最終式輸送機(jī)用單級斜齒圓柱齒輪減速器1(一)綜述
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1、 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 課程設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名: 初永志 學(xué) 號: 1108040295 專業(yè)班級: 機(jī)自 112 指導(dǎo)教師: 彭子梅 2014 年 6 月 25 日 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) 目 錄 1 程 的目的?????????????? ?
2、???? 2 2 任 ??? ????????????? ??????? 3 3 程及 算 明?????????? ??????? 4 3.1 裝置的 體 ????????? ???????????? 4 3.2 零件的 ??????????? ???????????? 6 3.3 的 算 . ??????? ???????????????? 12 3.4 承的 及校核???? ?????????????????? 16 3.5 接的 及 度的校核 算???????? ????
3、???? 17 3.6 器的 ?????????? ?????????????? 18 3.7 箱體 構(gòu) ?????? ?????????????????? 18 3.8 承的密封?????? ??????????????????? 19 3.9 減速器 滑方式???? ??????????????????? 19 4 小 ?????????????? ? ??????? 20 5 參考文獻(xiàn) ?????????????? ? ??????? 21
4、 1 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) 1 課程設(shè)計(jì)的目的 課程設(shè)計(jì)是機(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)。課 程設(shè)計(jì)的目的是: (1) 綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程和其他先修課程的知識, 分析和解決 機(jī)械設(shè)計(jì)問題,進(jìn)一步鞏固、加深和拓寬所學(xué)的知識。 (2) 通過設(shè)計(jì)實(shí)踐,逐步樹立正確的設(shè)計(jì)思想,增強(qiáng)創(chuàng)新意識和競爭意識,熟悉掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律,培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。 (3) 通過設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖以及運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊等有
5、關(guān)設(shè)計(jì)資料,進(jìn)行全面的機(jī)械設(shè)計(jì)和基本技能的訓(xùn)練。 2 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) 2 任務(wù)書 運(yùn)輸帶拉力 F=2000 (N) 運(yùn)輸帶速度 V= 1.2(m/s) 滾筒直徑 D=300 (mm) 運(yùn)輸機(jī) 使用期 5 年、兩班制工作、單向運(yùn)轉(zhuǎn)、工作平穩(wěn)、運(yùn)輸帶速度允許誤差 5%、減速
6、 器由一般規(guī)模廠中小批量生產(chǎn)。 設(shè)計(jì)工作量: 1、設(shè)計(jì)說明書 1 份【 7000~9000 字, 按標(biāo)準(zhǔn)格式書寫(手寫或電子版) 】 2、減速器裝配圖草圖 1 張【 A1 圖,手工繪】 3、減速器裝配圖 1 張【 A1 圖,電腦繪】 4、任一軸零件圖 1 張【 A3 圖,手工繪圖】 5、任一齒輪零件圖 1 張【 A3 圖,手工繪圖】
7、 3 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) 3 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 3.1 、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 3.1.1、傳動(dòng)方案 工作條件:使用年限 5 年,兩班倒,工作平穩(wěn),工作時(shí)有輕微振動(dòng),每年300工作日, 原始數(shù)據(jù): 運(yùn)輸帶的拉力 F=2000N 運(yùn)輸帶的線速度 V=1.2m/s 驅(qū)動(dòng)卷筒直徑 D=300mm 要求傳動(dòng)效率 >0.9 3.1.2、電動(dòng)機(jī)選擇
8、 F=2000N V=1.2m/s D=300mm >0.9 (1)電動(dòng)機(jī)類型的選擇: Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī) (2)電動(dòng)機(jī)功率選擇: ( 1 計(jì)算帶式運(yùn)輸機(jī)所需功率: Fv 2000 1.2 取 1 ) PW 2.4kw( 1000 1000 1 w 電機(jī)所需的工 w 作功率: (2 初估電機(jī)額定功率: P =2.4kw w P =Pw / η=2.4/0.9=2 .7kw 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課
9、程設(shè)計(jì)》 表 2.1 選用 Y112M-4 電動(dòng)機(jī)主要參數(shù)如下: 電動(dòng)機(jī)額定功率 P 3kw 電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 n m 1420(r min 1 ) 電動(dòng)機(jī)軸伸出端直徑 28mm 電動(dòng)機(jī)伸出端安裝長度 60mm 3.1.3、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級的傳動(dòng)比 (1)總傳動(dòng)比 運(yùn)輸機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)速 : nw =(60 1000 v) / D=(60 1000 1.2) /3.14 300=76.433r/min 由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 n m 和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 nw,可得傳動(dòng)裝 4 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課
10、程設(shè)計(jì) 置總傳動(dòng)比為 i’= n m /nw= 18.578 電動(dòng)機(jī)型號 Y112M-4 型 (2)分配各級傳動(dòng)比 帶傳動(dòng)——單級齒輪減速器傳動(dòng)系統(tǒng),總傳動(dòng)比 i=i d i c ;i d 為帶傳 動(dòng)比, i c 為單級齒輪傳動(dòng)比,一般 i d
11、78 =0.99 帶傳動(dòng)效率 η1=0.96 i c =6.091 齒輪的傳功效率 η2=0.97 由高速到低速為 1,2,3,4 軸 (1)計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速( r/min ) n1= n m = 1420r/ min n1=1420r/min n2=472.13r/min 2= n1 / i d= 1420/3.050=472.131 r/min n 3 =77.51r/min n 3= n2 / i c = 472.131/6.091=77.512r/min
12、 n (2)計(jì)算各軸入功率( KW ) 軸 1: P1=P 0 =30.99=2.985kW 軸 2: P2=P1 1 0 = 2.9850.96 0.99=2.86kW 軸 3:P3=P2 2 = 2.86 0.97=2.776kW 軸 4:P4= P3 0 =2.7760.99=2.766kW (3)計(jì)算各軸輸入轉(zhuǎn)矩( Nmm) 軸 1: T 1 = 9550 10 3 11 3000/1420 0.99 =19695.833 0 P / n =9550
13、 Nmm 軸 2: T 2 = 9550 10 3 P2 21 0.99 / n = T i d 1 0 =19695.833 3.05 0.96 =58263.783 Nmm 軸 3: 5 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) T 3 = 9550 10 3 P3 3 1 i c 2 1 0 =58263.783 6.091 / n = T i d 0.97=344238.161 N mm
14、 P1=2.985kW P2=2.86kW P3=2.776kW P =2.766kw 4 各軸運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力參數(shù) 軸號 轉(zhuǎn)速 n 功率 P 轉(zhuǎn)矩 T(N.m) (r/min ) (KW) T1=19695.833 1 1420 2.98 19.695 Nmm
15、 T2=58263.783 2 472.13 2.86 58.263 Nmm 3 77.51 2.77 344.238 T3=344238.16 1 N mm 3.2 、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.2 .1、V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) (1) 選擇帶型號 由表 8-8 ,圖 8-11 設(shè)計(jì) =1.3 Pca P=1.3 3=3.9 kW =90mm 由 Pca 3.9 kW n1= 1420r
16、/ min 選V帶的 A 型 =280mm (2) 選取帶輪基準(zhǔn)直徑 選取小帶輪基準(zhǔn)直徑 =90mm,則大帶 V=6.69m/s 輪基準(zhǔn)直徑 d d 2 id dd 1(1 ) 3.0590( 1-0.02 ) =269.01mm 取 280mm,式中 為帶的滑動(dòng)率,通常取( 1%~2%) (3) 驗(yàn)算帶速 v v d d1 n1 3.14 90 1420 6.69m/s 60 1000 6000 在 5~ 25m/s 范圍內(nèi)
17、,速度合適。 (4)V 帶基準(zhǔn)長度 Ld 和中心距 a a=610mm 據(jù) 0.7( +)< a0<2( +) 所以 a 在 259~740mm之間,初選中心距 a0 =600mm 由式( 13-2)帶長 L d 0 2a0 (d d1 (d d 2 dd1 ) 2 dd 2 ) 4a0 2 1 =162 (280 90) 2 =2600+ (280 90) 600 1781mm,取 1
18、800mm 2 4 6 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) 實(shí)際中心距 a a0 Ld 2 Ld 0 =600+( 1800-1781) /2=610mm (5)驗(yàn)算包角 1 ,由式( 8-25)得 1 180 dd 2 dd 1 57.3 =162 >120 ,合適 a (6)求確定 v 帶根數(shù) z 因 =90mm,n 1 =1420r/min, P0 =1.07 kW , 實(shí)際傳動(dòng)比: i n1 d d 2 280 =3.17 n2 d
19、d 1 (1 = ) 90(1 0.02 ) 查表得單根 v 帶功率增量 P0 =0.17kW ,由 1 =162 ,包角修正系數(shù) K =0.96,查表 8-2 帶長修正系數(shù) K L =1.01,則由公式得 k A P 1.3 3 Z (1.07 0.17) 3.244 (P0P0 )K K L 0.96 1.01 故選 4 根帶。 (7) 確定帶的初拉力 F0 (單根帶) 查表 8-3 得 q=0.105kg/m,故可由式( 8-27 )得單根 V 帶的初拉力 F 0 (2.5
20、 k ) pca q v 2 500 k zv = 500 (2.5 0.96)3.9 0.105 6.692 =121.6N 0.96 4 6.69 作用在軸上的壓力 Fp 2zF0 sin 1 =2 4 121.6 sin 162 =960.82N 2 2 (8)帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸 小帶輪基準(zhǔn)直徑 d d 1 =90mm,實(shí)心式 大帶輪基準(zhǔn)直徑 d d 2 =280mm,腹板式 3.2 .2、齒輪設(shè)計(jì) (1)選用齒輪材料及精度等級 選擇齒輪材料及精度等級根據(jù)工作要
21、求,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 10-1 得 小齒輪選用 40Cr, 調(diào)質(zhì) , 硬度為 241~286HBS大齒輪選用 45 鋼, 調(diào)質(zhì) , 硬度為 217~ 255HBS Z=4 F0 =121.6N 7 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 10-25 查的 =650~ 750MPa = 550~620MPa 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 10-24 查的 =56
22、0~620MPa = 410~ 480 MPa ( 2)按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算 設(shè)齒輪按 8 級精度制造, 初選壓力角 20 ,螺紋角 β =15 ,選小齒輪 齒數(shù) Z 1 =22 則 Z 2 = i c Z 1 =22 6.091 134.1 ,取 135 齒 N 1=60 n1 j l n =60 1420 1 (2 8 300 5)=2.0448 10 9 N 2 = N 1/u=2.0448 10 9 /(135/22)=3.332 10 8 取 S F =1.25,S H =1,由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 10-22,10-23 查的
23、,取 K FN 1 =0.90 K FN 2 =0.97,K HN 1 =0.95, K HN 2 =0.98 [ H] 1 = (K FN 1 ) /S H =(0.95 700)/1=665 MPa [ H] 2 = (K FN 2 ) /S H =(0.98 600)/1=588 MPa [ F] 1 = (K FN 1 ) / S F =(0.9 600)/1.25=432 MPa [ F] 2 = (K FN 2 ) / S F =(0.97 450)/1.25=350 MPa 較小者在接觸疲勞許用應(yīng)力 [ H]= [ H] 2
24、 =588MPa, [ F]= [F] 2 =350 MPa (3)計(jì)算小齒輪分度圓直徑 t =arctan(tan αn/cos β ) =arctan(tan 20 /cos15 )=20.562 arccos[z cos /( z 2ha cos )] at1 1 t 1 =arccos[4 cos20.562 /(4+2 1 cos15 )]=50.433 a t 2 arccos z2 cos t z2 2ha* cos = arccos[79 cos20.562 /(79+2 1 cos15 )]=23.62
25、8 8 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) z1 tan a1 tan z2 tan a 2 tan 2 =[4 (tan50.433 -tan20.562 )+79(tan23.628 -tan20.562 )]/2 3.14 =1.544 dZ1 tan =1 4 tan15 /3.14=0.546 z 4 (1 ) 3 = ((4 1.544) / 3)((1 0.546) 0.544/ 1.546) =0.884 2k Ht T1 i
26、1 2 zH zE z z = d1t 3 i z cos cos14 0.985 d H 2 1.3 5.8263 104 (135 / 22) 1 2.5 189.8 1.384 0.985 2 3 (135 / 22) 588 1 =59.739mm (4) 調(diào)整小齒輪分度圓直徑 圓周速度 V = d1 n1= 59.739 472.131 =1.4
27、77m/s 60 1000 60 1000 齒寬 b=φdd1t =1 59.739=59.739mm 實(shí)際載荷系數(shù) KH 由表 10-2 查得使用系數(shù) KA =1 根據(jù) v=1.477m/s 、8 級精度,由圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù) Kv=1.10 齒輪圓周力 F t1 =2T1 /d 1t =2 5.8263 10 4 /59.739=1.9505 103N KA F t1 /b=1 1.9505 103/59.739=32.652N/mm<100N/mm 查表 10-3 得齒間載荷分配系數(shù) K H =1.4
28、 查表 10-4 用插值法查表得 8 級精度,小齒非對稱 K H =1.458, 則 KH = K A K V K F K F =1 1.10 1.4 1.458=2.245 由式( 10-12)得 9 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) K H =59.739 3 2.245 d1 d1t 3 =71.672mm K Ht 1.3 及相應(yīng)齒輪模數(shù) m= d1 cos / z1 71.672 cos14 /22=3.16mm (5)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
29、 由 b =13.14 , v = =3.544/cos 2 13.14=3.737 《機(jī)械 cos2 b 設(shè)計(jì)》公式( 10-5) Y =0.25+0.75/ v =0.25+0.75/3.737=0.462 由圖 10-24c 查得 小齒輪 =600MPa, 大齒輪 =450 MPa 又因 查取齒形系數(shù) YFa 1 2.65 , YFa2 2.23 查取應(yīng)力校正系數(shù) YSa1 1.58 ,,1.85 由圖 10-22 查得彎曲疲
30、勞壽命系數(shù) K FN 1 0.90 , K FN 2 0.97 YFa1YSa1 2.65 1.58/432=0.00969 F 1 YFa 2 YSa2 2.23 1.85/350=0.01121 F 2 因大齒輪小于小齒輪,所以YFaYSa = YFa2 YSa2 0.01121 F F 2 2K ft T1Y cos2 YFa YSa mt 3 2 d z1 F 10 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) =
31、 3 2 1.3 5.826 10 4 2 0.426 cos2 14 0.01121 1.175 mm 1 22 (6) 調(diào)整齒輪模數(shù) z1mt d1 1.175 22/cos14 =26.843mm cos V = d1 n1= 25.843 472.131 =0.6388m/s 60 1000 60 1000 b=φdd1t =1 25.843=25.843mm 齒寬比 b/h, h=(2ha*+C*)Mnt= (2 1+0.25) 1.175=2.644mm b
32、/h=25.843/2.644=9.77 計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) K 根據(jù) V=0.6388m/s,8 級精度,由圖 10-8 F, 查得動(dòng)載系數(shù) Kv=1.08 d 1 =74mm 由 F t1 =2T1 /d 1 =2 5.8263 4 3 10 /25.843=4.508 10 N d 2 =426mm 由 表 10-4 插 值 法 得 K H =1.440 , 結(jié) 合 b/h=9.77 , 由 圖 10-13 K f =1.36
33、m=2mm 則 K F K A K v K H K H 1 1.08 1.4 1.36=2.05632 3 KF =1.2655 3 1. 778 =1.4047mm Z1 =36 Mn=Mnt KFT 1. 3 由于齒面接觸強(qiáng)度 m大于彎曲 m,主要為彎曲, m=1.4047mmZ2 =209 調(diào)整為 m=2mm。按接觸疲勞強(qiáng)度算得分度圓直徑 d1=71.672mm 算出小齒輪的齒數(shù) Z1=d1 cos /m=77.204cos14/2=34.836 , 取 Z1=36,Z2 =
34、uZ1=4.64 36=207.094,取 Z 2 =209 3.2.3 、幾何尺寸計(jì)算 11 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) ( 1)分度圓直徑 d1 d1 mn Z1 73.469mm 74mm cos d2 d 2 mn Z 2 426.53mm 426mm cos (1)計(jì)算中心距 a z1 z2 mn =252.5mm,取中心距 250mm 2 cos ( 3)計(jì)算齒輪寬度: b d d1 73.469 mm 圓整后取
35、 b1 80mm,大齒輪寬度等于設(shè)計(jì)寬度 b2 72mm 齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 T1=72170N.mm,φd=1,d1=78.63,u=233/51=4.5686 KH=2.1,ZH=2.4,ZE=189.8MPa,Z =0.755 Z =0.986 H ) 2 2.1 72170 (4.647 1) 2.4 2KhT 1(u 1 ZhZeZ Z dd 1d1d1u 78.63 78.63 78.63 4.647 189.8 0.755 0.986 295.17 [ H
36、 ] a=250mm b1 80mm b2 72mm β =11.478 =20 滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件。 1 =209,m=2, β=11.478 , =20 ,a=250mm 所以 Z =36,取 Z2 齒寬 b 1 =80mm,b 2 =75mm,小齒輪材料 40Cr,大齒輪材料 45 鋼,
37、 8 級。 齒輪的主要參數(shù) 小齒輪材料 低速級 40Cr,大齒輪 36 209 齒數(shù) 材料 45 鋼, 8 中心距 250mm 級 模數(shù) 2mm 壓力角 20 0 齒寬 80mm 75mm 標(biāo)準(zhǔn)齒頂高系 1 12 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)頂隙系數(shù) 0.25 分度圓直徑 74mm 426mm Ⅱ軸 d=23mm 3.3 、軸設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)工作條件,初選軸的材料為 45 鋼
38、,調(diào)質(zhì)處理。按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度 法進(jìn)行最小直徑估算,即:由式( 15-2 ) Ⅲ軸 d=40mm dmin A3 P mm。算出軸徑時(shí),若最小直徑軸段開有鍵槽,還要 n 考慮鍵槽對軸強(qiáng)度的影響。當(dāng)該軸段界面上有一個(gè)鍵槽時(shí), d 增大 5%-7%,當(dāng)該軸段界面上有兩個(gè)鍵槽時(shí), d 增大 10%-15%。由表 15-3 查 得 A=126~103,則取 A=120 Ⅱ軸 d 2 A3 P2 22.969mm, 一個(gè)鍵槽 d 增大 5%,選 d=23mm n2 Ⅲ軸 d3 A3 P3 39.543mm ,一個(gè)鍵槽 d 增大 5%
39、,選 d=40mm n3 (1)確定軸各段直徑和長度 各軸段直徑的確定 d12:與軸承相連,選用 7205C軸承所以為 25mm d23 :提供軸承定位, d12+2h= 31mm d34: 軸間定位齒輪,為 d45+2h=36mm d45:固定齒輪為 30mm d56:過度軸為 26mm d67: 與軸承相連,選用 7205C軸承所以為 25mm d78: 與聯(lián)軸器相連, YL15 聯(lián)軸器為 24mm 各軸段長度的確定 l12 :與軸承相連,選
40、用 7205C軸承所以為 25mm 13 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) l23 :提供軸承定位, 16mm l34: 軸間定位齒輪, 10mm l45 :固定齒輪為 78mm l56 :過度軸為 44mm l67: 與軸承相連,選用 7205C軸承所以為 25mm l78: 與聯(lián)軸器相連, YL15聯(lián)軸器為 70mm (2) 軸強(qiáng)度的校核計(jì)算 軸所受的載荷是從軸上零件傳來的,計(jì)算時(shí)通常將軸上的分布載荷簡化為集中力,其作用點(diǎn)取為載荷分布段的中點(diǎn)。作用在軸上的扭矩,一般從傳動(dòng)件輪轂寬度的中點(diǎn)算起。通常把軸當(dāng)做置
41、于鉸鏈支座上的梁,支反力的作用點(diǎn)與軸承的類型和布置方式有關(guān)。 Ft =1586.078N Fa =332.91N F r =571.25 N 已知 T =58.263 N m ,齒輪分度圓直徑 d=73.469 mm, 則 14 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) 齒輪圓周力: Ft 2T 1000 1586.078N
42、 dd 1 齒輪軸向力: Fa Ft tan 332.91N 齒輪徑向力: Fr Ft tan n 571.25 N cos T=58.2 N m 根據(jù)各軸段尺寸,根據(jù)軸承的 a=12.7, 求得跨距 L1=70 mm;L2=90.3 mm;L3=67.3 mm; B 點(diǎn)的水平支反力 FNH 1 Ft l3 2148.17N l3 l2 D 點(diǎn)的垂直反力 FNH 2 Ft l 2 398.726
43、N l3 l 2 B 點(diǎn)的垂直支反力 FNV 1 Fr l3 Fa 1/ 2d l3 l 2 322.84 N D 點(diǎn)的垂直支反力 FNV 2 Fr FNH 1 252.04 N 水平彎矩 M H FNH 2 l 3 25239.3558 N mm C 點(diǎn)右側(cè)垂直彎矩 M v1 FNV 1 l 2 29152.45 N mm 滿足強(qiáng)度要求 總彎矩 M 1 M H 2 M
44、V 1 2 57808.947 N mm 扭矩 T=58263.783 Nmm 進(jìn)行校核是,通常只校核軸上受力最大彎矩和扭矩的截面(即 C 處右側(cè)的強(qiáng)度) , 取 0.3 ,查的軸 [ -1 ] 55 MPa d 3 bt (d t ) 2 W 2d 2156.9888 32 M 2 ( T )2 =28.68 MPa ca W 因?yàn)? ca < [ -1 ] 55.00 MPa, 故該軸滿足強(qiáng)度要求。 (3)Ⅲ軸確定軸各段直徑和長度
45、 結(jié)構(gòu)示意如圖 15 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) 各軸段直徑的確定 d12:與軸承相連,選用 7213AC軸承所以為 65mm d23 :提供軸承定位, d12+2h= 74mm d34: 軸間定位齒輪,為 d45+2h=93.6mm d45:固定齒輪為 78mm d56:過度軸且定位軸承為 70mm d67: 與軸承相連,選用 7213AC軸承所以為 65mm d78: 與聯(lián)軸器相連, YLD10聯(lián)軸器為 45mm
46、 各軸段長度的確定 L12:與軸承相連,選用 7213AC軸承所以為 23mm L23 :提供軸承定位為 11 mm L34: 軸間定位齒輪,為 11mm L45:固定齒輪為 73mm L56:過度軸且定位軸承為 47mm L67: 與軸承相連,選用 7213AC軸承所以為 23mm L78: 與聯(lián)軸器相連, YLD10聯(lián)軸器為 84mm 3.4 、軸承的選擇及校核
47、 Fr1=879.342 N Fr2=815.932 N ( 1)滾動(dòng)軸承的選擇,根據(jù)載荷以及速度情況,選擇軸承為角接觸球軸 承 。 選 擇 的 軸 承 型 號 為 : 7205C。 其 基 本 參 數(shù) 查 表 得 : Cr =16.5kN,Cr0 =10.5kN, e=0.4 Fa1=633.6468 N ( 2)滾動(dòng)軸承的校核 1. 徑向載荷 Fr 根據(jù)軸的分析,可知: A 點(diǎn)總支反力 Fr1 =FRA=
48、879.342 N ,B 點(diǎn)總支 反力 Fr2 =FRB=815.932 N 。 2. 軸向載荷 Fa. 16 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) 外部軸向力 Fae=322.91 N,從最不利受力情況考慮, Fae 指向 A 處 1 Fa2=310.3728 N 軸承(方向向左) ;軸承派生軸向力由角接觸球軸承的計(jì)算公式求 出:F d1=Fr1 0.4 =351.7368(方向向右);Fd2=Fr2 0.4=326.3728 N(方向 向左)。 因?yàn)?Fae+Fd2=674.6468 N>351.7368 N,所以 D處軸承被壓緊,
49、B 處 e1 =0.4, 軸承放松。故: Fa1=Fae+Fd2=674.6468 N , Fa2=Fd2=326.3728 N 。 e 2 =0.381 因 F a1 =0.0337, F a 2 =0.0165 co co 用線性法求得 e1 =0.4, e 2 =0.381 F =F 0.4 =351.7368N, F d2 =F 0.381=310.87N d1 r1 r2 Fa1=Fae+Fd2=633.78N, Fa2=Fd2=310.87 fd=1.1 F a1 =0.0316, F
50、a 2 =0.0155 co co 相差不大所以 e1 =0.4, e 2 =0.381 Fa1=Fae+Fd2=633.6468 N , Fa2=Fd2=310.87 N 3. 當(dāng)量動(dòng)載荷 P 根據(jù)工況(無沖擊或輕微沖擊) ,查得載荷系數(shù) f d=1.1 。 P1 >P 2 1 軸承:因 Fa1/F r1 =0.7207 >0.4 ,查表 13-5 可知: X 1 =0.44 , Y1 =1.4 P1 =f P( 0.4F r1 +1.4Fa1)=1401.623 N 2 軸承:因 F /F =0.36
51、 >0.38=e ,查表 13-5 可知: a2 r2 X 2 =1, Y2 =0 軸承具有足夠壽 命 P2 =f P( 1Fr2 )=897.5252 N 因 P1>P2,故只需驗(yàn)算 1 軸承。軸承預(yù)期壽命與整機(jī)壽命相同, 為 5(年) 300(天) 16(小時(shí)) =24000h。 Lh 106 ( ft Cr ) =363740.87 h>24000h 。 60n2 P1 其中,溫度系數(shù) ft =1.2(軸承工作溫度小于 120 度),軸承具有足夠壽 1
52、7 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) 命。 3.5 、鍵聯(lián)接選擇與強(qiáng)度的校核計(jì)算 軸 2 的與齒輪相連平鍵 b h l=8 770,軸 2 的與聯(lián)軸器相連平鍵 bh l=8 7 63。軸 3 與齒輪相連平鍵 b h l=22 14 70,軸 3 與聯(lián)軸器相連平鍵 b h l=14 9 80。 [ p ] 150MPa 軸二鍵的工作長度為 l=L-b=70-8=62mm,輪轂鍵槽的接觸高度為 k=h/2=3mm,據(jù)齒輪材料為鋼,載荷有輕微沖擊,查得 [ p ] 150MPa, 則其擠壓強(qiáng)度
53、 滿足強(qiáng)度要求 2T 10 3 p 15.857 MPa [ p ] ,滿足強(qiáng)度要求。 kld 軸二與聯(lián)軸器相連鍵 2T 103 p ] p 25.222 MPa [ kld 2T 103 p ] 軸三與齒輪相連鍵 p 26.2698 MPa [ kld 2T 103 p ] T=48.263 N m 軸三與聯(lián)軸器相連鍵 p 51.5133 MPa [ kld 所以都滿足強(qiáng)度要求。
54、 3.6 、聯(lián)軸器的選擇 K A =1.3 軸二與帶輪相連伸出端直徑 D 24 mm,根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè) 計(jì)》表 6.6 選取聯(lián)軸器: YLD5,軸三伸出端直徑 D=45mm,表 6.6 選取聯(lián)軸器: YLD10。 符合要求 ,查得工況系數(shù) K =1.3 , 軸二聯(lián)軸器所傳遞的轉(zhuǎn)矩 T=48.263 N m A 聯(lián)軸器承受的轉(zhuǎn)矩為 TcaK A T 60.2 N m 查得該聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩為 63 N m ,因此符合要求。 軸二
55、聯(lián)軸器所傳遞 的轉(zhuǎn) 矩 T=344.263 N m ,查得工況系數(shù) 18 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) KA=1.3 ,聯(lián)軸器承受的轉(zhuǎn)矩為 Tca K A T 447.287 N m 查得該聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩為 630 N m ,因此符合要求。 3.7、箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及潤滑密封 箱體是加速器中所有零件的基座,是支承和固定軸系部件、保證 傳動(dòng)零件正確相對位置并承受作用在減速器上載荷的重要零件。箱體 一般還兼作潤滑油的油箱。機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸,主要根據(jù)地腳螺栓的尺寸, 再通過地板固定
56、,而地腳螺尺寸又要根據(jù)兩齒輪的中心距 a 來確定。 設(shè)計(jì)減速器的具體結(jié)構(gòu)尺寸如下表: 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 名稱 符號 單位 尺寸 機(jī)座、機(jī)蓋壁厚 mm 10 機(jī)座、機(jī)蓋凸緣厚度 b1 mm 25 地腳螺釘直徑 d f mm 22 軸承座端面到內(nèi)壁的距離 l 2 mm 30 齒輪端面到內(nèi)壁的距離 2 mm 20 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 d1 mm 16 機(jī)蓋機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑 d2 mm 12 軸承端蓋螺釘直徑 d3 mm 10 3.8 、軸承的密封 密封件的選擇上
57、選氈封油圈,主要是考慮結(jié)構(gòu)比較簡單,由于減 速器結(jié)構(gòu)簡單,氈封油圈的條件已經(jīng)滿足減速的設(shè)計(jì)要求。并且氈封 油圈工作性能可靠。選擇的氈圈材料是半粗羊毛氈,型號為氈圈 56 19 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) JB/TQ4606 3.9 、 減速器潤滑方式 減速器的潤滑方式選擇為油潤滑,油潤滑主要適用于圓周速度 v<12m/s 的齒輪傳動(dòng)。傳動(dòng)件浸入有種的深度要適當(dāng), 既要避免攪油損 失太大,又要保證充分的潤滑。油池要有一定的深度和貯油量。
58、 20 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) 4、設(shè)計(jì)小結(jié) 三個(gè)星期的設(shè)計(jì)有付出也有收獲。 通過三個(gè)星期的設(shè)計(jì),使我對機(jī)械設(shè)計(jì) 有了更多的了解和認(rèn)識。 是我們真正理論聯(lián)系實(shí)際、 深入了解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過程的 實(shí)踐考驗(yàn)。一開始是對整個(gè)任務(wù)進(jìn)行總體設(shè)計(jì), 在腦海中勾勒出
59、大概輪廓。 根據(jù)所給條件進(jìn)行計(jì)算選擇出合適的傳動(dòng)裝置。軸的設(shè)計(jì)校核是一項(xiàng)較 復(fù)雜的項(xiàng)目,其中 運(yùn)用了《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、 《互換性與技術(shù)測量》、《工程材料》、《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》等知識。 首先,估算出 大概直徑,接著精確計(jì)算并校核,接著設(shè)計(jì)箱體。這中間還包括各種附 件的選擇等。其次,設(shè)計(jì)傳動(dòng)零件,繪制零件圖、裝配圖,寫設(shè)計(jì)說明 書。我遇到了許多困難 , 一遍又一遍的計(jì)算 , 一次又一次的設(shè)計(jì)方案修改, 這都暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。 通過這次設(shè)計(jì)讓充分的認(rèn)識了自
60、己之前所學(xué)知識的質(zhì)量不高,運(yùn)用 能力不強(qiáng)。幸好有老師同學(xué)的幫助,讓我能夠順利完成此次設(shè)計(jì)。通過 這次設(shè)計(jì)我對自己的設(shè)計(jì)能力有了一定的認(rèn)識。對我在理論聯(lián)系實(shí)際以 及綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)及先前有關(guān)課程知識的運(yùn)用于掌握有了一定的提 高。從中也初步的了解了一些生產(chǎn)實(shí)際的情況。對我解決工程實(shí)際問題 的能力有了一定的提高。最后我想說,感謝老師的辛勤付出讓我有了這 樣的進(jìn)步。老師您辛苦了! 21 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)
61、 5 、參考文獻(xiàn) [ 1] 周元康,林昌華,張海兵. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) (修訂版 ).重慶:重慶大學(xué)出版社, 2007 [ 2] 濮良貴,陳國定,吳立言.機(jī)械設(shè)計(jì)(第九版) .北京:高等教育出版社, 2012 22
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