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[分享] 带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器设计说明书的分享

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发表于 2010-12-20 08:54 | 显示全部楼层 |阅读模式
一种单级圆柱齿轮减速器,主要由主、从动变位齿轮、轴承、挡圈、端盖、主、副壳体、花键轴、内花键套法兰、压盖、轴承座组成。9 M; H4 {& _  L7 N* o2 H
     其特点是主动变位齿轮是台阶式的,一端部齿轮与从动变位齿轮联接,另一端部与轴承、挡圈固定联接,轴承的外套与轴承座联接,轴承座与副壳体表面联接固定。
5 M6 }) a" R7 I3 C1 F: k, J. T" t     此减速器由于主、从齿轮采用变位齿轮,主动变位齿轮的另一端部增加轴承、轴承座,改变过去的悬臂状态,加强齿轮的工作强度,提高了减速器的寿命。
2 L" I( H/ M3 ?1 S9 `; \5 f9 s   # j5 S+ q5 K; ]$ m1 H+ b

4 ]) C9 e' B4 d# o1 H下面是设计说明书:
# J; N) V" ]7 x( Z5 p/ l9 t修改参数:输送带工作拉力:2300N
: G, s6 `' ]0 ]  A1 R( b输送带工作速度:1.5m/s) c+ N: E4 Y& q) ^# R# U7 n
滚筒直径:400mm
/ i: \" i! b+ |9 h5 J0 a. @每日工作时数:24h
3 Q, i7 S/ `' x传动工作年限:3年
. O( A7 Z8 i- `" ^! h: l3 t8 c
' G# b4 H) c9 E( K- G' m; l' @机械设计课程--带式运输机传动装置中的同轴式1级圆柱齿轮减速器 目 录
# `+ A. Z4 e! O" w' `0 U; i1 D设计任务书……………………………………………………1% i: a" m* E$ p2 F6 @% w
传动方案的拟定及说明………………………………………4
& a4 K  L( T4 V6 W9 ?0 h- Y电动机的选择…………………………………………………4
& u; I+ z/ Y- S- h/ ]- s" u/ L计算传动装置的运动和动力参数……………………………5
" u0 y) M9 p: a传动件的设计计算……………………………………………5: n) t6 h. r# l6 S, u6 s
轴的设计计算…………………………………………………87 c6 a4 A1 M& Y  V" I
滚动轴承的选择及计算………………………………………14
6 W3 [' F( Q% v2 v8 t键联接的选择及校核计算……………………………………16
: K" g& j# ~' f  K- x& m8 t连轴器的选择…………………………………………………16( Y* Z9 ~7 s3 u4 d% k
减速器附件的选择……………………………………………17
, t' j3 T; @, z" @: Y, i润滑与密封……………………………………………………18% Z( X5 b* k! H
设计小结………………………………………………………18
4 Z) p! R- {* K! O  N, j, v参考资料目录…………………………………………………18. e8 ~5 x; `* c# ]) `7 R6 k
机械设计课程设计任务书
$ v& N, N! h9 T题目:设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器
2 h0 n. O& m; G2 _# l& ?/ b一. 总体布置简图
6 O# q; G* _, j% Y# U* r. n3 P6 {1—电动机;2—联轴器;3—齿轮减速器;4—带式运输机;5—鼓轮;6—联轴器
( r0 M. K/ r" L" _) S二. 工作情况:- \+ y: O9 f9 I& s. i6 f
载荷平稳、单向旋转" U3 ~% W- [! u# U+ {: w9 Z
三. 原始数据1 W$ o' M% j1 ?6 n- E8 U2 i7 B8 J
鼓轮的扭矩T(N•m):850
7 a9 j, \' k3 N2 V鼓轮的直径D(mm):350: ]" o/ [  b& X7 h/ ~+ c. t# V! F, \8 w
运输带速度V(m/s):0.7- M- F  J7 t4 j/ V
带速允许偏差(%):56 P0 j  `0 b; i7 M
使用年限(年):58 }: `# S) v( O; I0 \9 o+ N' Q
工作制度(班/日):2
+ v: I1 x% _0 ^6 ~/ Z& B4 l四. 设计内容
5 `3 N* X8 C. [1. 电动机的选择与运动参数计算;7 O9 j% K0 a, O& O) p( `% i8 h
2. 斜齿轮传动设计计算
' b5 J! Y* O& }9 y7 m" [* ]3. 轴的设计6 X! z- P' d' @" l& N
4. 滚动轴承的选择" K) Z/ t, `3 ?9 v0 `1 L. `
5. 键和连轴器的选择与校核;
5 F" T( ~/ v( Z0 u6. 装配图、零件图的绘制# j; H' ~6 a# }) k9 ]& Z
7. 设计计算说明书的编写
; x# Y# _- v( t& n8 |5 O& ~, T8 a五. 设计任务+ y5 j4 _; Z7 h4 I. y
1. 减速器总装配图一张' }4 j- ~, L  i: G
2. 齿轮、轴零件图各一张
, j( X+ h5 [1 E; g3. 设计说明书一份
( w- W* N' p2 s3 U9 @' j9 m7 ~六. 设计进度
6 ?" k* y$ M8 O1 n1、 第一阶段:总体计算和传动件参数计算
( X+ N- V, L0 M2、 第二阶段:轴与轴系零件的设计
" F+ M+ ?  W; z( d3、 第三阶段:轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制5 k  q( r- d8 m) R" ^6 S! c
4、 第四阶段:装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写+ w; K( ]: J% q: X
传动方案的拟定及说明
& f3 W6 n1 e6 l) y* k7 k由题目所知传动机构类型为:同轴式二级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。, d' u" A$ j" R
本传动机构的特点是:减速器横向尺寸较小,两大吃论浸油深度可以大致相同。结构较复杂,轴向尺寸大,中间轴较长、刚度差,中间轴承润滑较困难。
9 J% L! I: ]# u4 i) P+ ]' ^$ o电动机的选择
& ^1 K  w- P% U' O) Z, r+ F2 c1.电动机类型和结构的选择/ L+ \6 @/ {! j1 h$ o" l6 Q: r
因为本传动的工作状况是:载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y(IP44)系列的电动机。
6 b& c- k( u5 _1 r2.电动机容量的选择5 f& W* e' f* C+ b; D2 u
1) 工作机所需功率Pw
' A% Q0 H3 F" e" bPw=3.4kW9 C2 c4 z8 h. B4 E
2) 电动机的输出功率
; s1 R# U9 S! Q, fPd=Pw/η( R* _- K+ A4 g
η= =0.9045 x2 b" N) r+ H; J3 D" I
Pd=3.76kW
$ f( K+ i3 i2 c. E$ g+ _" f+ P& L3.电动机转速的选择
) {- p" T" F, ]6 [! \' G6 G8 and=(i1’•i2’…in’)nw' b; a: A& K9 f/ d
初选为同步转速为1000r/min的电动机5 `. C+ J# E( {! H
4.电动机型号的确定9 E3 }7 ]! B% Y* V
由表20-1查出电动机型号为Y132M1-6,其额定功率为4kW,满载转速960r/min。基本符合题目所需的要求1 ?1 p1 G, {" X# J
计算传动装置的运动和动力参数4 d& o3 J% p  y3 C% q' ^
传动装置的总传动比及其分配
- F& W" d% q% t! I& d% A1.计算总传动比  w. d4 S* ^+ [
由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为:
3 }  j# A" ~! {& D5 k! si=nm/nw
2 Q% ]" ~$ P+ ]6 h  s5 `( dnw=38.42 I* \( b3 V. o6 ?4 M6 [
i=25.146 E' j9 U, [5 S; J; W
2.合理分配各级传动比. [* h' T: m4 x& A4 C, j
由于减速箱是同轴式布置,所以i1=i2。2 C  E& A9 N% @+ s/ Y
因为i=25.14,取i=25,i1=i2=5# a+ i* W6 f+ K0 g  A( d2 \7 n
速度偏差为0.5%<5%,所以可行。
, K) ~# B* a: r) c6 U各轴转速、输入功率、输入转矩
8 K: l3 u9 W6 v- a6 f项 目 电动机轴 高速轴I 中间轴II 低速轴III 鼓 轮
/ m1 J/ V+ `1 v4 h7 _8 }! X$ L. r+ V转速(r/min) 960 960 192 38.4 38.4
1 A: g! R) ~9 u5 b功率(kW) 4 3.96 3.84 3.72 3.57
4 o5 I( m' i+ a& @* T转矩(N&#8226;m) 39.8 39.4 191 925.2 888.4' v5 l; k% j! L& y# K" g# ]
传动比 1 1 5 5 1% x5 u& z: S$ Y4 z! \
效率 1 0.99 0.97 0.97 0.970 i$ W% {; \$ x7 M& V1 t: f0 E

+ }- n3 @9 K. c传动件设计计算3 I6 p$ U# W' Y+ s9 `# V
1. 选精度等级、材料及齿数# p' y; u2 d5 b$ T$ s
1) 材料及热处理;
8 U- P$ M) w4 p- s选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。
8 v# ]$ h8 b. e$ k, C. F2) 精度等级选用7级精度;
/ Y" ^  `# h9 N+ O7 h9 W2 x3) 试选小齿轮齿数z1=20,大齿轮齿数z2=100的;" M% x% n) A. Z( l" P, ^' x
4) 选取螺旋角。初选螺旋角β=14°
/ z! p$ Y$ \; {, I  x2.按齿面接触强度设计
! @, U9 a" K% B因为低速级的载荷大于高速级的载荷,所以通过低速级的数据进行计算+ }$ Q& S0 t* f& f6 N
按式(10—21)试算,即* z, W6 E  z4 a! R
dt≥; f2 f6 b6 k  w
1) 确定公式内的各计算数值! n$ u1 ~( v7 I2 h5 B4 @
(1) 试选Kt=1.6
" x, `2 r$ s* M, x! u. u- x! D(2) 由图10-30选取区域系数ZH=2.433/ a& P# B9 S! d$ D# e" F( x
(3) 由表10-7选取尺宽系数φd=1
, J- i# L, L. Z4 G8 g, b(4) 由图10-26查得εα1=0.75,εα2=0.87,则εα=εα1+εα2=1.625 e5 x" |) f3 P2 |6 l
(5) 由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8Mpa
; Q8 ]+ ]9 R; v! `- Y; W; e(6) 由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1=600MPa;大齿轮的解除疲劳强度极限σHlim2=550MPa;
+ s9 l0 V" \) x(7) 由式10-13计算应力循环次数
; i  U* v! Y5 {* ^: hN1=60n1jLh=60×192×1×(2×8×300×5)=3.32×10e8+ G" r8 q4 C! L, h
N2=N1/5=6.64×107
# }, _4 r! s; W(8) 由图10-19查得接触疲劳寿命系数KHN1=0.95;KHN2=0.98
' U! `+ R2 L( r) ~& l1 k(9) 计算接触疲劳许用应力
* ?3 |6 u- a9 X9 i$ [取失效概率为1%,安全系数S=1,由式(10-12)得
  x- ~+ L' [4 n2 J[σH]1==0.95×600MPa=570MPa5 h4 X! B1 y" ?
[σH]2==0.98×550MPa=539MPa
3 M' G$ y4 m* z; b[σH]=[σH]1+[σH]2/2=554.5MPa% t9 T1 S' W" b3 e3 q
2) 计算- j) L" I. N% N) E, Z
(1) 试算小齿轮分度圆直径d1t: F  `, t5 j( U
d1t≥ = =67.85
9 r9 k' q' K( E(2) 计算圆周速度
5 S. @( V! t- D2 nv= = =0.68m/s
5 n( n- s7 |7 @, K% U(3) 计算齿宽b及模数mnt
3 l; V  x/ @, a" Mb=φdd1t=1×67.85mm=67.85mm
: O8 p, t2 ?- k$ J7 G4 w7 H+ wmnt= = =3.39
  _0 v2 M2 Y  m& \h=2.25mnt=2.25×3.39mm=7.63mm
5 u& N5 R4 {0 @& d+ Nb/h=67.85/7.63=8.89
% E% G4 n; @: X(4) 计算纵向重合度εβ! Y/ z0 ~( r( t; x' `
εβ= =0.318×1×tan14 =1.59
# F/ R; u2 z/ ^(5) 计算载荷系数K
3 E/ U/ l' L1 ^1 p! W3 F已知载荷平稳,所以取KA=1
; L. U6 {4 d8 _# G( z$ J4 z/ @根据v=0.68m/s,7级精度,由图10—8查得动载系数KV=1.11;由表10—4查的KHβ的计算公式和直齿轮的相同,- g- v& f& O0 m
故 KHβ=1.12+0.18(1+0.6×1 )1×1 +0.23×10 67.85=1.426 N# p: I% O4 U: B5 {6 F
由表10—13查得KFβ=1.36
! U. |, x$ R4 M- G由表10—3查得KHα=KHα=1.4。故载荷系数  |, }1 m! ?+ x( e
K=KAKVKHαKHβ=1×1.03×1.4×1.42=2.05; ^! o9 y. @2 M+ P
(6) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,由式(10—10a)得4 m" L' {3 H& f7 p6 e' d( l# p
d1= = mm=73.6mm# s+ T  A4 }# k; n2 {8 W% k
(7) 计算模数mn6 z) x/ b, R0 {- N1 e4 K
mn = mm=3.74
7 G2 K6 j) p( H! ]. U  d% f3.按齿根弯曲强度设计6 s* i- a! s9 U! Q
由式(10—17 mn≥" a1 ?1 t( ^+ s/ _$ a
1) 确定计算参数
) O9 f9 ~5 F7 p& u(1) 计算载荷系数2 }9 [& v" M2 M+ J5 `/ y1 A
K=KAKVKFαKFβ=1×1.03×1.4×1.36=1.96
4 X0 g9 D  D& f(2) 根据纵向重合度εβ=0.318φdz1tanβ=1.59,从图10-28查得螺旋角影响系数 Yβ=0。88. i. d. K0 u. \; C& c. P
$ z7 v( A8 [+ d9 b) Y
(3) 计算当量齿数
) k* A4 L% X! |" G- V( A& x7 v( Tz1=z1/cos β=20/cos 14 =21.89
+ H+ j  j! }' _) lz2=z2/cos β=100/cos 14 =109.47' M$ A' k5 t, c6 K
(4) 查取齿型系数
( K: F5 F5 Y7 M5 y( e由表10-5查得YFa1=2.724;Yfa2=2.172  L, w$ o+ i1 D
(5) 查取应力校正系数) `5 Z! v* f) ~
由表10-5查得Ysa1=1.569;Ysa2=1.798
1 N1 Z) j5 S4 o7 }- O(6) 计算[σF]; l2 S" B; ^9 o
σF1=500Mpa
  {/ {) F1 v/ N) ]8 X# KσF2=380MPa( z3 @6 C( o1 U+ [1 j2 o- g5 G
KFN1=0.95* L$ y0 t' w8 n, |
KFN2=0.986 W& h9 E8 E, d1 B' _# g4 t
[σF1]=339.29Mpa
% S( L7 _$ K, i+ K& G* R[σF2]=266MPa1 h( y: c0 d- t. f* A" g% [
(7) 计算大、小齿轮的 并加以比较
' `& |4 Y8 \; m6 q1 \; b* P. r= =0.0126% f' p/ o3 K1 e
= =0.01468% i- e  a8 R% p8 h% b6 T
大齿轮的数值大。: `( Z# T2 X# e0 r% _3 r! Z# m4 n' U
2) 设计计算* v1 X) i. W; J, h
mn≥ =2.4
4 g0 o; a( W" r! R! \: c0 smn=2.5
- a- {1 l; q: {# @# @4.几何尺寸计算. F- ]+ S' t8 K, J$ |
1) 计算中心距2 E1 n: h' K- T( _
z1 =32.9,取z1=33* U- `1 ?3 m2 o( R% ]# _
z2=165
" S2 F' J6 @3 q" C/ Z' fa =255.07mm( a  m& _  K) U" }* ?8 V4 y' C% ~
a圆整后取255mm  G* [& x2 \& h- x5 d$ b4 G5 z( R
2) 按圆整后的中心距修正螺旋角8 k; e! M; `; U3 k
β=arcos =13 55’50”
. ~, d% R8 Q: Y6 {/ Z3) 计算大、小齿轮的分度圆直径
. m0 V$ L. E) M. u, `. _3 ~d1 =85.00mm- g; B' Q' X1 G1 u' t% E& T
d2 =425mm
" S/ ^$ t) M+ g% u( S+ z4) 计算齿轮宽度
4 M) h5 i/ {5 T6 k( }" {4 Sb=φdd1
) r) p3 A! P, J* eb=85mm
6 `* X& a, F: }: d3 J) yB1=90mm,B2=85mm/ W6 I$ H" U8 E9 h0 U6 k1 ?9 X  I
5) 结构设计
5 P5 ]$ N+ l$ }& x8 F1 a以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于160mm,而又小于500mm,故以选用腹板式为宜。其他有关尺寸参看大齿轮零件图。$ g3 u5 a# _6 ^6 i  Y9 V
轴的设计计算8 T" N. f9 V# x* Y
拟定输入轴齿轮为右旋2 A& e, |7 [2 d& B. x
II轴:
9 Y- D5 y$ i. L1.初步确定轴的最小直径
6 _/ y# y5 d. R, M1 q! dd≥ = =34.2mm9 X# D7 _0 e, @  G1 p7 u% l
2.求作用在齿轮上的受力# a) E; F0 s7 s& l
Ft1= =899N6 `6 }# n, c9 {' r' B$ _* u9 C. n
Fr1=Ft =337N( _: ?6 S- t9 K4 ]/ s8 n# m4 z
Fa1=Fttanβ=223N;+ _3 C5 w/ l  F4 s5 L
Ft2=4494N
1 J% Z. [% S+ G3 ]9 Z) MFr2=1685N
; M; e" {; R* y" l" Q6 aFa2=1115N
4 A, z2 v# X7 ^3 o, c" {, a3.轴的结构设计1 {3 S( A8 `$ Q2 C$ a. v
1) 拟定轴上零件的装配方案
* }8 e) o5 S. z  r- y; Z$ {9 Xi. I-II段轴用于安装轴承30307,故取直径为35mm。
- i' |" D9 \; }) b* q9 E9 ]9 w; Tii. II-III段轴肩用于固定轴承,查手册得到直径为44mm。
0 `- [+ o9 b: }& M/ D/ f: {iii. III-IV段为小齿轮,外径90mm。$ Z# C% ~9 W, N  `4 F: ]5 F8 f( _
iv. IV-V段分隔两齿轮,直径为55mm。+ [( {; ~. ?# ~9 O2 W6 m. d
v. V-VI段安装大齿轮,直径为40mm。6 `4 x2 J" \/ k$ B) Y$ k
vi. VI-VIII段安装套筒和轴承,直径为35mm。
5 O3 c4 K" P9 J6 ~6 s. v* v% k4 ^2) 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度- J' Y5 H8 Q) N  o
1. I-II段轴承宽度为22.75mm,所以长度为22.75mm。
6 T6 @7 c1 i" [& `2. II-III段轴肩考虑到齿轮和箱体的间隙12mm,轴承和箱体的间隙4mm,所以长度为16mm。
/ M$ C5 z% D; ]  h* Z1 h2 q. q* F3. III-IV段为小齿轮,长度就等于小齿轮宽度90mm。+ F9 O/ i! y$ n8 c5 V
4. IV-V段用于隔开两个齿轮,长度为120mm。
. z  @$ i. h+ U3 b5. V-VI段用于安装大齿轮,长度略小于齿轮的宽度,为83mm。
8 }5 C0 ^( q8 E  s6. VI-VIII长度为44mm。
1 E8 m7 t$ U; C0 _9 q2 s4. 求轴上的载荷8 ~" L+ ]9 m2 z4 c$ P1 |7 m* z
66 207.5 63.51 O. S* Y* v: A; [: N7 S7 S8 ]
Fr1=1418.5N
+ ^: R( [* n1 c0 T0 eFr2=603.5N' X1 v  J! e5 o" x7 ~
查得轴承30307的Y值为1.6
. W# c& P0 _! W, V% U. YFd1=443N' R+ }- g; f$ p0 w# w! [
Fd2=189N# G4 a+ \8 ^7 ~0 M: l
因为两个齿轮旋向都是左旋。& I2 C9 z. u6 V
故:Fa1=638N2 z" e- q& R- c" z" N% R3 [+ H& ]/ M
Fa2=189N2 Y4 d& w8 a6 f* G+ S' q
5.精确校核轴的疲劳强度
' E0 x( A1 R4 R5 f8 d5 j: J' {1) 判断危险截面
' d8 A' T0 x& T- d+ n' ]7 M4 y" O, I由于截面IV处受的载荷较大,直径较小,所以判断为危险截面
+ X; }5 x& o% A8 S! C' q2) 截面IV右侧的' d0 \, W' ?/ X! `! d

, U7 y: N+ i7 b4 f' s截面上的转切应力为! L+ p, B8 h# m
由于轴选用40cr,调质处理,所以: n4 A0 F1 s* |+ @! [# y  N
([2]P355表15-1)
8 C7 j" K* X: O, @( Za) 综合系数的计算
) l- f  h$ v: \( t" {9 V, h由 , 经直线插入,知道因轴肩而形成的理论应力集中为 , ,' d7 C% S* s6 ]( B+ m; I% D
([2]P38附表3-2经直线插入)5 v; f: y5 E: @0 \( ]8 W$ s1 j
轴的材料敏感系数为 , ,& V8 a8 k) ?9 p9 b9 a
([2]P37附图3-1)4 h8 y0 C3 a0 q4 ]" F/ Y/ [& k5 T
故有效应力集中系数为
4 r3 E8 O3 W) b( ~查得尺寸系数为 ,扭转尺寸系数为 ,/ ?5 u  E% s% u/ s! o( A
([2]P37附图3-2)([2]P39附图3-3)# h" N1 t) k; {6 |: f
轴采用磨削加工,表面质量系数为 ,
+ a6 f1 o2 m; @9 o, N- _([2]P40附图3-4)
0 u' D9 u+ @3 b: c+ E轴表面未经强化处理,即 ,则综合系数值为
7 |) m; Q; ?. B1 `; O4 M; \b) 碳钢系数的确定
5 |- ~- h* N0 z碳钢的特性系数取为 ,5 t& w' W- I; g
c) 安全系数的计算
- F( y* E7 c/ _5 a轴的疲劳安全系数为, R6 m6 R) w- _9 j
故轴的选用安全。: h% _2 t0 T8 w, }
I轴:
/ t$ C% O/ J; C# ^9 z7 ?1.作用在齿轮上的力
, A8 \4 V* Q4 @2 M* @! BFH1=FH2=337/2=168.54 w; h* R& B" A0 j
Fv1=Fv2=889/2=444.5
/ g) s3 k+ v( b2.初步确定轴的最小直径8 v. ~. H" i5 c# s  M
4 ^6 G: ~/ _) M" M0 Q8 C) G
3.轴的结构设计
# g! I  L8 a2 d* P1) 确定轴上零件的装配方案0 Y6 t; M/ j( z  ^: x
2)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
7 E7 B3 j% |& ^% s3 Rd) 由于联轴器一端连接电动机,另一端连接输入轴,所以该段直径尺寸受到电动机外伸轴直径尺寸的限制,选为25mm。
% y7 R+ Z/ P# y; oe) 考虑到联轴器的轴向定位可靠,定位轴肩高度应达2.5mm,所以该段直径选为30。
! w0 ^  |9 T. ^- V9 j% nf) 该段轴要安装轴承,考虑到轴肩要有2mm的圆角,则轴承选用30207型,即该段直径定为35mm。! Q+ f  Q. \+ \
g) 该段轴要安装齿轮,考虑到轴肩要有2mm的圆角,经标准化,定为40mm。
+ Q' z" S& w1 J! U! lh) 为了齿轮轴向定位可靠,定位轴肩高度应达5mm,所以该段直径选为46mm。
8 E3 C6 _) P  h6 [i) 轴肩固定轴承,直径为42mm。
1 F" l. \0 `. R4 Ej) 该段轴要安装轴承,直径定为35mm。
% \( F$ h7 f5 H3 @6 Y3 F  B2) 各段长度的确定8 k6 b8 q- @& A4 E' p1 P$ R2 J
各段长度的确定从左到右分述如下:) L' p2 ~4 d- F9 L' ~/ V% s
a) 该段轴安装轴承和挡油盘,轴承宽18.25mm,该段长度定为18.25mm。
' {# q5 m5 P5 m. F6 A2 \/ eb) 该段为轴环,宽度不小于7mm,定为11mm。
# W1 ]( d0 |, {/ q& Vc) 该段安装齿轮,要求长度要比轮毂短2mm,齿轮宽为90mm,定为88mm。
+ I. [/ o: q- K7 Z, G7 {  md) 该段综合考虑齿轮与箱体内壁的距离取13.5mm、轴承与箱体内壁距离取4mm(采用油润滑),轴承宽18.25mm,定为41.25mm。8 f) p8 }$ d* o' j" d  |
e) 该段综合考虑箱体突缘厚度、调整垫片厚度、端盖厚度及联轴器安装尺寸,定为57mm。
" ~' j. Y6 i( kf) 该段由联轴器孔长决定为42mm
& C1 `0 ?2 f) q4.按弯扭合成应力校核轴的强度
+ ?% G5 T6 v* t6 aW=62748N.mm) p" w, u) E: M4 P" W3 U2 o- Q
T=39400N.mm( r2 `1 X$ R0 R+ R
45钢的强度极限为 ,又由于轴受的载荷为脉动的,所以 。
# m, |5 [$ B) f, X! B, l2 J! d5 f8 a* Z) V2 N% q
III轴
% b# I( n! ], O1.作用在齿轮上的力
; z& \9 `/ X7 i9 e" P+ k& w' JFH1=FH2=4494/2=2247N
! {, a0 T, B  C% l6 YFv1=Fv2=1685/2=842.5N
' p3 i1 C; w& g* E3 C2.初步确定轴的最小直径
0 I0 ~' X; z1 z6 F+ ~8 X9 X3.轴的结构设计
3 I" {0 _  [  E. O3 O3 H$ [% X1) 轴上零件的装配方案
4 m% ]. e9 S5 F2) 据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度4 ]9 Z1 M0 Z/ d! D8 T3 m
I-II II-IV IV-V V-VI VI-VII VII-VIII
" r& T, X. Y7 S! F, H' y) e4 K直径 60 70 75 87 79 70
& h" a# T3 t( p长度 105 113.75 83 9 9.5 33.25
* [5 M. `' _" N6 h
$ M4 X# a- c' C/ ]5.求轴上的载荷
) b2 l: {8 G4 g$ OMm=316767N.mm
/ B8 s7 `* G2 d" T# q9 _0 X; iT=925200N.mm0 T) ]+ p9 C& @# f+ A  E; X
6. 弯扭校合
* ]4 P1 d* u) V$ Z% i滚动轴承的选择及计算
% ]2 ?/ o6 N7 ]$ }I轴:1 r% t! t8 N) i9 r( e1 D
1.求两轴承受到的径向载荷
: `& S. @) d. }! v* |; }5、 轴承30206的校核
& k) [3 {8 T) b' H0 B) q1) 径向力
  O( F' T. v$ l- O* R2) 派生力2 g& h9 _& o9 Q9 F6 ^2 O0 j) N: C( ]
3) 轴向力2 `! R- [) _) ^0 N6 \0 i
由于 ,
! E5 H" f0 M& J5 a: i& f所以轴向力为 ,
6 `: v7 [& G' k* H4) 当量载荷8 d9 K, z) Z' \# F) f4 Q
由于 , ,. l% q/ y- K: M" D
所以 , , , 。- q* r6 _- M/ g4 a( d; |
由于为一般载荷,所以载荷系数为 ,故当量载荷为
7 b7 m4 d% V/ Z' q. l5) 轴承寿命的校核
1 [3 }$ L# ]4 h( a! U' HII轴:
8 S3 S& P+ n, g& a- t6、 轴承30307的校核
. `9 L( {" `) g6 R& q% h1) 径向力. i/ F, U  |: f' E5 J/ q
2) 派生力
, B' q% ]. v0 ~
- N/ P/ k+ L( j& `) ]# d# N3) 轴向力
7 U$ Y5 f3 G! }( v/ ]; R% [+ ]) h由于 ,
, N( N- k1 K8 L所以轴向力为 ,
* n2 {% t  L! Q! C1 Y/ |. y4) 当量载荷
; N4 f6 S. C9 x2 s$ r- x  D由于 , ,$ k1 w/ A: x/ L8 a' Z; U
所以 , , , 。  |8 S) x/ C; y$ u; W* J
由于为一般载荷,所以载荷系数为 ,故当量载荷为. h% A1 {6 ~" Y& ~6 V% H! K
5) 轴承寿命的校核4 O6 U1 d0 F- _% b, j
III轴:
+ P- J# t$ R0 n) `+ Z$ i7、 轴承32214的校核8 U2 `3 \$ g& D4 k# ]4 ]
1) 径向力+ w# l) [% _: ]2 }! A# w5 f
2) 派生力
7 b- y  I4 S0 S: J1 f/ x. `3) 轴向力$ F' O3 m1 d! o( g4 C
由于 ,
" @* R* |" [9 j# |6 u+ s2 F所以轴向力为 ,
5 t8 b' K' ~8 y4) 当量载荷. j0 a" _# v  h6 R6 I8 l
由于 , ,
: }5 G% c4 s% a. b$ g. K所以 , , , 。
( w5 a! |3 w1 @1 G4 F* j) s* y由于为一般载荷,所以载荷系数为 ,故当量载荷为
0 D/ m9 j* J1 h5 T: J$ ~" d5) 轴承寿命的校核. e0 a) r1 g# `' B4 B
键连接的选择及校核计算2 N- u) ]/ g/ K; K8 {% K
8 U' B) I' l# u/ V$ K$ \1 J
代号 直径
  C0 |* n: V/ O(mm) 工作长度
" a4 i- w, n( |(mm) 工作高度
7 z- |' F6 h+ k' g3 i(mm) 转矩1 v+ n; ~. w& Z- h5 Z4 M
(N&#8226;m) 极限应力
6 J4 ]6 p5 h7 q3 m(MPa)
5 R! g% {. ^- B高速轴 8×7×60(单头) 25 35 3.5 39.8 26.09 Q; \1 x) `& c' a9 Q
12×8×80(单头) 40 68 4 39.8 7.32* U# i: q% o6 S
中间轴 12×8×70(单头) 40 58 4 191 41.2
; n# N9 H4 ^$ F6 G/ L) U低速轴 20×12×80(单头) 75 60 6 925.2 68.5
; P+ A* d, F% B) E7 y" w" K. g6 m8 m% F18×11×110(单头) 60 107 5.5 925.2 52.4. [0 e8 D0 t) e+ l( r# Z
由于键采用静联接,冲击轻微,所以许用挤压应力为 ,所以上述键皆安全。
( K% C: I8 L* I4 \连轴器的选择
: j) J6 l' s* u, |0 c$ [; P. K+ X由于弹性联轴器的诸多优点,所以考虑选用它。
  p( M6 C; W% ?- _. V; ?二、高速轴用联轴器的设计计算3 F, e' ~$ g) x+ i" n
由于装置用于运输机,原动机为电动机,所以工作情况系数为 ,
1 B  p4 ^9 A6 G+ g/ a( D8 g" i计算转矩为
3 x+ d5 Z4 v  \; c: t% d) @, z, `所以考虑选用弹性柱销联轴器TL4(GB4323-84),但由于联轴器一端与电动机相连,其孔径受电动机外伸轴径限制,所以选用TL5(GB4323-84)* O& t5 s; g. R0 i6 ~4 \# b2 {
其主要参数如下:
' P1 C, i9 ]! o; I材料HT200
; G. j( f# u% A公称转矩
6 e- p/ {' x) N# a/ W0 N轴孔直径 ,
9 |, _, A& ~- o; e轴孔长 ,3 T, I1 B7 L6 N3 S% O+ d5 f
装配尺寸) X1 p/ N$ O8 |; V2 C
半联轴器厚
* \0 j- G# k. j8 K( d/ \9 |# W([1]P163表17-3)(GB4323-84% j& w1 f5 ~% h7 b' ?2 E
三、第二个联轴器的设计计算" k& h2 t' i, Z, j
由于装置用于运输机,原动机为电动机,所以工作情况系数为 ,
* e/ j4 @6 |5 g5 ^+ ?4 ?1 G计算转矩为
% ^2 J/ Y& Q5 W' w( G! D2 N2 H所以选用弹性柱销联轴器TL10(GB4323-84)
7 `4 x4 q! I7 ?+ t其主要参数如下:
" {% T9 E) w; e" r* M! R, k, @! s: ~; _8 Z材料HT200
0 c/ |: R& Z3 x5 |2 Q) \. `: {公称转矩9 v/ o0 w/ Y7 S* U
轴孔直径, I* h7 {4 s0 _! N
轴孔长 ,0 J* ^! N8 `- t5 D5 i4 N/ X, b
装配尺寸: P5 w: x5 Q4 C/ h5 u
半联轴器厚
- ~, o0 c) b4 b- Y([1]P163表17-3)(GB4323-84
# L6 E1 Y4 |. \. P# y# V减速器附件的选择
5 W, g6 {. Y. d& s: V- A通气器  t4 u1 T* ^- D: Z8 Y: s7 g( o
由于在室内使用,选通气器(一次过滤),采用M18×1.54 p) u4 `/ B" s* d% v
油面指示器
1 ]% D; O, p1 A6 U, P% \! S选用游标尺M16
6 E- A, s, X" l9 x3 k5 f起吊装置: j! g. c, R0 l9 \" P: H/ y
采用箱盖吊耳、箱座吊耳+ x4 {1 d6 h0 S! p
放油螺塞, i* b5 _) H* b$ S1 s
选用外六角油塞及垫片M16×1.5
+ i4 W% V( @7 f. S6 x% W- h润滑与密封" b5 M" t# s$ x  ]. |6 K  W$ h: i
一、齿轮的润滑5 R3 {" E, L: s2 O& }
采用浸油润滑,由于低速级周向速度为,所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径,取为35mm。
6 \% @; E! {2 {3 O" {  s二、滚动轴承的润滑' |* ]3 C6 Q5 Z! n" r2 Z
由于轴承周向速度为,所以宜开设油沟、飞溅润滑。
' C) c) o( w$ _! q三、润滑油的选择; W2 h5 Z# V0 c! s' ]
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利,考虑到该装置用于小型设备,选用L-AN15润滑油。
* C/ g' W+ d+ o( M* E! i& h4 f, E# W$ ^四、密封方法的选取4 E: r% ]5 K% F' }, d  E( }, A
选用凸缘式端盖易于调整,采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。+ v6 T) ^! i+ y- g$ N
密封圈型号按所装配轴的直径确定为(F)B25-42-7-ACM,(F)B70-90-10-ACM。7 T* m5 R5 `8 \& ]' _, ]. \
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。
" V; `5 ]' O$ e设计小结
, g) Z' [! g' g% I4 \& ^( U# Z由于时间紧迫,所以这次的设计存在许多缺点,比如说箱体结构庞大,重量也很大。齿轮的计算不够精确等等缺陷,我相信,通过这次的实践,能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作,有能力设计出结构更紧凑,传动更稳定精确的。
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