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文檔簡介
1、<p> 《機械設(shè)計課程設(shè)計》評閱書</p><p> 題目</p><p> 學生姓名張 凱學號200802012223</p><p> 指導教師評語及成績指導教師簽名:年 月 日</p><p> 答辯評語及成績答辯教師簽名:年 月 日</p><p> 教研室意見總成績:室主任簽名:
2、 年 月 日</p><p><b> 摘 要</b></p><p> 本次課程設(shè)計是設(shè)計一個二級減速器,根據(jù)設(shè)計要求確定傳動方案,通過比較所給的四種方案,選擇c方案,做為設(shè)計方案。設(shè)計過程根據(jù)所給輸出機的驅(qū)動卷筒的圓周力、帶速、卷筒直徑和傳動效率。確定所選電動機的功率,再確定電動機的轉(zhuǎn)速范圍,進而選出所需要的最佳電動機。計算總傳動比并分配
3、各級傳動比,計算各軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和各軸的輸入功率。對傳動件的設(shè)計,先設(shè)計齒輪,從高速機齒輪設(shè)計開始,根據(jù)功率要求、轉(zhuǎn)速、傳動比,及其其他要求,按齒輪的設(shè)計步驟設(shè)計,最后確定齒輪的齒數(shù),模數(shù),螺旋角等一系列參數(shù)。本次課程設(shè)計我采用的是斜齒輪,斜齒輪的優(yōu)點是,能提高齒輪嚙合的重合度,使齒輪傳動平穩(wěn),降低噪音,。提高齒根的彎曲強度,齒面的接觸疲勞強度,但是斜齒輪會產(chǎn)生軸向力,可采用推力軸承進行消除。之后設(shè)計齒輪的結(jié)構(gòu),按《機械設(shè)計》所講的那樣
4、設(shè)計,按同樣的方法對低速級進行設(shè)計,接下來對箱體進行大體設(shè)計,設(shè)計軸的過程中將完成對箱體的總體設(shè)計,設(shè)計軸主要確定軸的各段軸徑及其長度,在此設(shè)計過程中完成了對一些附加件的設(shè)計包括對軸承的初選,主要是根據(jù)軸的軸向及周向定位要求來選定,然后對軸進行強度校核,主要針對危險截面。這個過程包括一般強</p><p> 關(guān)鍵字:減速器 齒輪 軸 軸承 鍵 箱體</p>
5、<p><b> 目 錄</b></p><p><b> 摘 要I</b></p><p> 1 課程設(shè)計任務(wù)1</p><p> 1.1 課程設(shè)計的目的1</p><p> 1.2 課程設(shè)計要求1</p><p> 1.3 課程
6、設(shè)計的數(shù)據(jù)1</p><p> 2 設(shè)計方案擬定及說明2</p><p><b> 2.1 組成2</b></p><p><b> 2.2 特點2</b></p><p> 2.3 確定傳動方案2</p><p> 2.4. 選擇二級圓柱斜齒輪減速器(展
7、開式)2</p><p><b> 3 電動機選擇3</b></p><p> 3.1選擇電動機的類型3</p><p> 3.2 傳動裝置的總傳動比及其分配5</p><p> 3.3 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)5</p><p><b> 4 齒輪的設(shè)計7&l
8、t;/b></p><p><b> 5.軸的擬定20</b></p><p> 6、軸與滾動軸承的設(shè)計、校核計算22</p><p> 7.鍵的設(shè)計計算及校核26</p><p> 8.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計27</p><p><b> 結(jié) 論29</b
9、></p><p><b> 參考文獻30</b></p><p><b> 1 課程設(shè)計任務(wù)</b></p><p> 1.1 課程設(shè)計的目的</p><p> 該課程設(shè)計是繼《機械設(shè)計》課程后的一個重要實踐環(huán)節(jié),其主要目的是:</p><p> (1)綜
10、合運用機械設(shè)計課程和其他先修課程的知識,分析和解決機械設(shè)計問題,進一步鞏固和拓展所學的知識</p><p> ?。?)通過設(shè)計實踐,逐步樹立正確的設(shè)計思想,增強創(chuàng)新意識和競爭意識,熟悉掌握機械設(shè)計的一般規(guī)律,培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。</p><p> ?。?)通過設(shè)計計算、繪圖以及運用技術(shù)標準、規(guī)范、設(shè)計手冊等有關(guān)設(shè)計資料,進行全面的機械設(shè)計基本技能的能力的訓練。</p>
11、<p> 1.2 課程設(shè)計要求</p><p> 1.兩級減速器裝配圖一張(A1)</p><p> 2.零件工作圖兩張(A3)</p><p><b> 3.設(shè)計說明書一份</b></p><p> 1.3 課程設(shè)計的數(shù)據(jù)</p><p> 課程設(shè)計的題目是:帶式輸送機
12、減速系統(tǒng)設(shè)計</p><p> 工作條件:運輸機連續(xù)單向運轉(zhuǎn),有輕微振動,經(jīng)常滿載,空載起動, 兩班制工作,使用期限10年,輸送帶速度容許誤差為±5%。卷筒直徑D=380mm,帶速=2.1m/s, 帶式輸送機驅(qū)動卷筒的圓周力(牽引力)F=1.45KN</p><p> 2 設(shè)計方案擬定及說明</p><p><b> 2.1 組成</
13、b></p><p> 機器通常原動機、傳動裝置、工作機等三部分組成。傳動裝置位于原動機和工作機之間,用來傳遞運動和動力,并可以改變轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)矩的大小或改變運動形式,以適應工作機功能要求。</p><p><b> 2.2 特點</b></p><p> 齒輪相對于軸承不對稱分布,故沿軸向載荷分布不均勻,要求軸有較大的剛度。</
14、p><p> 2.3 確定傳動方案</p><p> 綜合比較帶式輸送機的四種傳動方案,下圖的傳動方案工作可靠、傳動效率高、維護方便、環(huán)境適應性好。</p><p> 2.4. 選擇二級圓柱齒輪減速器(展開式)</p><p> 圖2-1傳動裝置總體設(shè)計簡圖</p><p> 初步確定傳動系統(tǒng)總體方案如:傳動裝置
15、總體設(shè)計圖所示。</p><p><b> 3 電動機選擇</b></p><p> 3.1選擇電動機的類型</p><p> 電動機選擇包括選擇類型、結(jié)構(gòu)形式、容量(功率)和轉(zhuǎn)速,并確定型號。</p><p> 3.1.1電動機類型和結(jié)構(gòu)形式選擇</p><p> 工業(yè)上一般用三相交流
16、電源,無特殊要求一般應選三相交流異步電動機。最常用的電動機是Y系列籠型三相異步交流電動機。其效率高、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、價格低,使用與不易燃、不易爆,無腐蝕性氣體和無特殊要求的場合。由于啟動性能較好,頁適用于某些要求較高的啟動轉(zhuǎn)矩的機械。</p><p> 常用的是封閉式Y(jié)系列。</p><p> 3.1.2選擇電動機容量</p><p> 選擇電動
17、機容量就是合理確定電動機的額定功率。電動機容量主要由發(fā)熱條件而定。電動機發(fā)熱與工作情況有關(guān)。對于載荷不變或變化不大,且在常溫下長期連續(xù)運轉(zhuǎn)的電動機,只要其所需輸出功率不超過其額定功率,工作時就不會過熱,可不進行發(fā)熱計算。這類電動機按下述步驟確定:</p><p><b> 工作機所需功率</b></p><p> 工作機所需功率應由機器工作阻力和運動參數(shù)計算確定。
18、</p><p> 已知輸送帶速度(m/s)與卷筒直徑D(mm),則卷筒軸轉(zhuǎn)速nw為:</p><p> = r/min= ≈73r/min (3-1)</p><p> 已知帶式輸送機驅(qū)動卷筒的圓周力(牽引力)F(N)和輸送帶速(m/s),則卷筒軸所需功率為:</p><p> = kw=
19、 kw=3.045 kw (3-2)</p><p> 2)電動機的輸出功率</p><p> ——電動機至工作機主動軸之間的總效率,即:</p><p> = ≈0.89 (3-3)</p><p> 式中,正、、、、為電動機至卷筒之間的各傳動機構(gòu)和軸承的效率,由表
20、2-4查的其數(shù)值為:彈性聯(lián)軸器 =0.99、滾動軸承 =0.98、圓柱齒輪傳動 =0.97、卷筒軸承。</p><p> 電動機的輸出功率為:</p><p> = ≈3.045 kw (3-4)</p><p><b> 確定電動機額定功率</b></p><p>
21、; 根據(jù)計算出的功率可選定電動機的額定功率。應使等于或稍大于。故,按表20-1選取電動機額定功率=4 kw</p><p> 3.1.3電動機的轉(zhuǎn)速</p><p> 為了便于選擇電動機轉(zhuǎn)速,先推算電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍。由表3.1查的單級圓柱齒輪傳動比范圍=3─6,則電動機的轉(zhuǎn)速可選范圍為:</p><p> =656.1~2624.4r/min
22、 (3-5)</p><p> 可見同步轉(zhuǎn)速為1000r/min、1500r/min的電動機均符合。</p><p> 表3.1 方案對比表</p><p> 由表中數(shù)據(jù)可知方案二一傳動比合適,傳動裝置的結(jié)構(gòu)尺寸緊湊。因此,采用方案一,選定的型號為Y132M-6。</p><p> 3.1.4電動機的技術(shù)數(shù)
23、據(jù)和外形、安裝尺寸</p><p><b> 圖3-1</b></p><p> 表3.2 方案對比表</p><p> 由表20-1、表20-2查出Y132M1-6型電動機的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸,并列上表。</p><p> 3.2 傳動裝置的總傳動比及其分配</p><p>
24、 對于二級圓柱齒輪減速器,為使兩級的大齒輪有相近的浸油深度,高速級傳動比和低速級傳動比可按下列方法分配:</p><p><b> (3-6)</b></p><p><b> 總傳動比:</b></p><p><b> 所以,取,則: </b></p><p>
25、并且屬于速器傳動比的常數(shù)范圍。</p><p> 3.3 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)</p><p> 3.3.1 各軸轉(zhuǎn)速n(r/min)</p><p> 傳動裝置的各軸轉(zhuǎn)速為:</p><p> =960r/min (3-13)</p><p><b> ?。?
26、-14)</b></p><p><b> ?。?-15)</b></p><p> 3.3.2 各軸輸入功率P(kw)</p><p> 各軸輸入功率分別為:</p><p> =4kw (3-16)</p><p> =4×0.99
27、 kw=3.96kw (3-17)</p><p> =4×0.99×0.96×0.96×0.98kw=3.8kw (3-18)</p><p> ?。?×0.99×0.96×0.96×0.98×0.98kw=3.65kw (3-19)</p><p>
28、3.3.3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩T()</p><p> 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩分別為:</p><p><b> ?。?-21)</b></p><p><b> ?。?-22)</b></p><p><b> ?。?-23)</b></p><p> 表3.3
29、 方案對比表</p><p><b> 4 齒輪的設(shè)計</b></p><p> 本次課程設(shè)計我采用的是直齒輪,齒輪的優(yōu)點是,結(jié)構(gòu)簡單,價格便宜,容易獲取。設(shè)計齒輪的要求是:(1)高的彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度;(2)齒面由較高硬度、耐磨性;(3)輪齒芯部要有足夠的強度和韌度。故齒輪的設(shè)計按下述步驟:</p><p> 4.1高速級齒輪傳
30、動的設(shè)計計算</p><p> 1.選齒輪類型、材料、精度等級及齒數(shù)。</p><p> ?。?)選擇齒輪類型;考慮此減速器的功率及現(xiàn)場安裝的限制,故大小齒輪都選用硬齒面圓柱直齒輪。(2)選擇齒輪材料及熱處理;高速級小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)后表面高頻淬火,小齒輪齒面硬度為280HBS。大齒輪選用鋼調(diào)制,齒面硬度為240HBS</p><p> ?。?)選擇齒輪精度等級;按
31、GB/T10095-1998,選擇7級。</p><p> ?。?)選擇齒輪齒數(shù);、互為質(zhì)數(shù)(相嚙合齒對磨損均勻,傳動平穩(wěn)),閉式=20~40,硬齒面故取小齒輪齒數(shù)=24,大齒輪齒數(shù)==24×4.14=99.36,取=99。傳動比誤差 i=u==4.125=4.13Δi=0.36%5%,允許。</p><p> 2.按齒面接觸強度設(shè)計計算;</p>&
32、lt;p><b> (4-1)</b></p><p> ?。?)確定公式內(nèi)各參數(shù)的值:</p><p> ?、僭囘x載荷系數(shù)=1.3</p><p> 查課本圖10-30選取區(qū)域系數(shù) Z=2.433 </p><p> 由課本圖10-26查得齒輪端面重合度 </p><p>&l
33、t;b> 則</b></p><p> ?、谟烧n本公式10-13計算應力值環(huán)數(shù)</p><p> N=60nj =60×960×1×(2×8×300×10)h=2.7648×10h (4-2)</p><p> N=6.68 (4.14為齒數(shù)比,即4.14
34、=) (4-3)</p><p> ③查課本圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù):K=0.9 K=0.95</p><p> ?、懿檎n本表10-7查的齒輪的齒寬系數(shù)=1</p><p> ?、莶檎n本表10-6查得彈性影響系數(shù)=189.8</p><p> ?、薏檎n本圖10-21查得小齒輪的接觸疲勞強度極限=600MPa;大齒輪的接
35、觸疲勞強度極限=550MPa。</p><p> ⑦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,應用公式10-12得:</p><p> []==0.9×600MPa=540 (4-4)</p><p> []==0.95×550=522.5
36、(4-5)</p><p> 許用接觸應力 (4-6)</p><p> ?、郥=95.5×10×==3.94×10 (4-7)</p><p><b> (2)設(shè)計計算</b></p><p> ?、僭囁阈↓X輪的分度圓直徑d,由計算公式得:</p>
37、<p> =≈47.218mm (4-8)</p><p><b> ?、谟嬎銏A周速度。</b></p><p> 2.37m/s (4-9)</p><p> ?、塾嬎泯X寬b和模數(shù)。</p><p> 計算齒寬b: b==1×47.
38、218mm=47.218mm (4-10)</p><p> 計算摸數(shù)m: = (4-11)</p><p> ④計算齒寬與高之比。</p><p> 齒高h: h=2.25 =2.25×1.967mm=4.427 (4-12)</p><p> ≈10.
39、67 (4-13)</p><p><b> ?、萦嬎憧v向重合度。</b></p><p> =0.318=1.903 (4-14)</p><p><b> ?、抻嬎爿d荷系數(shù)K</b></p><p> a)查課本表10-2查得使用系數(shù)=1.25</
40、p><p> b)根據(jù),7級精度,(《互換性》表10-10); 查課本由圖10-8得動載系數(shù)K=1.11;查課本由表10-4得接觸疲勞強度計算用的齒向載荷分布系數(shù)K=1.426</p><p> c)查課本由表10-13得: K=1.35</p><p> 查課本由表10-3 得: K==1</p><p><b> 故載荷系數(shù)
41、:</b></p><p> K= K K K=1.25×1.08×1×1.418=1.914 (4-15)</p><p> ⑦按實際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑</p><p> d=d=47.28×=53.716 (4-16)</p><p>&l
42、t;b> ⑧計算模數(shù)</b></p><p> = (4-17)</p><p> 3.按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計</p><p> 由彎曲強度的設(shè)計公式</p><p> ≥ (4-18)</p><p> ?、糯_定公式內(nèi)各計算數(shù)值</p&g
43、t;<p><b> ?、儆嬎爿d荷系數(shù)K</b></p><p> K=KK=1.25×1.08×1×1.35=1.832 (4-19)</p><p><b> ② 螺旋角系數(shù)</b></p><p> 根據(jù)縱向重合度=1.8236,從課本圖10-28
44、查得螺旋角影響系數(shù)=0.88</p><p><b> ?、?#160;計算當量齒數(shù)</b></p><p><b> (4-20)</b></p><p><b> ?。?-21)</b></p><p> 查取齒形系數(shù)和應力校正系數(shù)</p><p&g
45、t; 查課本由表10-5得:</p><p> 齒形系數(shù)=2.65 =2.18 </p><p> 應力校正系數(shù)=1.58 =1.79 </p><p> ?、莨ぷ鲏勖鼉砂嘀?,10年,每年工作300天</p><p> 小齒輪應力循環(huán)次數(shù):N=2.7645×10h </p><
46、p> 大齒輪應力循環(huán)次數(shù): N= 0.6678×10h </p><p> 查課本由表10-20c得到彎曲疲勞強度極限 </p><p> 小齒輪
47、 大齒輪</p><p> ?、?#160;查課本由圖10-18得彎曲疲勞壽命系數(shù):K=0.85 K=0.88 </p><p> ?、哂嬎銖澢谠S用應力</p><p> 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4。</p><p> []= (4-22)</p><p> []=
48、 (4-23)</p><p> ⑧ 計算大、小齒輪的并加以比較</p><p><b> ?。?-24)</b></p><p><b> ?。?-25)</b></p><p> 大齒輪的數(shù)值大.所以選用大齒輪. </p
49、><p><b> ?、?設(shè)計計算</b></p><p><b> 計算模數(shù)</b></p><p><b> ?。?-26)</b></p><p> 對比計算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù),按GB/T1357-1987圓整為標
50、準模數(shù),取m=1.5mm,已可滿足彎曲疲勞。但為了同時滿足接觸疲勞強度,需要按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑46.256來計算應有的齒數(shù).于是由:</p><p> z==26.921 (4-26)</p><p> 取z=27,那么z=4.14×27=112. </p><p><b>
51、4. 幾何尺寸計算</b></p><p><b> 計算中心距 </b></p><p> a===139.02 (4-27)</p><p> 將中心距圓整為139</p><p> 計算大、小齒輪的分度圓直徑</p><p> d=
52、 (4-29)</p><p> d= (4-30)</p><p><b> 計算齒輪寬度</b></p><p> B= (4-31)</p><p><b> 圓整后取 </b></
53、p><p> 4.2低速級齒輪傳動的設(shè)計計算</p><p> 1.選齒輪類型、材料、精度等級及齒數(shù)。</p><p> ?。?)選擇齒輪類型;考慮此減速器的功率及現(xiàn)場安裝的限制,故大小齒輪都選用硬齒面圓柱直齒輪。</p><p> ?。?)選擇齒輪材料及熱處理;高速級小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)后表面高頻淬火,小齒輪齒面硬度為280HBS。大齒輪選用鋼
54、調(diào)制,齒面硬度為240HBS</p><p> ?。?)選擇齒輪精度等級;按GB/T10095-1998,選擇7級。</p><p> (4)選擇齒輪齒數(shù);、互為質(zhì)數(shù)(相嚙合齒對磨損均勻,傳動平穩(wěn)),閉式=20~40,硬齒面故取小齒輪齒數(shù)=24,大齒輪齒數(shù)==24×3.18=76.32,取=77。傳動比誤差 i=u===4.13Δi=0.185%5%,允許。<
55、/p><p> 2.按齒面接觸強度設(shè)計計算;</p><p><b> (4-1)</b></p><p> ?。?)確定公式內(nèi)各參數(shù)的值:</p><p> ?、僭囘x載荷系數(shù)=1.3</p><p> 查課本圖10-30選取區(qū)域系數(shù) Z=2.433 </p><p>
56、 由課本圖10-26查得齒輪端面重合度 </p><p><b> 則</b></p><p> ?、谟烧n本公式10-13計算應力值環(huán)數(shù)</p><p> N=60nj =60×231.88×1×(2×8×300×10)h=6.676×10h (4-2)</p
57、><p> N=2.099(3.18為齒數(shù)比,即3.18=) (4-3)</p><p> ?、鄄檎n本圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù):K=0.94 K=0.96</p><p> ?、懿檎n本表10-7查的齒輪的齒寬系數(shù)=1</p><p> ?、莶檎n本表10-6查得彈性影響系數(shù)=189.8</p><p>
58、⑥查課本圖10-21查得小齒輪的接觸疲勞強度極限=600MPa;大齒輪的接觸疲勞強度極限=550MPa。</p><p> ?、哂嬎憬佑|疲勞許用應力。</p><p> 取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,應用公式10-12得:</p><p> []==0.94×600MPa=564 (4-4)</p><p>
59、; []==0.96×550=528.5 (4-5)</p><p> 許用接觸應力 (4-6)</p><p> ?、郥=95.5×10×==1.56×10 (4-7)</p><p><b> (2)設(shè)計計算</b></p><p&
60、gt; ①試算小齒輪的分度圓直徑d,由計算公式得:</p><p> =≈75.567mm (4-8)</p><p><b> ②計算圓周速度。</b></p><p> 0.917 m/s (4-9)</p><p> ③計算齒寬b和模數(shù)。</p><p&g
61、t; 計算齒寬b: b==1×75.567mm=75.567mm (4-10)</p><p> 計算摸數(shù)m: = (4-11)</p><p> ?、苡嬎泯X寬與高之比。</p><p> 齒高h: h=2.25 =2.25×
62、3.149mm=7.084 (4-12)</p><p> =≈10.67 (4-13)</p><p><b> ?、萦嬎憧v向重合度。</b></p><p> =0.318=2.46 (4-14)</p><p><b> ?、抻嬎爿d荷系數(shù)K</b>
63、</p><p> a)查課本表10-2查得使用系數(shù)=1.25</p><p> b)根據(jù)≈0.917m/s ,7級精度,(《互換性》表10-10); 查課本由圖10-8得動載系數(shù)K=1.05;查課本由表10-4得接觸疲勞強度計算用的齒向載荷分布系數(shù)K=1.425</p><p> c)查課本由表10-13得: K=1.23</p><p&
64、gt; 查課本由表10-3 得: K==1</p><p><b> 故載荷系數(shù):</b></p><p> K= K K K=1.25×1.05×1×1.425=1.870(4-15)</p><p> ?、甙磳嶋H載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑</p><p> d=d=44.78
65、×=85.303 (4-16)</p><p><b> ?、嘤嬎隳?shù)</b></p><p> = (4-17)</p><p> 3.按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計</p><p> 由彎曲強度的設(shè)計公式</p><p> ≥
66、 (4-18)</p><p> ?、糯_定公式內(nèi)各計算數(shù)值</p><p><b> ?、儆嬎爿d荷系數(shù)K</b></p><p> K=KK=1.25×1.05×1×1.23=1.614 (4-17)</p><p><b> ② 螺旋角系數(shù)<
67、/b></p><p> 根據(jù)縱向重合度=1.8236,從課本圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)=0.88</p><p><b> ?、?#160;計算當量齒數(shù)</b></p><p> Z=25.134 </p><p> ?、苋↓X形系數(shù)和應力校正系數(shù)</p><p
68、> 查課本由表10-5得:</p><p> 齒形系數(shù)=2.65 =2.226</p><p> 應力校正系數(shù)=1.58=1.764</p><p> ⑤工作壽命兩班制,10年,每年工作300天</p><p> 小齒輪應力循環(huán)次數(shù):N=2.7648×10h </p><p> 大齒輪應力循
69、環(huán)次數(shù): N= 0.6678 ×10h </p><p> 查課本由表10-20c得到彎曲疲勞強度極限 </p><p> 小齒輪 大齒
70、輪</p><p> ?、?#160;查課本由圖10-18得彎曲疲勞壽命系數(shù):K=0.89 K=0.91 </p><p> ?、哂嬎銖澢谠S用應力</p><p> 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4。</p><p> []= (4-22)</p><p> []=
71、 (4-23)</p><p> ⑧ 計算大、小齒輪的并加以比較</p><p><b> (4-24)</b></p><p><b> ?。?-25)</b></p><p> 大齒輪的數(shù)值大.所以選用大齒輪. </p>
72、<p><b> ?、?設(shè)計計算</b></p><p> 計算模數(shù) </p><p><b> (4-26)</b></p><p> 對比計算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù),按GB/T1357-1987圓整為標準模數(shù),取m=2.5,已可
73、滿足彎曲疲勞。但為了同時滿足接觸疲勞強度,需要按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑85.303來計算應有的齒數(shù).于是由:</p><p> z==36.837 (4-26)</p><p> 取z=35,那么z=3.18×35= 112 . </p><p><b> 4. 幾何尺寸計算</b><
74、/p><p><b> ?、庞嬎阒行木?</b></p><p> a==183.75 (4-27)</p><p> 將中心距圓整為184</p><p> ?、朴嬎愦蟆⑿↓X輪的分度圓直徑</p><p> d= (4-
75、29)</p><p> d= (4-30)</p><p><b> 計算齒輪寬度</b></p><p> B= (4-31)</p><p><b> 圓整后取 </b></p><
76、p> ?、?材料:低速級小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì),齒面硬度為小齒輪 280HBS 取小齒齒數(shù)=35</p><p> 速級大齒輪選用鋼正火,齒面硬度為大齒輪 240HBS z= 圓整取z=112.</p><p><b> ?、?齒輪精度</b></p><p> 按GB/T10095-1998,選擇7級,齒根噴丸強化。
77、</p><p> ?、?按齒面接觸強度設(shè)計</p><p> 1. 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值</p><p><b> ?、僭囘xK=1.6</b></p><p> ②查課本由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)Z=2.45</p><p> ?、墼囘x,查課本由圖10-26查得</p>
78、<p> =0.83 =0.88 =0.83+0.88=1.71</p><p><b> 應力循環(huán)次數(shù)</b></p><p> N=60×n×j×L=60×193.24×1×(2×8×300×8)</p><p><b>
79、; =4.45×10 </b></p><p><b> N=1.91×10</b></p><p> 由課本圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)</p><p> K=0.94 K= 0.97 </p><p> 查課本由圖10-21d</
80、p><p> 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限,</p><p> 大齒輪的接觸疲勞強度極限</p><p> 取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,則接觸疲勞許用應力</p><p><b> []==</b></p><p> []==0.98×550/1=517</
81、p><p><b> [540.5</b></p><p> 查課本由表10-6查材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8MP</p><p> 選取齒寬系數(shù) </p><p> T=95.5×10×=95.5×10×2.90/193.24</p><p&
82、gt; =14.33×10N.m</p><p><b> =65.71</b></p><p> 2. 計算圓周速度</p><p><b> 0.665</b></p><p><b> 3. 計算齒寬</b></p><p&
83、gt; b=d=1×65.71=65.71</p><p> 4. 計算齒寬與齒高之比</p><p><b> 模數(shù) m= </b></p><p> 齒高 h=2.25×m=2.25×2.142=5.4621</p><p> =65.71/5.4621=12.03
84、</p><p> 5. 計算縱向重合度</p><p> 6. 計算載荷系數(shù)K</p><p> K=1.12+0.18(1+0.6+0.23×10×b</p><p> =1.12+0.18(1+0.6)+ 0.23×10×65.71=1.4231</p><p&
85、gt; 使用系數(shù)K=1 </p><p> 同高速齒輪的設(shè)計,查表選取各數(shù)值</p><p> =1.04 K=1.35 K=K=1.2</p><p><b> 故載荷系數(shù)</b></p><p> K==1×1.04×1.2×1.4231=1.776</p&
86、gt;<p> 7. 按實際載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑</p><p> d=d=65.71×</p><p><b> 計算模數(shù)</b></p><p> 3. 按齒根彎曲強度設(shè)計</p><p><b> m≥</b></p><p
87、> ?、宕_定公式內(nèi)各計算數(shù)值</p><p> (1) 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩=143.3kN·m</p><p> ?。?) 確定齒數(shù)z</p><p> 因為是硬齒面,故取z=30,z=i ×
88、z=2.33×30=69.9</p><p> 傳動比誤差 i=u=z/ z=69.9/30=2.33</p><p> Δi=0.032%5%,允許</p><p> ?。?) 初選齒寬系數(shù)</p><p> 按對稱布置,由表查得=1<
89、/p><p> ?。?) 初選螺旋角</p><p><b> 初定螺旋角=12</b></p><p> ?。?) 載荷系數(shù)K</p><p> K=K K K K=1×
90、1.04×1.2×1.35=1.6848</p><p> ?。?) 當量齒數(shù) </p><p> z=z/cos=30/ cos12=32.056 </p><p> z=z/cos=70/ cos12=74.797</p><p>
91、由課本表10-5查得齒形系數(shù)Y和應力修正系數(shù)Y</p><p> ?。?) 螺旋角系數(shù)Y</p><p> 軸向重合度 ==2.03</p><p> Y=1-=0.797</p><p> ?。?)
92、0; 計算大小齒輪的 </p><p> 查課本由圖10-20c得齒輪彎曲疲勞強度極限</p><p> 查課本由圖10-18得彎曲疲勞壽命系數(shù)</p><p> K=0.90 K=0.93 S=1.4</p><p><b> []=</b></p><p><b&
93、gt; []=</b></p><p> 計算大小齒輪的,并加以比較</p><p> 大齒輪的數(shù)值大,選用大齒輪的尺寸設(shè)計計算.</p><p><b> 計算模數(shù)</b></p><p> 對比計算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù),按GB/T1357-
94、1987圓整為標準模數(shù),取m=3mm但為了同時滿足接觸疲勞強度,需要按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d=72.91來計算應有的齒數(shù).</p><p> z==27.77 取z=30</p><p> z=2.33×30=69.9 取z=70</p><p> ?、?初算主要尺寸</p><p> 計算中心距 a
95、===102.234</p><p> 將中心距圓整為103 </p><p><b> 修正螺旋角</b></p><p><b> =arccos</b></p><p> 因值改變不多,故參數(shù),,等不必修正</p><p><b> 分度圓直徑<
96、;/b></p><p><b> d==61.34</b></p><p> d==143.12 </p><p><b> 計算齒輪寬度</b></p><p><b> 圓整后取 </b></p><p><b>
97、 5.軸的擬定</b></p><p> 5.1聯(lián)軸器的設(shè)計及選擇</p><p><b> 5.1.1類型選擇</b></p><p> 聯(lián)軸器的類型根據(jù)工作要求選定。聯(lián)接電動機與減速器高速軸的聯(lián)軸器,由于軸的轉(zhuǎn)速較高,一般應選用具有緩沖、吸振作用的彈性聯(lián)軸器,例如彈性套柱銷聯(lián)軸器,彈性柱銷聯(lián)軸器。減速器低速軸與工作機聯(lián)接用
98、的聯(lián)軸器,由于軸的轉(zhuǎn)速較低,傳遞的轉(zhuǎn)矩較大,又因為減速器軸與工作機軸之間往往有較大的軸線偏移,因此常選用剛性可移式聯(lián)軸器。</p><p> 5.1.2聯(lián)軸器的設(shè)計計算</p><p> 5.1.2.1高速軸的聯(lián)軸器的選擇</p><p> 已知=7.425kw =1440r/min =49242.1875N·mm;選取軸的材料為45鋼,調(diào)制處理
99、;查《機械設(shè)計課程設(shè)計》得電動機型號為Y132M-4的D=38mm。查課本表15-3,取=112,所以得高速軸的最小直徑處算為:</p><p> = (5-1)</p><p> 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩查課本,選取,所以轉(zhuǎn)矩為: </p><p><b> ?。?-2)</b></p>&l
100、t;p> 因為計算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩,所以查《機械設(shè)計課程設(shè)計》,選取HL3聯(lián)軸器型彈性套柱銷聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為160N·m。所以高速軸的最小直徑為30mm.</p><p> HL3聯(lián)軸器GB5014-85 主動端=38mm,Y型軸孔,L=82mm,A型鍵槽;</p><p> 從動端=30mm,Y型軸孔,L=82mm,A型鍵槽。</p>&l
101、t;p> 5.1.2.2低速軸的聯(lián)軸器的選擇</p><p> 已知=7.1302275kw =110r/min =619033.3875N·mm;選取軸的材料為45鋼,調(diào)制處理;查課本表15-3,取=112,所以得高速軸的最小直徑處算為:</p><p> = (5-3)</p><p> 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩查課本
102、,選取,所以轉(zhuǎn)矩為: </p><p><b> ?。?-4)</b></p><p> 因為計算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩,所以查《機械設(shè)計課程設(shè)計》,選取YLD11聯(lián)軸器型彈性套柱銷聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為1000N·m。所以低速軸的最小直徑為50mm.</p><p> YLD11 J50×84聯(lián)軸器GB5843-86
103、主動端=50mm,J型軸孔,L=84mm,A型鍵槽;</p><p> 從動端=50mm,J型軸孔,L=84mm,A型鍵槽。</p><p> 5.2初選滾動軸承的類型及軸的支承形式</p><p> 按照對軸系軸向位置的不同限定方法,軸的支承結(jié)構(gòu)可分為三種基本型式,即兩端固定支承,常用兩個安裝的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承,兩個軸承各限制軸載一個方向的軸向移動
104、;一端固定、一端游動支承,用于跨距較大且工作溫度較高的軸,其熱伸長量大;兩端游動支承,對于一對人字齒輪本身的相互軸向限位作用,它們的軸承內(nèi)外圈的軸向緊固應設(shè)計成只保證其中一根軸向相對機座由過頂?shù)妮S向位置,而另一根軸上的兩個軸承都必須是游動的以防止卡死或人字齒的兩側(cè)受力不均勻。</p><p> 普通齒輪減速器,其軸的支承跨距較小,常采用兩端固定支承。因為采用斜齒輪軸承同時受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列角接
105、觸球軸承,軸承內(nèi)圈在軸上可用軸肩或套筒作軸向定位,軸承外圈用軸承蓋作軸向固定。在設(shè)計時應注意留有適當?shù)妮S向間隙,以補充工作時軸的熱伸長量。對于可調(diào)間隙的角接觸球軸承,則可利用調(diào)整墊片或螺紋件來調(diào)整軸承游隙,以保證軸系的游動和軸承的正常運轉(zhuǎn)。</p><p><b> 5.3軸承蓋的結(jié)構(gòu)</b></p><p> 軸承蓋的作用是固定軸承、承受軸向載荷。密封軸承座孔、
106、調(diào)整軸系位置和軸承間隙等。采用凸緣式軸承蓋。</p><p> 5.4滾動軸承的潤滑與密封</p><p> 根據(jù)課本適用于脂潤滑和油潤滑的dn值界限(表值),因為采用角接觸球軸承所以本次設(shè)計軸承采用脂潤滑,為了防止軸承中的潤滑脂被箱內(nèi)齒輪嚙合時擠出的油沖刷、稀釋而流失,所以在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)置封油盤。在減速器的輸入軸與輸出軸的外伸端,應在軸承蓋的軸孔內(nèi)設(shè)置密封件。</p>&
107、lt;p> 5.5確定齒輪位置和箱體內(nèi)壁線</p><p> 箱座壁厚δ=10mm;△1=12mm;△2=10mm;△3=11mm; △4=12mm;△7=20mm;=50mm; =167mm; =267mm.</p><p> 6、軸與滾動軸承的設(shè)計、校核計算</p><p><b> 6.1低速軸的設(shè)計</b></p&g
108、t;<p> 1.已知=7.1302275kw =110r/min =619033.3875N·mm;選取軸的材料為45鋼,調(diào)制處理;軸的最小直徑是聯(lián)軸器的直徑,所以低速軸的最小直徑確定為50mm。</p><p> 2.求作用在齒輪上的力</p><p> 已知低速級大齒輪的分度圓直徑為=249.61</p><p> 而
109、 F= (6-1)</p><p> F= F (6-2)</p><p> F= Ftan=4960.003×tan14°11′3″N≈1253.635N (6-3)</p><p><b> 3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></
110、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> 為了滿足半聯(lián)軸器的要求的軸向定位要求,Ⅰ-Ⅱ軸段右端需要制出一軸肩,故?、?Ⅲ的直徑;左端用軸端擋圈定位,按軸端直徑取擋圈直徑半聯(lián)軸器與,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端上, 故Ⅰ-Ⅱ的長度應比 略短一些,現(xiàn)取</p><p> ?、诔醪竭x擇滾動軸承.因軸承同時受有徑向力和軸
111、向力的作用,故選用單列角接觸球軸承.參照工作要求并根據(jù),由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標準精度級的單列角接觸球軸承7312C型,其尺寸為,故;而 .</p><p> 右端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位.由手冊上查得7012C型軸承定位軸肩高度mm,</p><p> ?、?取安裝齒輪處的軸段;齒輪的右端與左軸承之間采用套筒定位.已知齒輪的寬度為75mm,為了使套筒端面可靠地
112、壓緊齒輪,此軸段應略短于輪轂寬度,故取. 齒輪的左端采用軸肩定位,軸肩高3.5,取.軸環(huán)寬度,取b=12mm. </p><p> ④ 軸承端蓋的總寬度為20mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定) .根據(jù)軸承端蓋的裝拆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.</p><p> ?、?取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離a=12.5,兩圓柱齒輪間
113、的距離△4=12mm.考慮到箱體的鑄造誤差,在確定滾動軸承位置時,應距箱體內(nèi)壁一段距離△3, △3=11mm;已知滾動軸承寬度B=31,</p><p> 高速齒輪輪轂長L=63,則</p><p> 至此,已初步確定了軸的各端直徑和長度。傳動軸總體設(shè)計結(jié)構(gòu)圖如圖6-1至圖6-3所示:</p><p> 圖6-1 低速軸</p><p&
114、gt;<b> 圖6-2 高速軸</b></p><p> 圖6-3 中間軸</p><p><b> 6.2中間軸的校核</b></p><p> 1.求作用在齒輪上的力</p><p> 已知中間軸大齒輪的分度圓直徑為=202.43 =78.39</p>&
115、lt;p> F=1986.6N =746.78N =512.87N</p><p> =4960.00N =1862.06N =1253.64N</p><p> 2.從軸的載荷分析圖可以判斷 危險截面在B處,現(xiàn)將計算出的截面B處的、、 的值列于下表</p><p> 表6.1 對照表</
116、p><p> 6. 按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應力校核軸的強度</p><p><b> 根據(jù):</b></p><p> ==MPa (6-4)</p><p> 前已選軸材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。</p><p> 查課本表15-1得[]=60MP ∵ 〈 [] ∴此軸合理安全<
117、;/p><p> 中間軸的載荷分析圖:</p><p> 7.鍵的設(shè)計計算及校核</p><p> ?、龠x擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸</p><p> 一般8級以上精度的尺寸的齒輪有定心精度要求,應用平鍵.</p><p> 根據(jù) 中間軸:①d=55mm ②d=55mm </p><
118、;p> 低速軸: d=63mm</p><p> 查課本表6-1?。褐虚g軸:①16X10X40 ② 16X10X70 </p><p> 低速軸:18X11X63</p><p><b> ?、谛:玩I聯(lián)接的強度</b></p><p> 查課本表表6-2得 []=110∽120MP取[]=11
119、0MPa</p><p> 鍵工作長度中間軸:① 40-16=24 ②70-16=54</p><p> 低速軸:50-20=30</p><p> ③鍵與輪轂鍵槽的接觸高度</p><p> 中間軸:① K=0.5 h=5 ②K=0.5 h=5</p><p><b> ?、?/p>
120、MPa<[]</b></p><p><b> ②MPa<[]</b></p><p> 低速軸:K=0.5 h=6</p><p><b> ?。糩]</b></p><p><b> 兩者都合適</b></p><p><b&
121、gt; 取鍵標記為:</b></p><p> 中間軸:①鍵2:16×40 A GB/T1096-79 ②鍵2:16×70 A GB/T1096-79</p><p> 低速軸:鍵3:18×63 A GB/T1096-79</p><p><b> 8.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計</b></p&g
122、t;<p> 減速器的箱體采用鑄造(HT200)制成,采用剖分式結(jié)構(gòu)</p><p> 1. 機體有足夠的剛度</p><p> 在機體為加肋,外輪廓為長方形,增強了軸承座剛度</p><p> 2. 考慮到機體內(nèi)零件的潤滑,密封散熱。</p><p> 因其傳動件速度小于12m/s,故采用侵油潤油,同時為了避
123、免油攪得沉渣濺起,齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH為40mm</p><p> 為保證機蓋與機座連接處密封,聯(lián)接凸緣應有足夠的寬度,聯(lián)接表面應精創(chuàng),其表面粗糙度為</p><p> 3. 機體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性.</p><p> 鑄件壁厚為10,圓角半徑為R=3。機體外型簡單,拔模方便.</p><p> 4. 對附件設(shè)計</p
124、><p> A 視孔蓋和窺視孔</p><p> 在機蓋頂部開有窺視孔,能看到 傳動零件齒合區(qū)的位置,并有足夠的空間,以便于能伸入進行操作,窺視孔有蓋板,機體上開窺視孔與凸緣一塊,有便于機械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強密封,蓋板用鑄鐵制成,用M6緊固</p><p><b> B 油螺塞:</b></p><p&g
125、t; 放油孔位于油池最底處,并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè),以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔處的機體外壁應凸起一塊,由機械加工成螺塞頭部的支承面,并加封油圈加以密封。</p><p><b> C 油標:</b></p><p> 油標位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。</p><p> 油尺安置的部位不能太低,以防油進
126、入油尺座孔而溢出.</p><p><b> D 通氣孔:</b></p><p> 由于減速器運轉(zhuǎn)時,機體內(nèi)溫度升高,氣壓增大,為便于排氣,在機蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器,以便達到體內(nèi)為壓力平衡.</p><p><b> E 蓋螺釘:</b></p><p> 啟蓋螺釘上的螺紋長度
127、要大于機蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。</p><p> 釘桿端部要做成圓柱形,以免破壞螺紋.</p><p><b> F 位銷:</b></p><p> 為保證剖分式機體的軸承座孔的加工及裝配精度,在機體聯(lián)結(jié)凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷,以提高定位精度.</p><p><b> G 吊鉤:</
128、b></p><p> 在機蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán),用以起吊或搬運較重的物體.</p><p> 減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸如表8-1所示:</p><p> 表8-1 減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸</p><p><b> 結(jié) 論</b></p><p> 這次關(guān)于帶式運輸機上的兩級展開式圓
129、柱斜齒輪減速器的課程設(shè)計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設(shè)計概念和設(shè)計過程的實踐考驗,對于提高我們機械設(shè)計的綜合素質(zhì)大有用處。通過三個星期的設(shè)計實踐,使我對機械設(shè)計有了更多的了解和認識.為我們以后的學習和工作打下了堅實的基礎(chǔ).</p><p> 機械設(shè)計是機械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當強的技術(shù)課程,它融《機械原理》、《機械設(shè)計》、《理論力學》、《材料力學》、《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》、《CAD實用軟件》、《機械
130、工程材料》、《機械設(shè)計手冊》等于一體。</p><p> 這次的課程設(shè)計,對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想;訓練綜合運用機械設(shè)計和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實際反系和解決工程實際問題的能力;鞏固、加深和擴展有關(guān)機械設(shè)計方面的知識等方面有重要的作用。</p><p> 在這次的課程設(shè)計過程中,綜合運用先修課程中所學的有關(guān)知識與技能,結(jié)合各個教學實踐環(huán)節(jié)進行機械課程的設(shè)計,一方面,逐步
131、提高了我們的理論水平、構(gòu)思能力、工程洞察力和判斷力,特別是提高了分析問題和解決問題的能力,為我們以后對專業(yè)產(chǎn)品和設(shè)備的設(shè)計打下了寬廣而堅實的基礎(chǔ)。</p><p> 本次設(shè)計得到了指導老師謝麗華老師的細心幫助和支持。衷心的感謝謝老師的指導和幫助。</p><p> 設(shè)計中還存在不少錯誤和缺點,需要繼續(xù)努力學習和掌握有關(guān)機械設(shè)計的知識,繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計習慣和思維從而提高設(shè)計實踐操作能力。&l
132、t;/p><p><b> 參考文獻</b></p><p> 1.濮良貴, 紀名剛, 《機械設(shè)計》 第八版 西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室編,高等教育出版社,2006</p><p> 2.葛文杰, 《機械原理》 第七版 西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室編, 高等教育出版社 2001</p><p> 3
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