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圓錐圓柱齒輪減速器(CAD裝配圖和零件圖).doc

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圓錐圓柱齒輪減速器(CAD裝配圖和零件圖).doc

課程設(shè)計(jì)目錄第1章 選擇電動(dòng)機(jī)和計(jì)算運(yùn)動(dòng)參數(shù)31.1 電動(dòng)機(jī)的選擇31.2 計(jì)算傳動(dòng)比:41.3 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速:41.4 計(jì)算各軸的輸入功率:51.5 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩5第2章 齒輪設(shè)計(jì)52.1 高速錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)52.2 低速級(jí)斜齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)13第3章 設(shè)計(jì)軸的尺寸并校核。193.1 軸材料選擇和最小直徑估算193.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)203.3 軸的校核243.3.1 高速軸243.3.2 中間軸273.3.3 低速軸30第4章 滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算344.1.1 輸入軸滾動(dòng)軸承計(jì)算344.1.2 中間軸滾動(dòng)軸承計(jì)算364.1.3 輸出軸滾動(dòng)軸承計(jì)算37第5章 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算395.1 輸入軸鍵計(jì)算395.2 中間軸鍵計(jì)算395.3 輸出軸鍵計(jì)算40第6章 聯(lián)軸器的選擇及校核406.1 在軸的計(jì)算中已選定聯(lián)軸器型號(hào)。406.2 聯(lián)軸器的校核41第7章 潤(rùn)滑與密封41第8章 設(shè)計(jì)主要尺寸及數(shù)據(jù)41第9章 設(shè)計(jì)小結(jié)43第10章 參考文獻(xiàn):43機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目:帶式運(yùn)輸機(jī)圓錐圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)內(nèi)容:(1)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(一份)(2)減速器裝配圖(1張)(3)減速器零件圖(不低于3張系統(tǒng)簡(jiǎn)圖:原始數(shù)據(jù):運(yùn)輸帶拉力 F=2400N,運(yùn)輸帶速度 ,滾筒直徑 D=315mm,使用年限5年 工作條件:連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),載荷較平穩(wěn),兩班制。環(huán)境最高溫度350C;允許運(yùn)輸帶速度誤差為5%,小批量生產(chǎn)。設(shè)計(jì)步驟:傳動(dòng)方案擬定由圖可知,該設(shè)備原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī),傳動(dòng)裝置為減速器,工作機(jī)為帶型運(yùn)輸設(shè)備。減速器為兩級(jí)展開(kāi)式圓錐圓柱齒輪的二級(jí)傳動(dòng),軸承初步選用圓錐滾子軸承。聯(lián)軸器2、8選用彈性柱銷聯(lián)軸器。第1章 選擇電動(dòng)機(jī)和計(jì)算運(yùn)動(dòng)參數(shù)1.1 電動(dòng)機(jī)的選擇1. 計(jì)算帶式運(yùn)輸機(jī)所需的功率:P=3.6kw2. 各機(jī)械傳動(dòng)效率的參數(shù)選擇:=0.99(彈性聯(lián)軸器), =0.98(圓錐滾子軸承),=0.96(圓錐齒輪傳動(dòng)),=0.97(圓柱齒輪傳動(dòng)),=0.96(卷筒).所以總傳動(dòng)效率:= = =0.8083. 計(jì)算電動(dòng)機(jī)的輸出功率:=kw4.4547kw4. 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速:查表選擇二級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比合理范圍 =825(華南理工大學(xué)出版社機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)第二版朱文堅(jiān) 黃平主編),工作機(jī)卷筒的轉(zhuǎn)速=90.95r/min ,所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為 。則電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速選擇可選為 750r/min,1000r/min,1500r/min??紤]電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、價(jià)格、及結(jié)構(gòu)緊湊和 滿足錐齒輪傳動(dòng)比關(guān)系(),故首先選擇1000r/min,電動(dòng)機(jī)選擇如表所示 表1型號(hào)額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)速r/min軸徑D/mm伸出長(zhǎng)E/mm啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y132M2-65.5960421102.02.01.2 計(jì)算傳動(dòng)比:2. 總傳動(dòng)比:3. 傳動(dòng)比的分配:,=<3,成立=41.3 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速: 軸 軸 軸 1.4 計(jì)算各軸的輸入功率: 軸 軸 軸 =4.1490.980.97=3.944kw 卷筒軸 1.5 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩故軸 4.387 軸 軸 卷筒軸 第2章 齒輪設(shè)計(jì)2.1 高速錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)(二) 選定高速級(jí)齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1. 按傳動(dòng)方案選用直齒圓錐齒輪傳動(dòng)2. 輸送機(jī)為一般工作機(jī)械,速度不高,故選用8級(jí)精度。3. 材料選擇 由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編著的教材 表101選擇小齒輪材料和大齒輪材料如下: 表 2齒輪型號(hào)材料牌號(hào)熱處理方法強(qiáng)度極限屈服極限硬度(HBS)平均硬度(HBS)齒芯部齒面部小齒輪45調(diào)質(zhì)處理650360217255240大齒輪45正火處理580290162217200二者硬度差約為40HBS。4. 選擇小齒輪齒數(shù)19,則:,取。實(shí)際齒比5. 確定當(dāng)量齒數(shù) , 。(三) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1. 確定公式內(nèi)的數(shù)值1) 試選載荷系數(shù)2) 教材表106查得材料彈性系數(shù)(大小齒輪均采用鍛鋼)3) 小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 4.3874) 錐齒輪傳動(dòng)齒寬系數(shù)。5) 教材1021d圖按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限;1021c圖按齒面硬度查得大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限。6) 按式(1013)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù);7) 查教材1019圖接觸疲勞壽命系數(shù),。8) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%,安全系數(shù)為S=1,則 = 2. 計(jì)算1) 計(jì)算小齒輪分度圓直徑(由于小齒輪更容易失效故按小齒輪設(shè)計(jì)) = =86.183 mm2) 計(jì)算圓周速度 3) 計(jì)算齒寬b及模數(shù) 39.654mm mm4) 齒高 5) 計(jì)算載荷系數(shù)K由教材102表查得:使用系數(shù)使用系數(shù)=1;根據(jù)v=3.68m/s 、8級(jí)精度按第一級(jí)精度,由108圖查得:動(dòng)載系數(shù)=1.22;由103表查得:齒間載荷分配系數(shù)=;取軸承系數(shù) =1.25,齒向載荷分布系數(shù)=所以:6) 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑 7) 就算模數(shù): mm(四) 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)m1. 確定計(jì)算參數(shù)1) 計(jì)算載荷2) 查取齒數(shù)系數(shù)及應(yīng)了校正系數(shù) 由教材105表得:, ; , 。3) 教材1020圖c按齒面硬度查得小齒輪的彎曲疲勞極限 ;教材1020圖b按齒面硬度查得大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 。4) 教材1018圖查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 。5) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4 。 6) 計(jì)算大小齒輪的并加以比較, = , ,大齒輪的數(shù)值大。2. 計(jì)算(按大齒輪) = =3.286mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞計(jì)算的模m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的模數(shù),又有齒輪模數(shù)m的大小要有彎曲強(qiáng)度覺(jué)定的承載能力,而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)。所以可取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.698 mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 mm(摘自機(jī)械原理教程第二版清華大學(xué)出版社 4.11 錐齒輪模數(shù)(摘自GB/T123681990),而按接觸強(qiáng)度算得分度圓直徑=104.046mm重新修正齒輪齒數(shù),,取整,則,為了使各個(gè)相嚙合齒對(duì)磨損均勻,傳動(dòng)平穩(wěn),一般應(yīng)互為質(zhì)數(shù)。故取整。則實(shí)際傳動(dòng)比,與原傳動(dòng)比相差1.2%,且在誤差范圍內(nèi)。(五) 計(jì)算大小齒輪的基本幾何尺寸1. 分度圓錐角:1) 小齒輪 2) 大齒輪 2. 分度圓直徑:1) 小齒輪 2) 大齒輪 3. 齒頂高 4. 齒根高 5. 齒頂圓直徑:1) 小齒輪 2) 大齒輪 6. 齒根圓直徑:1) 小齒輪 2) 大齒輪 7. 錐距 8. 齒寬 ,(取整)b=45mm。則:圓整后小齒寬 ,大齒寬 。9. 當(dāng)量齒數(shù) ,10. 分度圓齒厚 11. 修正計(jì)算結(jié)果:1) 由教材105表查得:, ; , 。2) ,再根據(jù)8級(jí)精度按教材108圖查得:動(dòng)載系數(shù)=1.25;由103表查得:齒間載荷分配系數(shù)=;取軸承系數(shù) =1.25,齒向載荷分布系數(shù)=3)4) 校核分度圓直徑 = =98.7805) = , ,大齒輪的數(shù)值大,按大齒輪校核。6) = =3.08mm實(shí)際,均大于計(jì)算的要求值,故齒輪的強(qiáng)度足夠。 (六) 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小齒輪1由于直徑小,采用實(shí)體結(jié)構(gòu);大齒輪2采用孔板式結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)尺寸按經(jīng)驗(yàn)公式和后續(xù)設(shè)計(jì)的中間軸配合段直徑計(jì)算,見(jiàn)下表;大齒輪2結(jié)構(gòu)草圖如圖。高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的尺寸見(jiàn)表 大錐齒輪結(jié)構(gòu) 草圖表3 大錐齒輪結(jié)構(gòu)尺寸 名稱結(jié)構(gòu)尺寸及經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算值錐角錐距R149.520mm輪緣厚度16mm 大端齒頂圓直徑283.511mm榖空直徑D由軸設(shè)計(jì)而定50mm輪轂直徑80mm輪轂寬度L 取55mm腹板最大直徑由結(jié)構(gòu)確定188mm板孔分布圓直徑134mm板孔直徑由結(jié)構(gòu)確定24mm腹板厚度18mm 表4 高速級(jí)錐齒輪傳動(dòng)尺寸名稱計(jì)算公式計(jì)算值法面模數(shù)5 mm錐角齒數(shù)2156傳動(dòng)比2.667分度圓直徑105mm280mm齒頂圓直徑 114.363mm283.511mm齒根圓直徑93.764mm275.787mm錐距 149.520mm齒寬45mm45mm2.2 低速級(jí)斜齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)(七) 選定齒輪類型精度等級(jí)材料及齒數(shù)1. 按傳動(dòng)方案選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2. 經(jīng)一級(jí)減速后二級(jí)速度不高,故用8級(jí)精度。3. 齒輪材料及熱處理小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì),平均硬度為240HBS,大齒輪材料為45剛正火,平均硬度為200HBS,二者材料硬度差為40HBS。4. 齒數(shù)選擇 選小齒輪齒數(shù),根據(jù)傳動(dòng)比,則大齒輪齒數(shù),取=76。 實(shí)際傳動(dòng)比5. 選取螺旋角。初選螺旋角=14。(二) 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)1. 確定各參數(shù)的值:1) 試選載荷系數(shù)=1.32) 計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩。 3) 查課本表10-7選取齒寬系數(shù)。4) 查課本表10-6得材料的彈性影響系數(shù)。5) 教材1021d圖按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限;1021c圖按齒面硬度查得大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限。6) 按式(1013)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)7) ;8) 查教材1019圖接觸疲勞壽命系數(shù),。9) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%,安全系數(shù)為S=1,則 = =<1.2310) 查課本圖10-30 選取區(qū)域系數(shù) Z=2.433。11) 查課本圖10-26 得,則=0.754+0.886=1.64 。2. 計(jì)算1) 試算小齒輪分度圓直徑d,由計(jì)算公式得 =59.506mm2) 計(jì)算圓周速度 3) 計(jì)算齒寬b和模數(shù) b= =4) 齒高 =5) 計(jì)算縱向重合度 6) 計(jì)算載荷系數(shù)K 已知使用系數(shù),根據(jù)v=1.13m/s,8級(jí)精度,查課本圖10-8得動(dòng)載系數(shù);查課本表10-4得K=1.454;查課本圖10-13得K=1.388;查課本表10-3得。 故載荷系數(shù) 7) 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 8) 計(jì)算模數(shù)=(三) 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)1. 確定計(jì)算參數(shù)1) 計(jì)算載荷系數(shù) 2) 小齒輪傳遞的扭矩3) 根據(jù)縱向重合度,查課本圖10-28得螺旋角影響系數(shù)=0.88。4) 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 5) 查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù) 查課本表10-5得。6) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 查課本圖10-20c得齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限。 查課本圖10-18得彎曲疲勞壽命系數(shù)。 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,則 7) 計(jì)算大小齒輪的并加以比較 大齒輪的數(shù)值大,選用大齒輪。2. 設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù),又有齒輪模數(shù)m的大小要有彎曲強(qiáng)度覺(jué)定的承載能力,而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān),所以可取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)(摘自機(jī)械原理教程第二版清華大學(xué)出版社 4.3 標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)(摘自GB/T13571987),而按接觸強(qiáng)度算得分度圓直徑=67.340mm重新修正齒輪齒數(shù), ,取整,則實(shí)際傳動(dòng),與原分配傳動(dòng)比4一致。3. 幾何尺寸計(jì)算1) 計(jì)算中心距 將中心距圓整為170mm。2) 按圓整后的中心距修正螺旋角=arccos因值改變不多,故參數(shù),等不必修正。3) 計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑4) 計(jì)算齒輪寬度 圓整后取b=68mm小齒輪,大齒輪4. 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小齒輪3由于直徑小,采用齒輪軸結(jié)構(gòu);大齒輪5采用孔板式結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)尺寸按經(jīng)驗(yàn)公式和后續(xù)設(shè)計(jì)的中間軸配合段直徑計(jì)算,大斜齒圓柱齒輪見(jiàn)下表5;大齒輪4結(jié)構(gòu)草圖如上圖。低速級(jí)圓柱斜齒輪傳動(dòng)尺寸見(jiàn)下表。 大斜齒輪結(jié)構(gòu)草圖 表5 斜齒大圓柱齒輪結(jié)構(gòu)尺寸名稱結(jié)構(gòu)尺寸經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式計(jì)算值榖空直徑d由軸設(shè)計(jì)而定d=d軸70mm輪轂直徑112mm輪轂寬度L70mm(取為與齒寬相等)腹板最大直徑240mm板孔分布圓直徑176mm板孔直徑(3244.8)mm腹板厚度C18mm表6 低速級(jí)圓柱斜齒輪傳動(dòng)尺寸名稱計(jì)算公式計(jì)算值法面模數(shù)3mm法面壓力角螺旋角齒數(shù)2288傳動(dòng)比4分度圓直徑68mm272mm齒頂圓直徑74mm278mm齒根圓直徑60.5mm264.5mm中心距 170mm齒寬74mm70mm第3章 設(shè)計(jì)軸的尺寸并校核。3.1 軸材料選擇和最小直徑估算 軸采用材料45鋼,進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。則許用應(yīng)力確定的系數(shù)103,取高速軸 ,中間軸,低速軸。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初定該軸的最小直徑 ,即: 。當(dāng)軸段截面處有一個(gè)鍵槽,就將計(jì)數(shù)值加大5%7%,當(dāng)兩個(gè)鍵槽時(shí)將數(shù)值增大到10%15%。1. 高速軸:,因高速軸安裝聯(lián)軸器有一鍵槽,則:22.41mm。對(duì)于連接電動(dòng)機(jī)和減速器高速軸的聯(lián)軸器,為了減少啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩,其聯(lián)軸器應(yīng)具有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和良好的減震性能,故采用LX型彈性柱銷聯(lián)軸器(GB/T50142003)。1) 聯(lián)軸器傳遞的名義轉(zhuǎn)矩=9550計(jì)算轉(zhuǎn)矩 (K為帶式運(yùn)輸機(jī)工作系數(shù),K=1.251.5, 取K=1.5 )。2) 根據(jù)步驟1、2 和電機(jī)直徑d電機(jī)= 42 mm,則選取LX3型聯(lián)軸器。其中:公稱轉(zhuǎn)矩,聯(lián)軸器孔直徑 d=(30、32、35、38、40、42、45、48)滿足電機(jī)直徑d電機(jī)= 42 mm。3) 確定軸的最小直徑。根據(jù)d軸=(0.81.2)d電機(jī),所以。取2. 中間軸:考慮該處軸徑尺寸應(yīng)大于高速級(jí)軸頸處直徑,取 。3. 低速軸:。考慮該處有一聯(lián)軸器有一個(gè)鍵槽,則:,取整:。3.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)軸上零件的結(jié)構(gòu)、定位、裝配關(guān)系、軸向?qū)挾燃傲慵g的相對(duì)位置等要求,參考表4-1、圖4-24(機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)第3版哈爾濱理工大學(xué)出版社),初步設(shè)計(jì)軸草圖如下3.2.1 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 高速軸軸系的結(jié)構(gòu)如圖上圖所示。1)軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為方便軸承部件的裝拆,減速器的機(jī)體采用剖分式結(jié)構(gòu),該減速器發(fā)熱小,軸不長(zhǎng),故 軸承采用兩端固定方式。按軸上零件的安裝順序,從最細(xì)處開(kāi)始設(shè)計(jì)。(2) 聯(lián)軸器與軸段 軸段 上安裝聯(lián)軸器,此段設(shè)計(jì)應(yīng)與聯(lián)軸器的選擇設(shè)計(jì)同步進(jìn)行。為補(bǔ)償聯(lián)軸器所聯(lián)接兩軸的安裝誤差,隔離振動(dòng),選用彈性柱銷聯(lián)軸器。由表查得GB/T5014-2003中的LX3型聯(lián)軸器符合要求:公稱轉(zhuǎn)矩為1250Nmm,許用轉(zhuǎn)速4700r/min,軸孔范圍為3048mm??紤]到d1>33.6mm,取聯(lián)軸器孔直徑為35mm,軸孔長(zhǎng)度L聯(lián)=82mm,Y型軸孔,A型鍵,聯(lián)軸器從動(dòng)端代號(hào)LX3 33*82GB/T50142003,相應(yīng)的軸段 的直徑d1=35mm。其長(zhǎng)度略小于孔寬度,取L1=80mm半聯(lián)軸器與軸的配合為。(3)軸承與軸段和的設(shè)計(jì) 在確定軸段的軸徑時(shí),應(yīng)考慮聯(lián)軸器的軸向固定及密封圈的尺寸。 若聯(lián)軸器采用軸肩定位,其值最終由密封圈確定該處軸的圓周速度均小于3m/s,可選用氈圈油封,查表初選氈圈??紤]該軸為懸臂梁,且有軸向力的作用,選用圓錐滾子軸承,初選軸承33010,由表得軸承內(nèi)徑d=50mm,外徑D=90mm,寬度B=20mm,內(nèi)圈定位直徑da=58mm,軸上力作用點(diǎn)與外圈大端面的距離故d3=50mm,聯(lián)軸器定位軸套頂?shù)捷S承內(nèi)圈端面,則該處軸段長(zhǎng)度應(yīng)略短于軸承內(nèi)圈寬度,取L3=24mm。該減速器錐齒輪的圓周速度大于2m/s,故軸承采用油潤(rùn)滑,由齒輪將油甩到導(dǎo)油溝內(nèi)流入軸承座中。通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同的型號(hào),則d5=50mm,其右側(cè)為齒輪1的定位軸套,為保證套筒能夠頂?shù)捷S承內(nèi)圈右端面,該處軸段長(zhǎng)度應(yīng)比軸承內(nèi)圈寬度略短,故取L5=24mm,軸的配合為公差為k6。(4)由箱體結(jié)構(gòu),軸承端,裝配關(guān)系,取端蓋外端面與聯(lián)軸面間距L=30,故去L2 =45mm,又根據(jù)大帶輪的軸間定位要求以及密封圈標(biāo)準(zhǔn),取d2 =40mm。(5)齒輪與軸段的設(shè)計(jì),軸段上安裝齒輪,小錐齒輪處的軸段采用懸臂結(jié)構(gòu),d6 =40mm,L6 =63mm。選用普通平鍵14 9 45mm,小錐齒輪與軸的配合為。(6)因?yàn)閐4 為軸環(huán)段,應(yīng)大于d3 ,所以取d4 =60mm,又因?yàn)檠b配關(guān)系箱體結(jié)構(gòu)確定L4 =110mm。列表軸段dL135mm80mm240mm40mm350mm24mm460mm110mm550mm24mm640mm63mm3.2.2 中間軸直徑長(zhǎng)度確定(1) 軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為方便軸承部件的裝拆,減速器的機(jī)體采用剖分式結(jié)構(gòu),該減速器發(fā)熱小,軸不長(zhǎng),故 軸承采用兩端固定方式。按軸上零件的安裝順序,從最細(xì)處開(kāi)始設(shè)計(jì)(2) 軸段及軸段的設(shè)計(jì) 該軸段上安裝軸承,此段設(shè)計(jì)應(yīng)與軸承的選擇設(shè)計(jì)同步進(jìn)行??紤]到齒輪上作用較大的軸向力和圓周力,選用圓錐滾子軸承。軸段及軸段上安裝軸承,其直徑應(yīng)既便于軸承安裝,又符合軸承內(nèi)徑系列。根據(jù)dmin=45mm,取軸承30209,由表得軸承內(nèi)徑d=45mm,外徑D=85mm,寬度B=19mm,故d1=45mm,=42mm。通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同的型號(hào),則d5=45mm,=40mm。軸的配合為公差為m6。齒輪軸段與軸段的設(shè)計(jì) 軸段上安裝齒輪3,軸段上安裝齒輪2。為于 齒輪的安裝,d2和d4應(yīng)略大于d1和d5,選 d2=50mm,d5 =60mm。由于齒輪的直徑比較小,采用齒輪軸,其右端采用軸肩定位,左端采用套筒固定,齒輪2輪廓的寬度范圍為(1.21.5)d4=7290mm,取其輪轂寬度,其左端采用軸肩定位,右端采用套筒固定。為使套筒端面能夠頂?shù)烬X輪端面,軸段長(zhǎng)度應(yīng)比齒輪2的輪轂略短,故L2 =55mm。選用普通平鍵14 9 45mm大錐齒輪與軸的配合為。軸段的設(shè)計(jì) 該段位中間軸上的兩個(gè)齒輪提供定位,其軸肩高度范圍為(0.070.1)d2=3.55mm,所以可得d3 =57mm,=20mm。 軸段dL145mm42mm250mm53mm357mm20mm474mm74mm545mm40mm3.2.3 輸出軸長(zhǎng)度、直徑設(shè)置。(1)軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為方便軸承部件的裝拆,減速器的機(jī)體采用剖分式結(jié)構(gòu),該減速器發(fā)熱小,軸不長(zhǎng),故 軸承采用兩端固定方式。按軸上零件的安裝順序,從最細(xì)處開(kāi)始設(shè)計(jì)。(2)由表查得GB/T5014-2003中的LX3型聯(lián)軸器符合要求:公稱轉(zhuǎn)矩為1250Nmm,許用轉(zhuǎn)速4750r/min,軸孔范圍為3048mm。取聯(lián)軸器孔直徑為45mm,軸孔長(zhǎng)度L聯(lián)=112mm,J1型軸孔,A型鍵,聯(lián)軸器從動(dòng)端代號(hào)為L(zhǎng)X3 45*84GB/T50142003,相應(yīng)的軸段 的直徑d1=45mm。其長(zhǎng)度略小于孔寬度,取L1=82mm。,半聯(lián)軸器與軸的配合為。(3) 密封圈與軸段的設(shè)計(jì) 在確定軸段的軸徑時(shí),應(yīng)考慮聯(lián)軸器的軸向固定及密封圈的尺寸。 若聯(lián)軸器采用軸肩定位,軸肩高度h=(0.070.1)d1=(0.070.1)*45mm=3.154.5mm。軸段的軸徑d2=d1+2*(3.154.5)mm,其值最終由密封圈確定。該處軸的圓周速度均小于3m/s,可選用氈圈油封,取 d2=50mm,=40mm。(4) 軸承與軸段和軸段的設(shè)計(jì) 考慮齒輪油軸向力存在,但此處軸徑較大,選用角接觸球軸承。軸段上安裝軸承,其直徑應(yīng)既便于安裝,又符合軸承內(nèi)徑系列。現(xiàn)取軸承為30211 由表得軸承內(nèi)徑d=50mm,外徑D=100mm,寬度B=21mm。所以取d3 =55mm,由于該減速器錐齒輪的圓周速度大于2m/s,軸承采用油潤(rùn)滑,無(wú)需放擋油環(huán),取L3=42mm。為補(bǔ)償箱體的鑄造誤差,取軸承靠近箱體內(nèi)壁的端面與箱體內(nèi)壁距離。通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同的型號(hào),則d7=55mm,軸段的長(zhǎng)度為=44mm。軸的配合為公差為m6。(5) 齒輪與軸段的設(shè)計(jì) 軸段上安裝齒輪4,為便于齒輪的安裝,d6應(yīng)略大于d7,齒輪4輪廓的寬度范圍為(1.21.5)*57=68.485.5mm,所以取d6 =70mm,其右端采用軸肩定位,左端采用套筒固定。為使套筒端面能夠頂?shù)烬X輪端面,軸段長(zhǎng)度應(yīng)比齒輪4的輪轂略短,取L6=68mm軸段和軸段的設(shè)計(jì) 軸段為齒輪提供軸向定位作用,定位軸肩的高度為h=(0.070.1)d6=4.97mm,取h=7mm,則d5=80mm,L5=1.4h=9.8mm,取L5=20mm。軸段的直徑可取軸承內(nèi)圈定位直徑,即d4=70mm,則軸段的長(zhǎng)度=20mm。大斜齒輪與軸的配合為。軸段dL145mm82mm250mm40mm355mm42mm470mm55mm580mm20mm670mm68mm755mm44mm3.3 軸的校核3.3.1 高速軸(一) 軸的力學(xué)模型建立(二) 計(jì)算軸上的作用力小錐齒輪1:圓周力 徑向力 軸向力 (三) 計(jì)算支反力1. 計(jì)算垂直面支反力(H平面)如圖由繞支點(diǎn)1的力矩和 則:則 。2. 計(jì)算水平面支反力(V平面)與上步驟相似,計(jì)算得: ,(四) 繪扭矩和彎矩圖1. 垂直面內(nèi)彎矩圖如上圖。 彎矩 2. 繪水平面彎矩圖,如圖所示. 彎矩: 3. 合成彎矩圖 如圖 最大彎矩值 : 4. 轉(zhuǎn)矩圖 5. 彎扭合成強(qiáng)度校核進(jìn)行校核時(shí),根據(jù)選定軸的材料45鋼調(diào)質(zhì)處理。由所引起的教材151查得軸的許用應(yīng)力應(yīng)用第三強(qiáng)度理論 由軸為單向旋轉(zhuǎn) 取 =0.6故強(qiáng)度足夠。3.3.2 中間軸(一) 軸的力學(xué)模型建立(二) 計(jì)算軸上的作用力大錐齒輪2:圓周力 徑向力 軸向力 斜小圓齒3:圓周力 徑向力 軸向力 (三) 計(jì)算支反力1. 計(jì)算垂直面支反力(H平面)如圖由繞支點(diǎn)A的力矩和 則:同理則 。2. 計(jì)算水平面支反力(V平面)與上步驟相似,計(jì)算得: ,(四) 繪扭矩和彎矩圖6. 垂直面內(nèi)彎矩圖如上圖。 彎矩 彎矩 7. 繪水平面彎矩圖,如圖所示. 彎矩: 彎矩: 8. 合成彎矩圖 如圖 最大彎矩值 : 最大彎矩值: 9. 轉(zhuǎn)矩圖 10. 彎扭合成強(qiáng)度校核進(jìn)行校核時(shí),根據(jù)選定軸的材料45鋼調(diào)質(zhì)處理。由所引起的教材151查得軸的許用應(yīng)力應(yīng)用第三強(qiáng)度理論由軸為單向旋轉(zhuǎn) 取 =0.6故強(qiáng)度足夠。3.3.3 低速軸(一) 軸的力學(xué)模型建立(二) 計(jì)算軸上的作用力斜大圓齒4:圓周力 徑向力 軸向力 (三) 計(jì)算支反力1. 計(jì)算垂直面支反力(H平面)如圖由繞支點(diǎn)5的力矩和 則:同理則 。2. 計(jì)算水平面支反力(V平面)與上步驟相似,計(jì)算得: ,(四) 繪扭矩和彎矩圖1. 垂直面內(nèi)彎矩圖如上圖。 彎矩 2. 繪水平面彎矩圖,如圖所示. 彎矩: 彎矩: 11. 合成彎矩圖 如圖 最大彎矩值 : 最大彎矩值: 12. 轉(zhuǎn)矩圖 13. 彎扭合成強(qiáng)度校核進(jìn)行校核時(shí),根據(jù)選定軸的材料45鋼調(diào)質(zhì)處理。由所引起的教材151查得軸的許用應(yīng)力應(yīng)用第三強(qiáng)度理論由軸為單向旋轉(zhuǎn) 取 =0.6故強(qiáng)度足夠。(五) 安全系數(shù)法疲勞強(qiáng)度校核1. 判斷危險(xiǎn)截面對(duì)照彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖和結(jié)構(gòu)圖,從強(qiáng)度、應(yīng)力集中方面分析,因5處是齒輪軸,故5處不是危險(xiǎn)截面。直徑70mm到直徑為80mm軸肩截面是危險(xiǎn)截面。需對(duì)截面進(jìn)行校核。2. 軸的材料的機(jī)械性能根據(jù)選定的軸的材料45鋼,調(diào)質(zhì)處理,由所引用教材表151查得:。取3. 截面上的應(yīng)力抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面左側(cè)=175900 彎曲應(yīng)力幅,彎曲平均應(yīng)力;扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力幅,平均切應(yīng)力。4. 影響系數(shù)截面受有鍵槽和齒輪的過(guò)盈配合的共同影響,但鍵槽的影響比過(guò)盈配合的影響小,所以只需考慮過(guò)盈配合的綜合影響系數(shù)。 由附表3-2查取 查附圖3-1得所以由附圖3-2、3-3查得軸按磨削加工,由教材附圖34求出表面質(zhì)量系數(shù):。故得綜合影響系數(shù): 5. 疲勞強(qiáng)度校核 查P25頁(yè)得軸在截面的安全系數(shù)為:取許用安全系數(shù),故截面強(qiáng)度足夠。第4章 滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算4.1.1 輸入軸滾動(dòng)軸承計(jì)算初步選擇滾動(dòng)軸承,由機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)表15-7中初步選取0基本游隙組,標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承33010(GB/T 297-1994),其尺寸為, ,,Y=1.9,載荷水平面H垂直面V支反力F則 因?yàn)閯t軸有右移的傾向。軸承1壓緊,軸承2放松。則,由表13-5得軸承1,軸承2:由表13-6得 取 因?yàn)楣屎细瘛?.1.2 中間軸滾動(dòng)軸承計(jì)算初步選擇滾動(dòng)軸承,由機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)表15-7中初步選取0基本游隙組,標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30209,其尺寸為 , 載荷水平面H垂直面V支反力F則則軸有左移的傾向。軸承3壓緊,軸承4放松。則,則由表13-5得軸承3,軸承4:由表13-6得 取則故合格4.1.3 輸出軸滾動(dòng)軸承計(jì)算初步選擇滾動(dòng)軸承,由機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)表15-7中初步選取0基本游隙組,標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30211,其尺寸為 , 載荷水平面H垂直面V支反力F則則軸有右移的傾向。軸承6壓緊,軸承5放松。則,則由表13-5得軸承5,軸承6:由表13-6得 取則故合格第5章 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算5.1 輸入軸鍵計(jì)算校核聯(lián)軸器處的鍵連接,該處選用普通平鍵尺寸為,接觸長(zhǎng)度,;則鍵聯(lián)接所受的應(yīng)力為: 故單鍵即可。校核小錐齒輪處的鍵連接,該處選用普通平鍵尺寸為,接觸長(zhǎng)度,;則鍵聯(lián)接所受的應(yīng)力為: 故單鍵即可。5.2 中間軸鍵計(jì)算校核大錐齒輪處的鍵連接,該處選用普通平鍵尺寸為,接觸長(zhǎng)度,;則鍵聯(lián)接所受的應(yīng)力為: 故單鍵即可。5.3 輸出軸鍵計(jì)算校核圓柱齒輪處的鍵連接,該處選用普通平鍵尺寸,接觸長(zhǎng)度,;則鍵聯(lián)接所受的應(yīng)力為:故單鍵即可。校核聯(lián)軸器處的鍵連接,該處選用普通平鍵尺寸為,接觸長(zhǎng)度,;則鍵聯(lián)接所受的應(yīng)力為: 故單鍵即可。第6章 聯(lián)軸器的選擇及校核6.1 在軸的計(jì)算中已選定聯(lián)軸器型號(hào)。1. 輸入軸選LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為1250,半聯(lián)軸器的孔徑,故取,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為80mm。2. 輸出軸選選LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為1250,半聯(lián)軸器的孔徑半聯(lián)軸器長(zhǎng)度,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為82mm。6.2 聯(lián)軸器的校核查表14-1得 第7章 潤(rùn)滑與密封齒輪采用浸油潤(rùn)滑,由機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)表16-1查得選用N220中負(fù)荷工業(yè)齒輪油(GB5903-86)。當(dāng)齒輪圓周速度時(shí),圓錐齒輪浸入油的深度約一個(gè)齒高,三分之一齒輪半徑,大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x3060mm。由于大圓錐齒輪,可以利用齒輪飛濺的油潤(rùn)滑軸承,并通過(guò)油槽潤(rùn)滑其他軸上的軸承,且有散熱作用,效果較好。密封防止外界的灰塵、水分等侵入軸承,并阻止?jié)櫥瑒┑穆┦?。?章 設(shè)計(jì)主要尺寸及數(shù)據(jù) 表11-1鑄鐵減速器機(jī)體機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算表名稱符號(hào)尺寸關(guān)系結(jié)果mm機(jī)座壁厚0.0125(d1+d2)88機(jī)蓋壁厚8機(jī)座凸緣厚度b1.512機(jī)蓋凸緣厚度b11.512機(jī)座底凸緣厚度P2.520地腳螺釘直徑12地腳螺釘數(shù)目n44軸承旁連接螺栓直徑d10.75 df10機(jī)蓋機(jī)座連接螺栓直徑d2(0.50.6)df6連接螺栓d2的間距150200180軸承端蓋螺釘直徑d3(0.40.5)df 6窺視孔蓋螺釘直徑d4(0.30.4)df4定位銷直徑d(0.70.8) d25df d1 d2 至外機(jī)壁距離c12020df、d2之凸緣的距離c21818軸承旁凸臺(tái)半徑R199凸臺(tái)高度h4040外機(jī)壁至軸承座端面距離L1c1+c2+(510)40內(nèi)機(jī)壁至軸承座端面距離L258大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離12齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離16機(jī)蓋、機(jī)座肋厚m1,m2m10.85,m20.858軸承端蓋外徑D2D+(55.5)d3120軸承端蓋凸緣厚度e1.2d38軸承旁連接螺栓距離s140第9章 設(shè)計(jì)小結(jié)這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計(jì)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(guò)程的實(shí)踐考驗(yàn),對(duì)于提高我們機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合素質(zhì)大有用處。通過(guò)兩個(gè)星期的設(shè)計(jì)實(shí)踐,使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了更多的了解和認(rèn)識(shí).為我們以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門(mén)綜合性相當(dāng)強(qiáng)的技術(shù)課程,它融機(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(cè)量、工程材料、機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)等于一體。這次的課程設(shè)計(jì),對(duì)于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想、訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際反應(yīng)和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力,鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)等方面有重要的作用。設(shè)計(jì)中還存在不少錯(cuò)誤和缺點(diǎn),需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí),繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計(jì)習(xí)慣和思維從而提高設(shè)計(jì)實(shí)踐操作能力。第10章 參考文獻(xiàn):1濮良貴 紀(jì)名剛主編機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)高等教育出版社。2王連明 宋寶玉主編機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(第三版)哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社。3申永勝主編機(jī)械原理教程第二版清華大學(xué)出版社。4榮涵銳主編機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明圖冊(cè)哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社。5朱輝 曹桄 唐保寧 陳大復(fù)等編畫(huà)法幾何及工程制圖第六版上??茖W(xué)技術(shù)出版社。6廖念釗 古營(yíng)菴 莫雨松 李碩根 楊興駿編著互換性與技術(shù)測(cè)量第五版中國(guó)計(jì)量出版社。

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