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文檔簡介
1、<p> 設計一斗式提升機傳動用二級斜齒圓柱齒輪同軸式減速器</p><p> 題目要求及設計時間安排未找到目錄項。</p><p><b> 設計參數(shù)</b></p><p> 說明: 1. 斗式提升機提升物料:谷物、面粉、水泥、型沙等物品。</p><p> 2. 提升機驅(qū)動鼓輪(圖2.7中的件
2、5)所需功率為</p><p> 3. 斗式提升機運轉(zhuǎn)方向不變,工作載荷穩(wěn)定,傳動機構(gòu)中有保安裝置(安全聯(lián)軸器)。</p><p> 4. 工作壽命為8年,每年300個工作日,每日工作16小時。</p><p> 5.允許的速度誤差為5%。</p><p><b> 傳動簡圖</b></p>&
3、lt;p><b> 設計內(nèi)容</b></p><p> 電動機的選擇與運動參數(shù)計算;</p><p><b> 斜齒輪傳動設計計算</b></p><p><b> 軸的設計</b></p><p><b> 滾動軸承的選擇</b><
4、/p><p> 鍵和連軸器的選擇與校核;</p><p> 裝配圖、零件圖的繪制</p><p> 設計計算說明書的編寫</p><p><b> 設計任務</b></p><p><b> 減速器總裝配圖一張</b></p><p> 齒輪、
5、軸零件圖各一張</p><p><b> 設計說明書一份</b></p><p><b> 設計進度</b></p><p> 第一階段:總體計算和傳動件參數(shù)計算</p><p> 第二階段:軸與軸系零件的設計</p><p> 第三階段:軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核
6、及草圖繪制</p><p> 第四階段:裝配圖、零件圖的繪制及計算說明書的編寫</p><p><b> 電動機的選擇</b></p><p> 電動機類型和結(jié)構(gòu)的選擇</p><p> 因為本傳動的工作狀況是:載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)。所以選用常用的封閉式Y(jié)(IP44)系列的電動機。</p><p
7、><b> 電動機容量的選擇</b></p><p> 工作機所需功率Pw </p><p><b> 電動機的輸出功率</b></p><p><b> Pd=Pw/η</b></p><p><b> η=</b></p>
8、<p><b> Pd=2.77kW</b></p><p><b> 電動機轉(zhuǎn)速的選擇</b></p><p> nd=(i1’·i2’…in’)nw</p><p> 初選為同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動機</p><p> 4.電動機型號的確定</p
9、><p> 由表12-1查出電動機型號為Y132S-6,其額定功率為3kW,滿載轉(zhuǎn)速960r/min?;痉项}目所需的要求。</p><p> 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)</p><p> 傳動裝置的總傳動比及其分配</p><p><b> 計算總傳動比</b></p><p> 由電
10、動機的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機主動軸轉(zhuǎn)速nw可確定傳動裝置應有的總傳動比為:</p><p><b> i=nm/nw</b></p><p> nw=60v/ ∏97.66</p><p><b> i=9.83</b></p><p><b> 合理分配各級傳動比</b>
11、;</p><p> 由于減速箱是同軸式布置,所以i1=i2=。</p><p> 各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩</p><p><b> 傳動件設計計算</b></p><p> 選精度等級、材料及齒數(shù)</p><p><b> 材料及熱處理;</b></p
12、><p> 選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì)),硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為240HBS,二者材料硬度差為40HBS。</p><p> 精度等級選用7級精度;</p><p> 試選小齒輪齒數(shù)z1=20,大齒輪齒數(shù)z2=63的;</p><p> 選取螺旋角。初選螺旋角β=14°</p>
13、<p><b> 按齒面接觸強度設計</b></p><p> 因為低速級的載荷大于高速級的載荷,所以通過低速級的數(shù)據(jù)進行計算</p><p> 按式試算,即 </p><p> 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值</p><p><b> 試選Kt=1.6</b></p>
14、;<p> 由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)ZH=2.433</p><p> 由表10-7選取尺寬系數(shù)φd=1</p><p> 由圖10-26查得εα1=0.75,εα2=0.85,則εα=εα1+εα2=1.60</p><p> 由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=188.9Mpa</p><p> 由圖10-2
15、1d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限σHlim1=680MPa;大齒輪的接觸疲勞強度極限σHlim2=610MPa;</p><p> 由式10-13計算應力循環(huán)次數(shù)</p><p> N1=60n1jLh=60×287.4×1×(16×300×8)=7.04×10e8</p><p> N2=
16、N1/3.34=2.24×10e8</p><p> 由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.95;KHN2=0.98</p><p> 計算接觸疲勞許用應力</p><p> 取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,由式(10-12)得</p><p> [σH]1==0.95×680MPa=646MPa<
17、;/p><p> [σH]2==0.98×610MPa=598MPa</p><p> [σH]=[σH]1+[σH]2/2=622MPa</p><p><b> 計算</b></p><p> 試算小齒輪分度圓直徑d1t</p><p><b> d1t≥</b
18、></p><p> =mm=54.78mm</p><p><b> 計算圓周速度</b></p><p> v===2.75m/s</p><p><b> 計算齒寬b及模數(shù)</b></p><p><b> 計算縱向重合度</b>&
19、lt;/p><p> εβ==0.318×1×20×tan14=1.59</p><p><b> 計算載荷系數(shù)K。</b></p><p> 已知載荷平穩(wěn),所以取KA=1</p><p> 根據(jù)v=2.75m/s,7級精度,由圖10—8查得動載系數(shù)=1.03;由表10—4查的的計算公式
20、和直齒輪的相同,</p><p><b> 故 =1.42 </b></p><p><b> 由表10—13查得</b></p><p> 由表10—3查得。故載荷系數(shù)</p><p> =1×1.03×1.4×1.42=2.05</p>&l
21、t;p> 按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑,由式(10—10a)得</p><p> ==mm=51.57mm</p><p><b> (7)計算模數(shù)</b></p><p><b> =mm=2.5mm</b></p><p><b> 按齒根彎曲強度設計</
22、b></p><p><b> 由式(10—17)</b></p><p><b> mn≥</b></p><p><b> 確定計算參數(shù)</b></p><p><b> 計算載荷系數(shù)</b></p><p>
23、=1×1.03×1.4×1.36=1.96</p><p> 根據(jù)縱向重合度=1.59,從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù) =0.88</p><p><b> 計算當量齒數(shù)</b></p><p> z1=z1/cosβ=20/cos14=21.89</p><p> z2=z2/
24、cosβ=63/cos14=68.96</p><p><b> 查取齒型系數(shù)</b></p><p> 由表10-5查得YFa1=2.83;Yfa2=2.3</p><p><b> 查取應力校正系數(shù)</b></p><p> 由表10-5查得Ysa1=1.56;Ysa2=1.74<
25、/p><p><b> 計算[σF]</b></p><p> 由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限;大齒輪彎曲強度極限;由圖5-19,Yn1=Yn2=1,Yst=2,Yx1=Yx21.0。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,由(10-12)得</p><p> 計算大、小齒輪的并加以比較</p><p><b
26、> ==0.0103</b></p><p><b> ==0.0112</b></p><p><b> 大齒輪的數(shù)值大。</b></p><p><b> 設計計算</b></p><p> 取=2mm,已可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強
27、度,需按接觸疲勞強度算得分度圓直徑=51.57mm來計算應有的齒數(shù)。于是由</p><p><b> ,取,則</b></p><p><b> 幾何尺寸計算</b></p><p><b> 計算中心距</b></p><p> a圓整后取107mm</p>
28、;<p> 按圓整后的中心距修正螺旋角</p><p> 因β值改變不多,故參數(shù)、、等不必修正。</p><p> 計算大、小齒輪的分度圓直徑</p><p><b> 計算齒輪寬度</b></p><p> ,圓整后取B2=52mm,B1=60mm。</p><p>&l
29、t;b> 齒輪主要幾何參數(shù)</b></p><p> 錯誤!未找到引用源。, 錯誤!未找到引用源。=79, u=3.14, m=2 , 錯誤!未找到引用源。</p><p> 錯誤!未找到引用源。, 錯誤!未找到引用源。 </p><p> d 錯誤!未找到引用源。, d 錯誤!未找到引用源。</p>&l
30、t;p> d 錯誤!未找到引用源。, d 錯誤!未找到引用源。</p><p> a= 錯誤!未找到引用源。, 錯誤!未找到引用源。, 錯誤!未找到引用源。</p><p><b> 軸的設計計算</b></p><p><b> II軸:</b></p><p> 初步
31、確定軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3,取=110于是得</p><p> 求作用在齒輪上的受力</p><p> 已知大齒輪分度圓直徑,小齒輪分度圓直徑,,。而,,</p><p><b> ;,,</b></p><p><b> 軸的結(jié)構(gòu)設計</b></
32、p><p> 擬定軸上零件的裝配方案</p><p> I-II段軸用于安裝軸承30305,故取直徑為25mm。</p><p> II-III段安裝套筒,直徑25mm。</p><p> III-IV段安裝小齒輪,直徑35mm。</p><p> IV-V段分隔兩齒輪,直徑為45mm。</p>&
33、lt;p> V-VI段安裝大齒輪,直徑為35mm。</p><p> VI-VIII段安裝套筒和軸承,直徑為25mm。</p><p> 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p> I-Ⅲ長度為16mm。</p><p> III-IV段用于安裝小齒輪,長度略小于小齒輪寬度,為57mm。</p>
34、<p> IV-V段用于隔開兩個齒輪,長度為110mm。</p><p> V-VI段用于安裝大齒輪,長度略小于齒輪的寬度,為49mm。</p><p> VI-VIII長度為42mm。</p><p><b> 求軸上的載荷</b></p><p> A B
35、 C D</p><p> 59.2 164.5 53.7</p><p> FNVA FNVD</p><p&
36、gt; Ft3Ft2</p><p> MV MVC</p><p> FNHA MVB Fa2 FNHD</p><p><b> Fr2</b></p><p>
37、<b> Fr3</b></p><p><b> Fa3</b></p><p><b> MH</b></p><p><b> T</b></p><p><b> 如圖受力簡圖,</b></p><
38、;p> 按脈動循環(huán)應力考慮,取α=0.6</p><p> 按彎扭合成應力校核軸的強度,校核截面B、C。</p><p><b> ①校核B截面</b></p><p> 由d=35mm,可得,</p><p><b> ?、谛:薈截面,,</b></p><p&g
39、t; 軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,由表15-1得,,。</p><p><b> 故安全</b></p><p><b> I軸:</b></p><p><b> 作用在齒輪上的力</b></p><p><b> , </b></p&g
40、t;<p> 初步確定軸的最小直徑</p><p><b> 軸的結(jié)構(gòu)設計</b></p><p> 確定軸上零件的裝配方案</p><p> 2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p> a.由于聯(lián)軸器一端連接電動機,另一端連接輸入軸,所以該段直徑尺寸受到電動機外伸軸直徑尺寸的
41、限制,選為25mm。</p><p> b.考慮到聯(lián)軸器的軸向定位可靠,定位軸肩高度應達2.5mm,所以該段直徑選為30。</p><p> c.該段軸要安裝軸承,考慮到軸肩要有2mm的圓角,則軸承選用30207型,即該段直徑定為35mm。</p><p> d.該段軸要安裝齒輪,考慮到軸肩要有2mm的圓角,經(jīng)標準化,定為40mm。</p>&l
42、t;p> e.為了齒輪軸向定位可靠,定位軸肩高度應達5mm,所以該段直徑選為46mm。</p><p> f.軸肩固定軸承,直徑為42mm。</p><p> g.該段軸要安裝軸承,直徑定為35mm。</p><p> 各段長度的確定:各段長度的確定從左到右分述如下:</p><p> a.該段軸安裝軸承和擋油盤,軸承寬17
43、mm,該段長度定為17mm。</p><p> b.該段為軸環(huán),寬度不小于7mm,定為10mm。</p><p> c.該段安裝齒輪,要求長度要比輪轂短3mm,齒輪寬為60mm,定為57mm。</p><p> d.該段綜合考慮齒輪與箱體內(nèi)壁的距離取19.7mm、軸承與箱體內(nèi)壁距離取4mm(采用油潤滑),軸承寬17mm,定為40.7mm。</p>
44、<p> e.該段綜合考慮箱體突緣厚度、調(diào)整墊片厚度、端蓋厚度及聯(lián)軸器安裝尺寸,定為57mm。</p><p> f.該段由聯(lián)軸器孔長決定為44mm</p><p><b> III軸</b></p><p><b> 作用在齒輪上的力</b></p><p><b>
45、 ;</b></p><p> 初步確定軸的最小直徑</p><p><b> 軸的結(jié)構(gòu)設計</b></p><p><b> 軸上零件的裝配方案</b></p><p> 據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p> 滾動軸承的選擇及計算
46、</p><p><b> I軸:</b></p><p> 求兩軸承受到的徑向載荷</p><p> 軸承30207的校核</p><p><b> 徑向力</b></p><p> 派生力,查設計手冊得Y=1.6</p><p><
47、b> ,</b></p><p><b> 軸向力</b></p><p><b> 由于,</b></p><p><b> 所以軸向力為,</b></p><p> 當量載荷,查設計手冊e=0.37</p><p><
48、;b> 由于,,</b></p><p><b> 所以,,,。</b></p><p> 由于為一般載荷,所以載荷系數(shù)為,故當量載荷為</p><p> 軸承壽命的校核,查設計手冊得Cr=54200N</p><p><b> II軸:</b></p>&
49、lt;p> 軸承30305的校核</p><p><b> 徑向力</b></p><p> 派生力,查設計手冊得Y=1.9</p><p><b> ,</b></p><p><b> 軸向力</b></p><p><b>
50、; 由于,</b></p><p><b> 所以軸向力為,</b></p><p> 當量載荷,查設計手冊得e=0.31</p><p><b> 由于,,</b></p><p><b> 所以,,,。</b></p><p>
51、 由于為一般載荷,所以載荷系數(shù)為,故當量載荷為</p><p> 軸承壽命的校核,查設計手冊得Cr=59000N</p><p><b> III軸:</b></p><p> 軸承30211的校核</p><p><b> 徑向力</b></p><p> 派生
52、力,查設計手冊得Y=1.4</p><p><b> ,</b></p><p><b> 軸向力</b></p><p><b> 由于,</b></p><p><b> 所以軸向力為,</b></p><p> 當量
53、載荷,查設計手冊得e=0.42</p><p><b> 由于,,</b></p><p><b> 所以,,,。</b></p><p> 由于為一般載荷,所以載荷系數(shù)為,故當量載荷為</p><p> 軸承壽命的校核,查設計手冊得Cr=132000N</p><p&g
54、t; 鍵聯(lián)接的選擇及校核計算</p><p><b> 高速軸上的鍵聯(lián)接</b></p><p> 由軸的設計計算可知所選平鍵分別為</p><p> b×h×L=8×7×40</p><p> 由公式6-1,取有輕微沖擊</p><p> b&
55、#215;h×L=12×8×70 </p><p> (二)中速軸上的鍵聯(lián)接</p><p> 由軸的設計計算可知所選平鍵分別為</p><p> b×h×L=10×8×70 </p><p> b×h×L=10×8×63 &
56、lt;/p><p> (三)低速軸上的鍵聯(lián)接</p><p> 由軸的設計計算可知所選平鍵分別為</p><p> b×h×L=14×9×80 </p><p> b×h×L=18×11×63 </p><p><b> 連
57、軸器的選擇</b></p><p> 由于彈性聯(lián)軸器的諸多優(yōu)點,所以考慮選用它。</p><p> 高速軸用聯(lián)軸器的設計計算</p><p> 由于裝置用于運輸機,原動機為電動機,所以工作情況系數(shù)為,</p><p><b> 計算轉(zhuǎn)矩為</b></p><p> 所以考慮選
58、用彈性柱銷聯(lián)軸器TL4(GB4323-84),但由于聯(lián)軸器一端與電動機相連,其孔徑受電動機外伸軸徑限制,所以選用TL5(GB4323-84)</p><p><b> 其主要參數(shù)如下:</b></p><p><b> 材料HT200</b></p><p><b> 公稱轉(zhuǎn)矩</b></
59、p><p><b> 軸孔直徑,</b></p><p><b> 軸孔長,</b></p><p><b> 裝配尺寸</b></p><p><b> 半聯(lián)軸器厚</b></p><p> ?。╗1]P163表17-3)(G
60、B4323-84)</p><p> 第二個聯(lián)軸器的設計計算</p><p> 由于裝置用于運輸機,原動機為電動機,所以工作情況系數(shù)為,</p><p><b> 計算轉(zhuǎn)矩為</b></p><p> 所以選用彈性柱銷聯(lián)軸器TL10(GB4323-84)</p><p><b>
61、 其主要參數(shù)如下:</b></p><p><b> 材料HT200</b></p><p><b> 公稱轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b> 軸孔直徑 </b></p><p><b> 軸孔長, </b></p>
62、<p><b> 裝配尺寸</b></p><p><b> 半聯(lián)軸器厚</b></p><p> ([1]P163表17-3)(GB4323-84)</p><p><b> 減速器附件的選擇</b></p><p><b> 通氣器</
63、b></p><p> 由于在室內(nèi)使用,選通氣器(一次過濾),采用M18×1.5</p><p><b> 油面指示器</b></p><p><b> 選用游標尺M16</b></p><p><b> 起吊裝置</b></p><
64、p> 采用箱蓋吊耳、箱座吊耳</p><p><b> 放油螺塞</b></p><p> 選用外六角油塞及墊片M16×1.5</p><p><b> 潤滑與密封</b></p><p><b> 齒輪的潤滑</b></p><p
65、> 采用浸油潤滑,由于低速級周向速度為,所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑,取為35mm。</p><p><b> 滾動軸承的潤滑</b></p><p> 由于軸承周向速度為,所以宜開設油溝、飛濺潤滑。</p><p><b> 潤滑油的選擇</b></p><p> 齒輪與軸承
66、用同種潤滑油較為便利,考慮到該裝置用于小型設備,選用L-AN15潤滑油。</p><p><b> 密封方法的選取</b></p><p> 選用凸緣式端蓋易于調(diào)整,采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實現(xiàn)密封。</p><p> 密封圈型號按所裝配軸的直徑確定為(F)B25-42-7-ACM,(F)B70-90-10-ACM。</p
67、><p> 軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。</p><p><b> 設計小結(jié)</b></p><p> 由于時間緊迫,所以這次的設計存在許多缺點,比如說箱體結(jié)構(gòu)龐大,重量也很大。齒輪的計算不夠精確等等缺陷,我相信,通過這次的實踐,能使我在以后的設計中避免很多不必要的工作,有能力設計出結(jié)構(gòu)更緊湊,傳動更穩(wěn)定精確的設備。</p
68、><p><b> 參考資料目錄</b></p><p> [1]《機械設計課程設計》,高等教育出版社,王昆,何小柏,汪信遠主編,1995年12月第一版;</p><p> [2]《機械設計(第七版)》,高等教育出版社,濮良貴,紀名剛主編,2001年7月第七版;</p><p> [3]《簡明機械設計手冊》,同濟大學
69、出版社,洪鐘德主編,2002年5月第一版;</p><p> [4]《減速器選用手冊》,化學工業(yè)出版社,周明衡主編,2002年6月第一版;</p><p> [5]《工程機械構(gòu)造圖冊》,機械工業(yè)出版社,劉希平主編</p><p> [6]《機械制圖(第四版)》,高等教育出版社,劉朝儒,彭福蔭,高治一編,2001年8月第四版;</p><p&
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