂直面支反力
水平面支反力
(因為兩個軸承與齒輪成對稱布置,所以各支反力等于徑向力和切向力的一半)
(2)求危險截面的彎矩,并繪制彎矩圖
垂直面
水平面
(3)合成彎矩
(4)扭矩
(5)當量彎矩
(脈動扭矩,長啟動停車,取折合系數(shù))
(6)強度校核
考慮到鍵槽的影響,,所以原設(shè)計強度足夠,安全。軸的受力分析圖如下頁:
2、4、滾動軸承的選擇及其壽命計算
考慮到軸承同時受有徑向力和軸向力的作用,而且軸向力有Fa=1050N,故可以選擇圓錐滾子軸承和深溝球軸承,同時也考慮到兩者的經(jīng)濟價值和深溝球軸承也能夠完全滿足要求,因此選擇角接觸的求軸承。參照工作要求,選擇(0)2尺寸系列組基本游隙、標準精度等級的深溝球軸承6208,其尺寸為
查滾動軸承樣本可知深溝球軸承6208的基本額定動載荷,基本額定靜載荷。軸承的的受力分析圖如下:
(1)求兩軸承受到的徑向力
因為已知齒輪所受的徑向力,又因為兩個軸承與齒輪成對稱布置,所以。
(2)求兩軸承的計算軸向力和
對于7210AC型軸承,按《機械設(shè)計》第八版表13-7,軸向派生力,其中,為表13-5中的判斷系數(shù),其值。
根據(jù)上面的受力圖,可知
① 軸承被放松:
因此,
②軸承被壓緊:
所以,
又因為
;
所以兩軸承的當量載荷為和
查《機械設(shè)計》第八版表13-5可知,
,; ,;
所以,
因為,所以按軸承2的疲勞壽命來計算
年(壽命足夠)
2、5、鍵的選擇及其校核
1、齒輪輪轂與軸相連接的鍵
(1)選擇鍵的連接類型和尺寸
一般8級以上精度的齒輪有定心精度的要求,應(yīng)選用平鍵連接。又由于齒輪不在軸端,故選用圓頭普通平鍵(A型)。
根據(jù)從《機械設(shè)計》第八版表6-1查得鍵的截面尺寸為:寬度,高度。由于輪轂寬度,并參考鍵的長度系列,取鍵長(比輪轂的寬度略小一些)
(2)校核鍵的強度
鍵、軸和輪轂的材料都是鋼,由表6-2查得許用擠壓應(yīng)力,取其平均值,。鍵的工作長度,鍵與輪轂的接觸高度。由式(6-1)可得
(強度足夠)
鍵的標記為:
2、聯(lián)軸器輪轂與軸相連接的鍵
(1)選擇鍵的連接類型和尺寸
一般8級以上精度的聯(lián)軸器傳動有定心精度的要求,應(yīng)選用平鍵連接。又由于鍵的位置的設(shè)計不在軸端,故選用圓頭普通平鍵(A型)。
根據(jù)從《機械設(shè)計》第八版表6-1查得鍵的截面尺寸為:寬度,高度。由于聯(lián)軸器輪轂寬度,并參考鍵的長度系列,取鍵長(比聯(lián)軸器輪轂的寬度略小一些)
(2)校核鍵的強度
鍵、軸和輪轂的材料都是鋼,由表6-2查得許用擠壓應(yīng)力,取其平均值,。鍵的工作長度,鍵與輪轂的接觸高度。由式(6-1)可得
(強度不夠)
可見連接的擠壓強度不夠。考慮到相差較大,因此改用雙鍵,相隔180度布置。雙鍵的工作長度,由式(6-1)可得
<(強度不夠)
鍵的標記為:
2、6、聯(lián)軸器的選擇
由于齒輪實驗臺的載荷平穩(wěn),速度也不怎么高,并且無特殊的要求,考慮到拆裝方便及經(jīng)濟性的問題,選用凸緣聯(lián)軸器。
取K=1.3, 因為T=400Nm
所以
選用GY5型凸緣聯(lián)軸器,公稱轉(zhuǎn)矩,。
采用Y型軸孔,A型鍵。
型彈性柱銷式聯(lián)軸器的有關(guān)參數(shù)如下表:
型
號
公稱
轉(zhuǎn)矩
許用轉(zhuǎn)數(shù)
軸孔直徑
軸孔長度
外徑
材
料
軸孔
類型
鍵槽
類型
GY5
630
8000
32
82
120
45
Y
BI
GY5
630
8000
38
82
120
45
Y
BI
GY5
630
8000
42
112
120
45
Y
BI
2.7、鏈傳動的設(shè)計
已知電動機的額定功率為4KW,主動鏈鏈輪的轉(zhuǎn)速為n1=20r/min,傳動比為i=2,載荷平穩(wěn),中心線水平布置。
1. 選擇鏈輪齒數(shù)
取小鏈輪齒數(shù)z1=19,大鏈輪齒數(shù)為z2=i×z1=2×19=38
2.確定計算功率
有表9-7查得KA=1.3,由表9-13查得KZ=1,三排鏈,則計算功率為
=2.08KW
3選擇鏈條型號和節(jié)距
根據(jù)Pca=2.08及n1=20r/min查圖9-11,可選10A。查表9-1,鏈條節(jié)距為p=15.875mm。
4.計算鏈節(jié)數(shù)和中心距
初選中心距a0=(30~50)×15.875mm=476.25~793.75mm 。取a0=476mm 。相應(yīng)的鏈長節(jié)數(shù)為
Lp0=
=69.3取鏈長節(jié)數(shù)Lp=69節(jié)
查表9-8得到中心距計算系數(shù) f1=0.24708,則鏈傳動的最大中心距為
a=f1p【2Lp-(z1+z2)】=0.24708×15.875×【2×69-(19+38)】=478
5.計算鏈速v,確定潤滑方式
V==m/s=5.027m/s
.由v=5.027m/s和鏈號10A,查表9-14可知應(yīng)采用油池潤滑或油盤飛濺潤滑
6.計算壓軸力Fp
有效圓周力為:Fe=1000=1000×=795.7N
鏈輪的鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料
小鏈輪的設(shè)計
小鏈輪采用剛制小鏈輪,材料選用45鋼
分度圓直徑d===96.45
齒頂圓直徑==100.83
=96.45+1.25×15.875-10.16=106.13
取da=105.7
齒根圓直徑=96.45-10.1686.29
齒高 =0.5×=2.8575
=0.625×15.875-0.5×10.16+=5.510
確定的最大軸凸緣直徑
=
=78.68
大鏈輪設(shè)計
選用腹板式多排鑄造鏈輪,材料采用普通灰鑄鐵。
分度圓直徑d===192
齒頂圓直徑da=202
齒根圓直徑=182
確定的最大軸凸緣直徑dg=175
鏈傳動的受力分析
鏈傳動在安裝時,應(yīng)使鏈條受到一定的張緊力。張緊力是通過使鏈
條保持適當?shù)拇苟人a(chǎn)生的懸垂拉力來獲得的。鏈傳動張緊的木土主要是使松
不至過松,以免出現(xiàn)鏈條的不正常齒合 跳齒或脫鏈。因為鏈傳動
為齒合傳動,所以與帶傳動相比,鏈傳動所需的張緊力要小得多。
鏈傳動在工作時,存在緊邊拉力和松邊拉力。如果不計傳動中的載
荷,則緊邊拉力和松邊拉力分別為
式中;——有效圓周力,N
——離心力引起的拉力,N
——懸垂拉力,N
有效圓周力為
=795.7 N
S式中:P——傳遞的功率,KW
V——鏈速,m/s
離心力引起的拉力為
懸垂拉力為
其中:
式中:a——鏈傳動的中心距,mm
——垂度系數(shù),見圖9-9
2、8、軸承端蓋的設(shè)計及計算
軸承端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖如下:
(1)
螺釘?shù)闹睆剑? 軸承的外徑
取
,
,由結(jié)構(gòu)決定。
由密封圈的尺寸確定。
(2)
(各參數(shù)的設(shè)計準則與上面的端蓋完全相同)
2、9、傳感器的選擇
選用新型先進傳感器,量程500N/m轉(zhuǎn)距,圖如下
總結(jié)
通過兩個多月的畢業(yè)設(shè)計,我覺得我對專業(yè)知識的運用以及CAD
繪圖能力都得到了很大的提升。雖然兩個多月的設(shè)計是相當辛苦的,但我
認為這小小的辛苦是值得的,并且是相當有意義的。
本次設(shè)計主要是對湘潭大學的齒輪實驗臺進行改進和創(chuàng)新,由于本
試驗臺為封閉功率流式,用直流電動機驅(qū)動,能在運行中進行雙向
加載,可同時進行封閉扭矩與電機扭矩的測量及顯示,所以設(shè)計中
涉及到設(shè)計合適的齒輪,選用新型的扭距傳感器。我選用的設(shè)計題
目是多功能齒輪實驗臺的設(shè)計與CAD,需要新加一個鏈傳動。設(shè)計
要求不僅能測試原先的齒輪的效率 、功率 以及壽命,還要求能對
鏈傳動的效率、 壽命進行測試。
設(shè)計題目分下來后,我經(jīng)過了前期查閱治療、現(xiàn)場測繪,然后就是構(gòu)思
設(shè)計方案,隨后通過設(shè)計計算繪制了裝配圖和零件圖,最后整理說明書
翻譯外文完成了設(shè)計。整個過程歷時兩個多月,我雖然感受到個人獨立
設(shè)計的艱苦性,但是更多的是通過設(shè)計鞏固的專業(yè)知識和提高了實際
設(shè)計的能力,其結(jié)果是令人欣慰的,成果是另人驚喜的!
參考文獻
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英文翻譯
深度探索
對海洋深處超過4年的探索后,美海軍將研制出能潛水更深的潛水潛。
大家都知道,人體經(jīng)過七八面的代謝后,其人體大廈的氨基酸,細胞, DNA鏈都已被替換。但不知何故,雖然我們的生活方式不同,它仍然同樣的會慢慢變老
我們認識到這點是因為我們的思考阿爾文,首先我們已建成載人深海潛水器,經(jīng)過42年的深刻俯沖,隨著壓力容器所經(jīng)營的伍茲霍爾海洋學研究所的沉淪,漫漫走向走向退休
看來,每經(jīng)過3年或者通過小組拆解其船體,潛水器的每一個部分,都可以進行檢查。那是跟新,同時也是改善。在過去40年已經(jīng)發(fā)生這么多次的跟新和檢查,船只每部分都已取代。據(jù)說雪萊總公共關(guān)系研究所稱:經(jīng)過漫長的42年,原來的每個部分都被取代了。
但在某種程度上,它仍然是相同的阿爾文,自1964年來這是其第一次潛水。原本潛水器被派到水深六〇〇〇英尺,也就是2000米左右?,F(xiàn)在,因為鈦在1973年取代不銹鋼船員模塊,它可以下潛4000米,或以上一點四萬英尺。這意味著它可以達到約63 %的洋底,在那里的小心翼翼,約一英里或一個半小時,由高爾夫球車電池,通過地形,可以達到以往達不到的地步
dawicki告訴我們,艾文之一,其大約不到一年前,其工藝無法升級到做更多直到現(xiàn)在。
在其一生中,在地中海中小潛找到了遺失的氫彈,探索深海熱液噴口(如收集證據(jù),約300以前未知的生命形式,包括巨管蟲) ,它可以調(diào)查并協(xié)助拍攝的鐵達尼號,意外的是科學家的反饋至關(guān)重要的意見——深部在衰變。研究人員需要先報名并且等待多年才有機會去深海,如果他們得到這個機會將贏得了泊位8小時的潛水。
艾文告訴我們,他們經(jīng)過了4000多次的潛水。伍茲霍爾海洋學研究所在馬薩諸塞州的領(lǐng)導(dǎo)是阿爾文,為的是在美國海軍建立所謂的“國家海洋設(shè)施” 。現(xiàn)在該研究所計劃把船上的第二個潛水計劃在未來的兩年實施。
新船將是一個民用船只,經(jīng)費由美國國家科學基金會提供。我們無法證實,這將是所謂的阿爾文第二。我們也知道,雖然,這將大大加深潛水深度,下降到6500米,或者超過21000英尺,幾乎能到達整個洋底。
Dawicki解釋另一項創(chuàng)新,將在該地區(qū)提升能見度。艾文介紹到其三視圖港口之一,為飛行員和每兩名研究人員提供特殊的能見度。Dawick解釋說新潛艇將有共5檢視港口。
艾文的主要工程師,哈羅德froehlich ,是航空航天和機械工程師,在1962年他為通用公司設(shè)計建造從來沒有建成深海潛艇。
就如谷物公司,總部設(shè)在明尼蘇達州的內(nèi)陸來發(fā)生在美國的首次載人潛深的故事, 這就是froehlich帶領(lǐng)船員,為美海軍建造3人深海潛水器。
二戰(zhàn)結(jié)束后,海軍官員認識到,日本和德國知道更多關(guān)于建立潛艇的技術(shù),主要是美國沒有潛水的經(jīng)驗,所以要大力發(fā)展海軍。
達到這一目的,于1953年美軍購買由瑞士Explorer的奧古斯特設(shè)計的里雅斯特 。里雅斯特是相當大的,而不但非常機動,而且當它能獨立運行。海軍尋求深海潛艇就是為了會擺脫依賴于船舶。
二戰(zhàn)期間 , froehlich 花了5年,在太平洋戰(zhàn)區(qū)建立深水潛水基地,這正是美國所需要的。但這樣的事是否可行呢?在50年代后期,他盡心研究潛水的途徑。
原來,這樣一個東西可以工作,而當行政人員在通用模仿獲悉froehlich的潛水技術(shù),他們決定申辦海軍潛水的合同。雖然公司的名稱,就是今天的谷物,但是一定的情況并非總是如此。事實上,在通用公司已經(jīng)大量參與了在戰(zhàn)爭中的工作和由50年代后期期待重組的戰(zhàn)時行動為主要前線的活動。一般重要目的是精簡食品,對說kirstie來說,效果一般。
在 froehlich和他的團隊發(fā)表的潛艇一少兩年后,該公司所賺取的競標價格在1962年為472517美元。當前系統(tǒng)接管建設(shè)的阿爾文從通用公司以及 froehlich協(xié)議,太
伍茲霍爾應(yīng)當感謝froehlich為潛艇的獨特的改進(潛艇已經(jīng)多次重組,但仍保留了其原來的形狀) 。航空工程師提出要用好他的知識,機器人和水力。通用公司贏得了合同,部分是因為該工藝包括portholes設(shè)計足以承受激烈的水下壓力和有兩個液壓臂機器人。
這樣的潛艇工藝,能夠經(jīng)受住6500防擴散安全倡議。雖然漫漫的退出歷史舞臺,它仍然是國家的藝術(shù),據(jù)伍茲霍爾說,退休的唯一的理由是沒有足夠的金錢提供來經(jīng)營兩個深海潛艇
1986年7月,綠巨人的銹蝕鐵達尼號表示這次潛艇是最出名的首次載人潛水,大約潛水至一二四六零英尺在海中。照片已發(fā)表在國家地理雜志,因為這是國家地理學會資助的潛水。
1989年,F(xiàn)roehlich因此收到埃爾默答-斯佩里獎,在與時俱進的藝術(shù)運輸時代。四工程機構(gòu),像美國航空和航天研究所都授予了他獎勵,包括了ASME ,贊助獎
這名男子背后的一個小組,有這樣的一個豐富的歷史經(jīng)歷卻仍然保持溫和的舉止,我們一定要給予支持和幫助,因為他對艾文及的了解和利用影響他的生命。
畢竟, froehlich告訴大家,在他的家中,他和他的妻子的第三個小孩文始終承認艾文
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