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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b> 說(shuō)明書(shū)</b></p><p> 設(shè)計(jì)題目:展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)</p><p><b> 學(xué)院:機(jī)電工程學(xué)院</b></p><p> 專業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化</p
2、><p> 班級(jí):機(jī)制10本一班</p><p><b> 設(shè)計(jì)者:xxx</b></p><p> 學(xué)號(hào):xxxxxxxx</p><p><b> 指導(dǎo)教師: xxx</b></p><p><b> 目 錄</b></p&g
3、t;<p> 一. 設(shè)計(jì)目的……………………………………………………………1</p><p> 二. 設(shè)計(jì)方案……………………………………………………………1</p><p> 三. 電機(jī)選擇……………………………………………………………2</p><p> 四. 裝置運(yùn)動(dòng)動(dòng)力參數(shù)計(jì)算……………………………………………3</p>
4、<p> 五.帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) …………………………………………………………4</p><p> 六.齒輪設(shè)計(jì) ……………………………………………………………7</p><p> 七.軸類零件設(shè)計(jì)………………………………………………………17</p><p> 八.軸承的壽命計(jì)算……………………………………………………26</p><
5、p> 九.潤(rùn)滑及密封類型選擇………………………………………………27</p><p> 十.減速器附件設(shè)計(jì)……………………………………………………27 </p><p> 設(shè)計(jì)心得 ………………………………………………………………31</p><p> 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………32</p><p&g
6、t;<b> 一. 設(shè)計(jì)目的</b></p><p> 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的二級(jí)圓柱齒輪減速器</p><p><b> 1.工作條件</b></p><p> 運(yùn)輸機(jī)載荷穩(wěn)定,連續(xù)單項(xiàng)運(yùn)轉(zhuǎn),工作時(shí)有輕微震動(dòng),使用期限為10年,每年工作300工作日,小批量生產(chǎn),單班工作制,運(yùn)輸帶速度允許誤差5% 。</p&
7、gt;<p><b> 2.原始數(shù)據(jù)</b></p><p><b> 如表1.1所示。</b></p><p><b> 表1.1: </b></p><p> 注:本次設(shè)計(jì)選擇A4進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p><b> 3.設(shè)計(jì)要求</
8、b></p><p> 1)減速器裝配圖一張(A1)。</p><p> 2)CAD繪制軸、齒輪零件圖各一張(A3)。</p><p> 3)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。</p><p><b> 二. 設(shè)計(jì)方案</b></p><p> 1.設(shè)計(jì)組成:傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。&l
9、t;/p><p> 2.特點(diǎn):齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱分布,故沿軸向載荷分布不均勻,要求軸有較大的剛度。</p><p> 3.確定傳動(dòng)方案:考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高,傳動(dòng)功率大,將V帶設(shè)置在高速級(jí)。</p><p> 其傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案示意圖如圖1所示。</p><p> 圖1傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖</p><p><b&
10、gt; 三.電動(dòng)機(jī)的選擇</b></p><p> 3.1 選擇電動(dòng)機(jī)的容量</p><p> 工作機(jī)有效功率P=,根據(jù)任務(wù)書(shū)所給數(shù)據(jù)F=2230N,V=0.85。則有:P===1.90KW</p><p> 從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)輸送帶之間的總效率為</p><p><b> =</b></p&g
11、t;<p> 式中,,,,分別為V帶傳動(dòng)效率, 滾動(dòng)軸承效率,齒輪傳動(dòng)效率,聯(lián)軸器效率,卷筒效率。據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》知=0.96,=0.99,=0.97,=0.99,=0.99,則有:</p><p><b> =0.96</b></p><p><b> =0.85</b></p><p> 所以電
12、動(dòng)機(jī)所需的工作功率為:</p><p> P===2.25KW </p><p><b> 取P=3.0KW</b></p><p> 3.2 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速</p><p> 按推薦的兩級(jí)同軸式圓柱直齒輪減速器傳動(dòng)比I齒=8~40和帶的傳動(dòng)比I=2~4,則系統(tǒng)的傳動(dòng)比范圍應(yīng)為:</p><
13、;p> I=II帶=(8~40)(2~4)=16~200</p><p><b> 工作機(jī)卷筒的轉(zhuǎn)速為</b></p><p><b> n==</b></p><p> 故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為</p><p> n=I=(16~200)46.4</p><p&
14、gt; =(742~9280)</p><p> 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min四種,根據(jù)設(shè)計(jì)要求,選電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速為1000r/min。查詢第二版《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》(孫德志,張偉華,鄧子龍主編)中表2-19-1Y系列(IP44)三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù),可確定電機(jī)的型號(hào)為Y132S-6,其滿載轉(zhuǎn)速為960r/min,額定功率為3.0k
15、W。</p><p> 四. 裝置運(yùn)動(dòng)動(dòng)力參數(shù)計(jì)算</p><p> 4.1 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比</p><p> 1.傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 :I=</p><p> 2.分配到各級(jí)傳動(dòng)比 </p><p> 因?yàn)镮a=I齒×I帶已知帶傳動(dòng)比的合理范圍為2~4,圓柱直齒輪傳動(dòng)比I齒=8~
16、40。故取V帶的傳動(dòng)比I01=2.07,則I==10分配減速器傳動(dòng)比,參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》(電子版),可分配齒輪傳動(dòng)比得高速級(jí)傳動(dòng)比,低速級(jí)傳動(dòng)比為。</p><p> 4.2 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算</p><p><b> 電動(dòng)機(jī):</b></p><p><b> 轉(zhuǎn)速:n=960</b></p&g
17、t;<p> 輸入功率:P=P=3.0kW</p><p> 輸出轉(zhuǎn)矩:T=9.55=9.55=3N</p><p><b> Ⅰ軸(高速軸):</b></p><p><b> 轉(zhuǎn)速:n=</b></p><p><b> 輸入功率:P1=P</b>&
18、lt;/p><p> 輸入轉(zhuǎn)矩:T1=9.55</p><p><b> ?、蜉S(中間軸):</b></p><p><b> 轉(zhuǎn)速:n=</b></p><p> 輸入功率:P=P=2.75kW</p><p> 輸入轉(zhuǎn)矩:T=9.55</p><p
19、><b> ?、筝S(低速軸):</b></p><p><b> 轉(zhuǎn)速:n=</b></p><p> 輸入功率:PP=2.64kW</p><p> 輸入轉(zhuǎn)矩:TN </p><p><b> 卷筒軸:</b></p><p><
20、;b> 轉(zhuǎn)速:n</b></p><p> 輸入功率:P=P =2.64=2.59kW</p><p><b> 輸入轉(zhuǎn)矩: N</b></p><p> 各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表4.1所示。</p><p><b> 表4.1:</b></p><p&g
21、t;<b> 五.帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)</b></p><p> 5.1 確定計(jì)算功率Pca</p><p> 據(jù)[2]表8-7查得工作情況系數(shù)KA=1.0。故有:</p><p><b> Pca=KAP</b></p><p> 5.2 選擇V帶帶型</p><p>
22、據(jù)P和n有[2]圖8-11選用A帶。</p><p> 5.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑d并驗(yàn)算帶速</p><p> ?。?) 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1有[2]表8-6和8-8,取小帶輪直徑dd1=100mm。</p><p> (2) 驗(yàn)算帶速v,有:</p><p><b> =5.02m/s</b></p
23、><p> 因?yàn)?.02m/s在5m/s~25m/s之間,故帶速合適。</p><p> ?。?)計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑dd2</p><p> 取dd2=200mm</p><p> 新的傳動(dòng)比I==2.0</p><p> 5.4 確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度L </p><p> (1)
24、據(jù)[2]式8-20初定中心距a=500mm</p><p> (2)計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度</p><p><b> =1476mm</b></p><p> 由[2]表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L=1400mm</p><p> ?。?)計(jì)算實(shí)際中心距</p><p><b> 462
25、mm</b></p><p><b> 中心局變動(dòng)范圍:</b></p><p> 5.5 驗(yàn)算小帶輪上的包角</p><p> 5.6 計(jì)算帶的根數(shù)z</p><p> ?。?)計(jì)算單根V帶的額定功率Pr</p><p> 由和r/min查[2]表8-4a得</p>
26、;<p><b> P=0.96kW</b></p><p> 據(jù)n=960,i=2.0和A型帶,查[2]8-4b得</p><p><b> P=0.11kW</b></p><p> 查[2]表8-5得K=0.96,KL=1.03,于是:</p><p> Pr =(P+
27、P)KLK</p><p> =(0.96+0.11)0.961.03 =1.06KW</p><p> ?。?)計(jì)算V帶根數(shù)z</p><p><b> 故取3根。</b></p><p> 5.7 計(jì)算單根V帶的初拉力最小值(F0)min</p><p> 由[2]表8-3得A型帶的單
28、位長(zhǎng)質(zhì)量q=0.1。所以</p><p><b> =162.30N</b></p><p> 應(yīng)使實(shí)際拉力F大于(F)</p><p> 5.8 計(jì)算壓軸力F</p><p><b> 壓軸力的最小值為:</b></p><p><b> ?。‵)=2(F
29、)</b></p><p> =23162.30.99=964.06N</p><p><b> 5.9 帶輪設(shè)計(jì)</b></p><p><b> ?。?)小帶輪設(shè)計(jì)</b></p><p> 由Y132S-6電動(dòng)機(jī)可知其軸伸直徑為d=38mm,故因小帶輪與其裝配,故小帶輪的軸孔
30、直徑d=38mm。由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》(電子版)可查得小帶輪結(jié)構(gòu)為實(shí)心輪。</p><p><b> (2)大帶輪設(shè)計(jì)</b></p><p> 大帶輪軸孔取28mm,由[4]P表14-18可知其結(jié)構(gòu)為腹板式。</p><p><b> 六.齒輪設(shè)計(jì)</b></p><p> 6.1高速級(jí)齒輪
31、設(shè)計(jì)</p><p> 1.選定齒輪類型,精度等級(jí),材料及模數(shù)</p><p> 1)按要求的傳動(dòng)方案,選用圓柱直齒輪傳動(dòng);</p><p> 2)運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器,速度不高,故用8級(jí)精度;(GB10095—88)</p><p> 3)材料的選擇。由[2]表10-1選擇小齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))硬度為240HBS,大齒輪的材料為
32、45鋼(正火)硬度為200HBS,兩者硬度差為40HBS;</p><p> 4)選小齒輪齒數(shù)為Z1=20,大齒輪齒數(shù)Z可由Z=×Z1得Z=80;</p><p> 2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p><b> 按公式:</b></p><p> ?。?)確定公式中各數(shù)值</p>&
33、lt;p> 1)試選K=1.3。</p><p> 2)由[2]表10-7選取齒寬系數(shù)=1。</p><p> 3)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩,由前面計(jì)算可知:</p><p><b> T=5.9N。</b></p><p> 4)由[2]表10-6查的材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8MP</p>
34、<p> 5)由[2]圖10-21d按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=580MP;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=560MP。</p><p> 6)由[2]式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。</p><p> N1=60n1jLh=60×464×1×(8×300×10)=6.68×108</p>&
35、lt;p> N2==1.67×108</p><p> 7)由[2]圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.93;</p><p><b> K=1.08。</b></p><p> 8)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。</p><p> 取失效概率為1,安全系數(shù)S=1,有</p><p
36、> []==0.93580=539.4MP</p><p> []==1.08560=604.8MP </p><p> (2) 計(jì)算確定小齒輪分度圓直徑d1t,代入[]中較小的值</p><p> 1)計(jì)算小齒輪的分度圓直徑d1t,由計(jì)算公式可得:</p><p><b> =58.2mm</b
37、></p><p><b> 2)計(jì)算圓周速度。</b></p><p> v==1.41m/s</p><p><b> 3)計(jì)算齒寬b</b></p><p> b==158.2=58.2mm</p><p><b> 4)計(jì)算模數(shù)與齒高<
38、/b></p><p><b> 模數(shù)</b></p><p><b> 齒高</b></p><p> 5) 計(jì)算齒寬與齒高之比</p><p> 6)計(jì)算載荷系數(shù)K。</p><p> 已知使用系數(shù)KA=1,據(jù)v=1.41,8級(jí)精度。由[2]圖10-8得K
39、=1.08。</p><p> 由[2]表10-4用插值法查得8級(jí)精度、小齒輪相對(duì)軸非對(duì)稱布置時(shí),K=1.46。</p><p> 由[2]圖10-13查得K=1.40。</p><p> 由[2]表10-3查得K=K=1。</p><p><b> 故載荷系數(shù):</b></p><p>
40、<b> K=KKKK</b></p><p> =1.08×1×1.46×1=1.58 </p><p> 7)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑:</p><p><b> 8)計(jì)算模數(shù)mn</b></p><p><b> mn=&l
41、t;/b></p><p> 3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p><b> 按公式:</b></p><p><b> ?。?)確定計(jì)算參數(shù)</b></p><p><b> 1)計(jì)算載荷系數(shù)。</b></p><p><b&g
42、t; K=KKKK=1</b></p><p><b> =1.37</b></p><p><b> 2)查取齒形系數(shù)</b></p><p> 由[2]表10-5查得Y=2.80,Y=2.22</p><p> 3)查取應(yīng)力校正系數(shù)</p><p>
43、 由[2]表10-5查得Y=1.55,Y=1.77</p><p> 4)由[2]圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極=330MP,大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=310MP</p><p> 5)由[2]圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)K=0.98,K=1.02</p><p> 6)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p> 取彎曲疲勞
44、安全系數(shù)S=1.4,則有:</p><p> []=231Mp </p><p> []=225.9MP </p><p> 7)計(jì)算大、小齒輪的 ,并加以比較</p><p> =0.01879 </p><p><b> ==0.01739
45、</b></p><p> 經(jīng)比較小齒輪的數(shù)值大。 </p><p><b> ?。?)設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b> m=1.97</b></p><p> 對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù),取 m =3.0
46、mm,已可滿足彎曲疲勞強(qiáng)度。于是有:</p><p><b> ==20.03</b></p><p> 取Z=20,則Z4×20=80</p><p> 取Z2=80,新的傳動(dòng)比I124.0</p><p><b> 4.幾何尺寸計(jì)算</b></p><p&g
47、t; ?。?)計(jì)算分度圓直徑</p><p><b> mm</b></p><p><b> (2)計(jì)算中心距</b></p><p><b> a=150.0mm</b></p><p><b> ?。?)計(jì)算齒輪寬度</b></p>
48、<p><b> b=</b></p><p> B=65mm,B=60mm</p><p> 5. 大小齒輪各參數(shù)見(jiàn)下表</p><p> 高速級(jí)齒輪相關(guān)參數(shù)(單位mm)如表6-1所示。</p><p><b> 表6-1:</b></p><p>
49、 6.2 低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) </p><p> 1.選定齒輪類型,精度等級(jí),材料及模數(shù)</p><p> 1)按要求的傳動(dòng)方案,選用圓柱直齒輪傳動(dòng);</p><p> 2)運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器,速度不高,故用8級(jí)精度;(GB10095—88)</p><p> 3)材料的選擇。由[2]表10-1選擇小齒輪材料為45(調(diào)質(zhì))硬度為240
50、HBS,大齒輪的材料為45鋼(正火)硬度為200HBS,兩者硬度差為40HBS;</p><p> 4)選小齒輪齒數(shù)為Z=20,大齒輪齒數(shù)Z可由Z=</p><p> 得Z=51.78,取52;</p><p> 2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p><b> 按公式:</b></p><
51、;p><b> d2.32</b></p><p> ?。?)確定公式中各數(shù)值</p><p> 1)試選K=1.3。</p><p> 2)由[2]表10-7選取齒寬系數(shù)=1。</p><p> 3)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩,由前面計(jì)算可知:</p><p><b> =2
52、.3N。</b></p><p> 4)由[2]表10-6查的材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8MP</p><p> 5)由[2]圖10-21d按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=580MP;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=560MP。</p><p> 6)由[2]式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。</p><p> N3=6
53、0n3jLh=60×116×1×(8×300×10)=1.67×108</p><p> N4==6.68×107</p><p> 7)由[2]圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.96;</p><p><b> K=1.16。</b></p><
54、;p> 8)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。</p><p> 取失效概率為1,安全系數(shù)S=1,有</p><p> []=0.96580=556.8MP</p><p> []=1.16560=649.6MP </p><p> (2) 計(jì)算確定小齒輪分度圓直徑d,代入[]中較小的值</p><
55、;p> 1)計(jì)算小齒輪的分度圓直徑d,由計(jì)算公式可得:</p><p> d2.32=89.6mm</p><p><b> 2)計(jì)算圓周速度。</b></p><p><b> v=0.54m/s</b></p><p><b> 3)計(jì)算齒寬b</b><
56、;/p><p> b==189.6=89.6mm</p><p><b> 4)計(jì)算模數(shù)與齒高</b></p><p><b> 模數(shù)</b></p><p> 齒高h(yuǎn)=2.25mt=2.25</p><p> 5) 計(jì)算齒寬與齒高之比</p><p
57、><b> =8.9</b></p><p> 6)計(jì)算載荷系數(shù)K。</p><p> 已知使用系數(shù)K=1,據(jù)v=0.54,8級(jí)精度。由[2]圖10-8得K=1.06.</p><p> 由[2]表10-4用插值法查得8級(jí)精度、小齒輪相對(duì)軸非對(duì)稱布置時(shí),K=1.47。</p><p> 由[2]圖10-1
58、3查得K=1.38.</p><p> 由[2]表10-3查得K=K=1</p><p><b> 故載荷系數(shù):</b></p><p><b> K=KKKK</b></p><p><b> =1=1.56</b></p><p> 7)按
59、實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑:</p><p> d=d=89.6 =95.2mm</p><p><b> 8)計(jì)算模數(shù)mn</b></p><p><b> mn=4.76mm</b></p><p> 3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p><
60、b> 按公式:</b></p><p><b> mn</b></p><p><b> ?。?)確定計(jì)算參數(shù)</b></p><p><b> 1)計(jì)算載荷系數(shù)。</b></p><p><b> K=KKKK=1</b><
61、;/p><p><b> =1.46</b></p><p><b> 2)查取齒形系數(shù)</b></p><p> 由[2]表10-5查得Y=2.80,Y=2.35</p><p> 3)查取應(yīng)力校正系數(shù)</p><p> 由[2]表10-5查得Y=1.55,Y=1.6
62、8</p><p> 4)由[2]圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極=330MP,大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=310MP</p><p> 5)由[2]圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)K=0.90,K=0.92</p><p> 6)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p> 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,則有:</p>
63、<p> []=212.1Mp </p><p> []=203.7MP </p><p> 7)計(jì)算大、小齒輪的 ,并加以比較</p><p> 0.02046 </p><p><b> 0.01938</b></p><p
64、> 經(jīng)比較,小齒輪的數(shù)值大。 </p><p><b> ?。?)設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b> m3.25mm</b></p><p> 對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù),取 m =5mm,已可滿足彎曲疲勞強(qiáng)度。 于是有:</p
65、><p><b> Z=17.9</b></p><p> 取Z=18,則Z2.5918=46.6取=47</p><p> 新的傳動(dòng)比I232.61</p><p><b> 4.幾何尺寸計(jì)算</b></p><p> ?。?)計(jì)算分度圓直徑</p>&l
66、t;p><b> ?。?)計(jì)算中心距</b></p><p><b> a162.5mm</b></p><p><b> ?。?)計(jì)算齒輪寬度</b></p><p><b> b90=90mm</b></p><p> B=95mm,B=9
67、0mm</p><p> 5. 低速級(jí)大小齒輪各參數(shù)如表6-2表所示。(單位mm)</p><p><b> 表6-2:</b></p><p><b> 七.軸類零件設(shè)計(jì)</b></p><p> 7.1 I軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p> 1.求軸上的功率,轉(zhuǎn)速
68、和轉(zhuǎn)矩</p><p> 由前面算得P1=2.88kW,n=464r/min,T1=5.9N</p><p> 2.求作用在齒輪上的力</p><p> 已知高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為d1=60mm</p><p> 而 F=1966.7N</p><p> Fr=F1966.7=715.8N</p
69、><p> 壓軸力F=964.06N</p><p> 3.初步確定軸的最小直徑</p><p> 現(xiàn)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理?yè)?jù)[2]表15-3,取A=110,于是得:</p><p><b> d=A20.2mm</b></p><p> 因?yàn)檩S上應(yīng)開(kāi)2個(gè)鍵槽,
70、所以軸徑應(yīng)增大5%-7%故d=21.4mm,又此段軸與大帶輪裝配,綜合考慮兩者要求取d=32mm,查[4]P表14-16知帶輪寬B=78mm故此段軸長(zhǎng)取76mm。</p><p><b> 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p> ?。?)擬定軸上零件的裝配方案</p><p> 通過(guò)分析比較,裝配示意圖如7-1所示。
71、 </p><p> 圖7-1 裝配示意圖 </p><p> ?。?)據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度</p><p> 1)I-II段是與帶輪連接的其d=32mm,L=76mm。</p><p> 2)II-III段用于安裝軸承端蓋,軸承端蓋的e=9.6mm(由減速器及軸
72、的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定)。根據(jù)軸承端蓋的拆卸及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑油的要求,取端蓋與I-II段右端的距離為38mm。故取L=58mm,因其右端面需制出一軸肩故取d=35mm。</p><p> 3)初選軸承,因?yàn)檩S承只承受徑向力,故選用深溝球軸承,參照工作要求并據(jù)d=35mm,由軸承目錄里初選6208號(hào)其尺寸為d=40mm80mm18mm故d=40mm。又右邊采用軸肩定位取=52mm所以L=106mm,=58mm,L=1
73、2mm</p><p> 4)取安裝齒輪段軸徑為d=46mm,齒輪左端與左軸承之間用套筒定位,已知齒輪寬度為60mm為是套筒端面可靠地壓緊齒輪,此軸段應(yīng)略短于齒輪寬度故取L=58mm。齒輪右邊Ⅶ-Ⅷ段為軸套定位,且繼續(xù)選用6208軸承,則此處d=40mm。取L=46mm</p><p> ?。?)軸上零件的周向定位</p><p> 齒輪、帶輪與軸之間的定位均采
74、用平鍵連接。皮帶輪用鍵按d由[2]表6-1查得平鍵截面b,鍵槽用鍵槽銑刀加工長(zhǎng)為70mm。同時(shí)為了保證帶輪與軸之間配合有良好的對(duì)中性,故選擇帶輪與軸之間的配合為,同樣齒輪與軸的連接用平鍵14,鍵槽用鍵槽銑刀加工長(zhǎng)為50mm,齒輪與軸之間的配合為。軸承與軸之間的周向定位是用過(guò)渡配合實(shí)現(xiàn)的,此處選軸的直徑尺寸公差為m6。</p><p> ?。?)確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p> 參
75、考[2]表15-2取軸端倒角為2.其他軸肩處圓覺(jué)角見(jiàn)圖。</p><p><b> 5.求軸上的載荷</b></p><p> 軸的受力、彎矩、扭矩圖如圖7-2所示。</p><p> 圖7-2 軸的受力、彎矩和扭矩圖</p><p> 現(xiàn)將計(jì)算出的各個(gè)截面的M,M 和M的值如下:</p><
76、;p> F=1304N F=1531N F=2617N F=632N</p><p> M=85428N </p><p> M=100264 </p><p><b> M=162935N</b></p><p><b> M==N</b></p>
77、<p> M=M=100264N</p><p><b> T=1.25N</b></p><p> 6.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p> 進(jìn)行校核時(shí),通常只校核危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度,從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面A是軸的危險(xiǎn)截面。則根據(jù)[2]式15-5及上面的數(shù)據(jù),取=0.6軸的計(jì)算應(yīng)力:</p
78、><p><b> =36.55MP</b></p><p> 前面選用軸的材料為45鋼,調(diào)制處理,由[2]表15-1</p><p> 查得[]=60Mp,,故安全。</p><p> 7.2 II軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p> 1.求軸上的功率,轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><
79、;p> 由前面的計(jì)算得P2=2.75KW,n=116,T=2.3N</p><p> 2.求作用在齒輪上的力</p><p> 已知中間軸大小齒輪的分度圓直徑為 d=240mm d=90mm</p><p> 而 F=1917N</p><p> F=F1917=698N</p><p><
80、b> 同理可解得:</b></p><p> F=4596N,F(xiàn)=F1673N</p><p> 3.初步確定軸的最小直徑</p><p> 現(xiàn)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理?yè)?jù)[2]表15-3,取A=110,于是得:</p><p><b> d=A31.6mm</b>&
81、lt;/p><p> 因?yàn)檩S上應(yīng)開(kāi)2個(gè)鍵槽,所以軸徑應(yīng)增大5%-7%故d=33.8mm,又此段軸與軸承裝配,故同時(shí)選取軸承,因?yàn)檩S承上只承受徑向力,故選用深溝球軸承,參照工作條件可選6207其尺寸為:d=35故d=35mm右端用套筒與齒輪定位,套筒長(zhǎng)度取24mm所以l=43mm </p><p><b> 4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p
82、> ?。?)擬定軸上零件的裝配方案通過(guò)分析比較,裝配示意圖如圖7-4所示。</p><p> 圖7-4 II軸裝配示意圖</p><p> (2)據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度</p><p> 1)II -III段為高速級(jí)大齒輪,由前面可知其寬度為60mm,為了使套筒端面與大齒輪可靠地壓緊此軸段應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度。故取l=58mm,d=41m
83、m。</p><p> 2)III-IV段為大小齒輪的軸向定位,此段軸長(zhǎng)度應(yīng)由同軸條件計(jì)算得l =18mm,d=48mm。 </p><p> 3)IV-V段為低速級(jí)小齒輪的軸向定位,由其寬度為90mm可取l=88mm,d=41mm</p><p> 4)V-VI段為軸承同樣選用深溝球軸承6207,左端用套筒與齒輪定位,取套筒長(zhǎng)度為24mm則 l
84、 =43mm d=35mm </p><p> ?。?)軸上零件的周向定位</p><p> 兩齒輪與軸之間的定位均采用平鍵連接。按d由[2]表6-1查得平鍵截面b,按d得平鍵截面b=12其與軸的配合均為。軸承與軸之間的周向定位是用過(guò)渡配合實(shí)現(xiàn)的,此處選軸的直徑尺寸公差為m6。</p><p> ?。?)確定軸上圓角和倒角尺寸&l
85、t;/p><p> 參考[2]表15-2取軸端倒角為2,各軸肩處圓覺(jué)角見(jiàn)圖。</p><p><b> 5.求軸上的載荷</b></p><p> 先作出軸上的受力圖以及軸的彎矩圖和扭矩圖如圖7-4?,F(xiàn)將計(jì)算出的各個(gè)截面的M,M 和M的值如下:</p><p> F=709N F=2634N F=3907N
86、 F=6958N</p><p> M=45862N </p><p> M=243512Nmm </p><p> M=-269467N</p><p> M=-630131N</p><p> M==278612N</p><p> M==672402N&
87、lt;/p><p><b> T=5.35N</b></p><p> 圖7-4 II軸的扭矩彎矩圖</p><p> 6.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p> 進(jìn)行校核時(shí),通常只校核危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度,從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面B和Ⅵ的右側(cè)是軸的危險(xiǎn)截面,對(duì)該軸進(jìn)行詳細(xì)校核,對(duì)于截面B則根據(jù)
88、[2]式15-5及上面的數(shù)據(jù),取=0.6,軸的計(jì)算應(yīng)力</p><p><b> =55.3MP</b></p><p> 前面選用軸的材料為45鋼,調(diào)制處理,由[2]表15-1查得[]=60Mp,。</p><p><b> 故該軸安全。</b></p><p> 7.3 III軸的設(shè)計(jì)計(jì)
89、算</p><p> 1.求軸上的功率,轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p> 由前面算得P=2.64KW,n=46.4r/min,T=5.4N</p><p> 2.求作用在齒輪上的力</p><p> 已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為 d=235mm</p><p> 而 F=4596N</p>&l
90、t;p> F=F45961673N</p><p> 3.初步確定軸的最小直徑</p><p> 現(xiàn)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理?yè)?jù)[2]表15-3,取A=110,于是得:</p><p><b> d=A42.3mm</b></p><p> 同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩T
91、=K查[2]表14-1取K=1.3.則:T</p><p> 按計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件查[1]P表2-14-1可選用LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器。其公稱轉(zhuǎn)矩為1250000N。半聯(lián)軸器孔徑d=45mm,故取d=45mm半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=112mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度l1=102mm。</p><p><b> 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p>
92、<p> ?。?)擬定軸上零件的裝配方案通過(guò)分析比較,裝配示意圖如圖7-5所示。</p><p> 圖7-5 III軸的裝配示意圖</p><p> ?。?)據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度</p><p> 1)為滿足半聯(lián)軸器的軸向定位,I-II右端需制出一軸肩故II-III段的直徑d=50mm;左端用軸端擋圈定位取軸端擋圈直徑D=50mm
93、。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)為102mm,為保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而不壓在軸上,故I-II段長(zhǎng)度應(yīng)比L略短一些,現(xiàn)取l=100mm。</p><p> 2)II-III段是固定軸承的軸承端蓋e=12mm。據(jù)d =50mm和方便拆裝可取l=95mm。 </p><p> 3)初選軸承,因?yàn)橹挥袕较蛄蔬x用深溝球軸承,參照工作要求d=55mm,由軸承目錄里初選6211號(hào)其尺寸
94、為d=55mm100mm21mm,l=21mm由于右邊是軸肩定位,d=60mm,l=82mm,d=65mmmm,l=12mm。</p><p> 4)取安裝齒輪段軸徑為d=60mm,已知齒輪寬為90mm取l=88mm。齒輪右邊Ⅶ-Ⅷ段為軸套定位,軸肩高h(yuǎn)=5mm則此處d=55mm。取l=47mm。</p><p> ?。?)軸上零件的周向定位</p><p>
95、齒輪,半聯(lián)軸器與軸之間的定位均采用平鍵連接。按d由[2]表6-1查得平鍵截面b鍵槽用鍵槽銑刀加工長(zhǎng)為90mm。選擇半聯(lián)軸器與軸之間的配合為。同樣齒輪與軸的連接用平鍵18鍵槽用鍵槽銑刀加工長(zhǎng)為80mm。齒輪與軸之間的配合為軸承與軸之間的周向定位是用過(guò)渡配合實(shí)現(xiàn)的,此處選軸的直徑尺寸公差為m6。</p><p> ?。?)確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p> 參考[2]表15-2取軸端倒
96、角為2,各軸肩處圓覺(jué)角見(jiàn)圖。</p><p><b> 5.求軸上的載荷</b></p><p> 先作出軸上的受力圖以及軸的彎矩圖和扭矩圖如圖7-6。</p><p> 現(xiàn)將計(jì)算出各個(gè)截面處的M,M和M的值如下:</p><p> F=12049N F=2465N F=3309N F=6772N</p&
97、gt;<p> M=-211990N M=582384N</p><p> M==620000N</p><p><b> T=1.76N</b></p><p> 圖7-6 III軸的扭矩圖和轉(zhuǎn)矩圖</p><p> 6.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p>
98、<p> 進(jìn)行校核時(shí),通常只校核危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度,從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面A是軸的危險(xiǎn)截面,則根據(jù)[2]式15-5及上面的數(shù)據(jù),取=0.6,軸的計(jì)算應(yīng)力</p><p><b> =23.9MP</b></p><p> 前面選用軸的材料為45鋼,調(diào)制處理,由[2]表15-1</p><p> 查得[]=60
99、Mp,,故安全。</p><p><b> 八.軸承的壽命計(jì)算</b></p><p> 8.1 I軸上的軸承6208壽命計(jì)算</p><p><b> 預(yù)期壽命:</b></p><p><b> 已知N,</b></p><p> 2967
100、0h>24000h</p><p> 故 I軸上的軸承6208在有效期限內(nèi)安全。</p><p> 8.2 II軸上軸承6207的壽命計(jì)算</p><p><b> 預(yù)期壽命:</b></p><p><b> 已知,</b></p><p> 91665h
101、>44800h</p><p> 故II軸上軸承6207在有效期限內(nèi)安全。</p><p> 8.3 Ⅲ軸上軸承6211的壽命計(jì)算</p><p><b> 預(yù)期壽命:</b></p><p><b> 已知</b></p><p> 1220000h>
102、;44800h</p><p> 故III軸上的軸承6214滿足要求。</p><p> 九.潤(rùn)滑及密封類型選擇</p><p><b> 9.1 潤(rùn)滑方式</b></p><p> 齒輪采用飛濺潤(rùn)滑,在箱體上的四個(gè)軸承采用脂潤(rùn)滑,在中間支撐上的兩個(gè)軸承采用油潤(rùn)滑。</p><p> 9
103、.2 密封類型的選擇</p><p> 1. 軸伸出端的密封</p><p> 軸伸出端的密封選擇毛氈圈式密封。</p><p> 2. 箱體結(jié)合面的密封</p><p> 箱蓋與箱座結(jié)合面上涂密封膠的方法實(shí)現(xiàn)密封。</p><p> 3. 軸承箱體內(nèi)、外側(cè)的密封</p><p>
104、(1)軸承箱體內(nèi)側(cè)采用擋油環(huán)密封。</p><p> ?。?)軸承箱體外側(cè)采用毛氈圈密封。</p><p><b> 十.減速器附件設(shè)計(jì)</b></p><p> 10.1 觀察孔及觀察孔蓋的選擇與設(shè)計(jì)</p><p> 觀察孔用來(lái)檢查傳動(dòng)零件的嚙合,潤(rùn)滑情況,并可由該孔向箱內(nèi)注入潤(rùn)滑油。平時(shí)觀察孔蓋用螺釘封住。
105、為防止污物進(jìn)入箱內(nèi)及潤(rùn)滑油滲漏,在蓋板與箱蓋之間加有紙質(zhì)封油墊片,油孔處還有慮油網(wǎng)。 查表[6]表15-3選觀察孔和觀察孔蓋的尺寸分別為和。</p><p> 10.2 油面指示裝置設(shè)計(jì)</p><p> 油面指示裝置采用油標(biāo)指示。</p><p> 10.3 通氣器的選擇</p><p> 通氣器用來(lái)排出熱膨脹,持氣壓平衡。查表
106、[6]表15-6選 型通氣帽。</p><p> 10.4 放油孔及螺塞的設(shè)計(jì)</p><p> 放油孔設(shè)置在箱座底部油池的最低處,箱座內(nèi)底面做成外傾斜面,在排油孔附近做成凹坑,以便能將污油放盡,排油孔平時(shí)用螺塞堵住。查表[6]表15-7選型外六角螺塞。</p><p> 10.5 起吊環(huán)的設(shè)計(jì)</p><p> 為裝卸和搬運(yùn)減速
107、器,在箱蓋上鑄出吊環(huán)用于吊起箱蓋。</p><p> 10.6 起蓋螺釘?shù)倪x擇</p><p> 為便于臺(tái)起上箱蓋,在上箱蓋外側(cè)凸緣上裝有1個(gè)啟蓋螺釘,直徑與箱體凸緣連接螺栓直徑相同。</p><p> 10.7 定位銷選擇</p><p> 為保證箱體軸承座孔的鏜孔精度和裝配精度,在精加工軸承座孔前,在箱體聯(lián)接凸緣長(zhǎng)度方向的兩端
108、,個(gè)裝配一個(gè)定位銷。采用圓錐銷,直徑是凸緣連接螺栓直徑的0.8倍。</p><p> 十一.主要尺寸及數(shù)據(jù)</p><p><b> 箱體尺寸:</b></p><p><b> 箱體壁厚=10mm</b></p><p><b> 箱蓋壁厚=8mm</b></p
109、><p> 箱座凸緣厚度b=15mm</p><p> 箱蓋凸緣厚度b=15mm</p><p> 箱座低凸緣厚度b=25mm</p><p> 地腳螺栓直徑d=24mm</p><p><b> 地腳螺栓數(shù)目n=4</b></p><p> 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d=
110、M16</p><p> 機(jī)座與機(jī)蓋聯(lián)接螺栓直徑d=M12</p><p> 聯(lián)接螺栓d的間距l(xiāng)=150mm</p><p> 軸承端蓋螺釘直徑d=M10</p><p> 窺視孔蓋螺釘直徑d=M8</p><p> 定位銷直徑d=10mm</p><p> d,d,d至外箱壁的距離
111、c=34mm,22mm,18mm</p><p> d,d至凸緣邊緣的距離c=28mm,16mm</p><p> 軸承旁凸臺(tái)半徑R=16mm</p><p> 凸臺(tái)高度根據(jù)低速軸承座外半徑確定</p><p> 外箱壁至軸承座端面距離L=70mm</p><p> 大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離=14mm</
112、p><p> 齒輪端面與內(nèi)箱壁距離=12mm</p><p> 箱蓋,箱座肋厚m=m=7mm</p><p> 軸承端蓋外徑D2:凸緣式端蓋:D+(5~5.5)d</p><p> 以上數(shù)據(jù)參考機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)</p><p><b> 傳動(dòng)比:</b></p><
113、p> 原始分配傳動(dòng)比:i=2.07 i=4.0 i=2.5</p><p> 修正后 : i=2.0 i=4.0 i=2.6</p><p> 各新的轉(zhuǎn)速 :n=</p><p><b> n=</b></p><p><b> 各軸的輸入效率:</b>
114、</p><p><b> KW</b></p><p><b> KW</b></p><p><b> KW</b></p><p><b> KW</b></p><p><b> 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩:<
115、/b></p><p><b> 設(shè)計(jì)心得:</b></p><p> 本學(xué)期的第15、16周是我們的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)周,在兩周的課程設(shè)計(jì)之中,我深刻地意識(shí)到了本次設(shè)計(jì)所需要我們掌握的專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐應(yīng)用技巧,是我在自己所學(xué)的專業(yè)領(lǐng)域變得更加成熟。</p><p> 在本次課程設(shè)計(jì)中,我綜合應(yīng)用了機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、互換性與技術(shù)測(cè)量、
116、理論力學(xué)和材料力學(xué),并且結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)和機(jī)械制圖等資料,對(duì)所要求設(shè)計(jì)的減速器的包括齒輪、軸、軸承的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和包括V型帶、原動(dòng)機(jī)、減速箱等外部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了尺寸、材料、大小、配合等方面的設(shè)計(jì),這不僅使我更加熟悉、了解了減速器的各結(jié)構(gòu)和零件的功能作用,也是我通過(guò)以一反三的方式對(duì)同類的裝備機(jī)器有了更加深刻的認(rèn)識(shí),同時(shí)也使我溫習(xí)了CAD繪圖和手工繪圖,并再次體會(huì)總結(jié)了兩者的不同。</p><p> 當(dāng)然
117、,在此次課程設(shè)計(jì)中,我也認(rèn)識(shí)到了自己在一些方面的不足和需要再努力的地方。其中最大的不足,我覺(jué)得是理論與實(shí)際應(yīng)用中的差距,雖然課堂上聽(tīng)懂了老師所講的要點(diǎn),但在實(shí)際設(shè)計(jì)中有不得不三番兩次的向課本求助、向同學(xué)求助。另外,還會(huì)對(duì)一些零件的尺寸、材料、裝配公差等方面的選擇猶豫,一些計(jì)算的精度不夠的問(wèn)題也會(huì)出現(xiàn),所以,在意識(shí)到了這些問(wèn)題之后,我也希望自己能夠彌補(bǔ)這些不足,經(jīng)過(guò)努力,使自己的不足之處成為自己長(zhǎng)處就是自己進(jìn)步的方式。</p>
118、<p> 此次課程設(shè)計(jì)使我學(xué)到很多,認(rèn)識(shí)了很多,也總結(jié)了很多,在今后的學(xué)習(xí)之中,我會(huì)更加重視理論與實(shí)踐的聯(lián)系,繼續(xù)提升自己的專業(yè)知識(shí)和應(yīng)用能力,我會(huì)更加努力,也相信自己會(huì)做的更好。</p><p><b> 參考文獻(xiàn):</b></p><p> [1]孫德志主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì), 科學(xué)出版社,2010)</p><p>
119、; [2]濮良貴主編.機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版), 高等教育出版社,2006)</p><p> [3]任金泉主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì), 西安交通大學(xué)出版社,2003)</p><p> [4]安琦主編.機(jī)械設(shè)計(jì), 科學(xué)出版社,2008)</p><p> [5]吳宗澤主編.機(jī)械課程設(shè)計(jì)手冊(cè)(第三版), 高等教育出版社,2006)</p><p&g
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