減速器-二級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)【F=1310N V=1.8m-s D=245mm】
減速器-二級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)【F=1310N V=1.8m-s D=245mm】,F=1310N V=1.8m-s D=245mm,減速器-二級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)【F=1310N,V=1.8m-s,D=245mm】,減速器,二級(jí),圓錐,圓柱齒輪,設(shè)計(jì),mm,妹妹
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)
圓錐圓柱二級(jí)齒輪減速器【F=1310N V=1.8 D=245】
計(jì)算說明書
指導(dǎo)教師
院 系
班 級(jí)
學(xué) 號(hào)
姓 名
目 錄
設(shè)計(jì)任務(wù)書……………………………………………………3
傳動(dòng)方案的擬訂及說明………………………………………3
電動(dòng)機(jī)的選擇…………………………………………………3
計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)……………………………5
齒輪傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………7
軸的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………..16
滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算……………………………………..38
鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算…………………………………..42
聯(lián)軸器的選擇………………………………………………..43
減速器附件的選擇…………………………………………..44
潤(rùn)滑與密封…………………………………………………...44
設(shè)計(jì)小結(jié)……………………………………………………...46
參考資料……………………………………………………...47
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書
設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的圓錐圓柱齒輪減速器,已知帶式運(yùn)輸機(jī)輸送帶工作拉力F=1310N,帶速v=1.8m/s,卷筒直徑D=245mm,輸送機(jī)常溫下經(jīng)常滿載,空載起動(dòng),連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),載荷較平穩(wěn)。工作壽命10年(設(shè)每年工作300天),一班制。簡(jiǎn)圖如下:
(圖2)
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,減速器為兩級(jí)展開式圓錐—圓柱齒輪減速器
二、傳動(dòng)方案的擬訂及說明
計(jì)算驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速
選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min的電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)。根據(jù)總傳動(dòng)比數(shù)值,可擬定以下傳動(dòng)方案:
圖一
三、 選擇電動(dòng)機(jī)
1)電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式
按工作要求和工作條件,選用一般用途的Y(IP44)系列三相異步電動(dòng)機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
2)電動(dòng)機(jī)容量
(1)卷筒的輸出功率
(2)電動(dòng)機(jī)輸出功率
傳動(dòng)裝置的總效率
查表2-1,取一對(duì)軸承效率軸承=0.99,錐齒輪傳動(dòng)效率錐齒輪=0.96,斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)效率齒輪=0.97,聯(lián)軸器效率聯(lián)=0.99,工作機(jī)總效率工作機(jī)=0.95(包括軸承效率)
得電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)間的總效率為
故
(3)電動(dòng)機(jī)額定功率
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20-1選取電動(dòng)機(jī)額定功率。
3)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速
推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍,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2-1查得單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍,圓錐齒輪傳動(dòng)比范圍,則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為:
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
初選同步轉(zhuǎn)速分別為1000r/min和1500r/min的兩種電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較,如下表:
方案
電動(dòng)機(jī)型號(hào)
額定功率(kw)
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)
電動(dòng)機(jī)質(zhì)量(kg)
總傳動(dòng)比
同步
滿載
1
Y100L-6
1.5
1000
940
45
6.696
2
Y90L-4
1.5
1500
1400
27
9.97
兩方案均可行,選定方案二 ,結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較大,能適合卷筒相對(duì)重載的工況,選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y90L-4
4)電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形,安裝尺寸
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20-1、表20-2查得主要數(shù)據(jù),并記錄備用。
四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
1)傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比
2)分配各級(jí)傳動(dòng)比
因?yàn)槭菆A錐圓柱齒輪減速器,所以
那么
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
3)各軸轉(zhuǎn)速(軸號(hào)見圖一)
4)各軸輸入功率
按電動(dòng)機(jī)所需功率計(jì)算各軸輸入功率,即
5)各軸轉(zhuǎn)矩
項(xiàng)目
軸1
軸2
軸3
軸4
軸5
轉(zhuǎn)速(r/min)
1400
1400
501.76
140.56
140.56
功率(kw)
1.27
1.245
1.195
1.15
1.036
轉(zhuǎn)矩(N*m)
8.66
8.49
22.74
78.13
70.39
傳動(dòng)比
1
1
2.79
3.57
1
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
五、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算
圓錐直齒輪設(shè)計(jì)
已知輸入功率,小齒輪轉(zhuǎn)速1400r/min,齒數(shù)比u=2.79,由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),工作壽命10年(設(shè)每年工作300天),一班制,輸送機(jī)工作經(jīng)常滿載,空載起動(dòng),工作平穩(wěn)。
1、 選定齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù)
1) 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器,速度不高,故選用7級(jí)精度(GB10095-88)
2) 材料選擇 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-1選擇小齒輪材料為(調(diào)質(zhì)),硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為240HBS。
3) 選小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù),取整。則
2、 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)
由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算,即
(1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
1) 試選載荷系數(shù)
2) 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩
3) 選齒寬系數(shù)
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
4)由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限,大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
5)由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)
6) 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
7) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(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)S=1,得
(2) 計(jì)算
1) 試算小齒輪分度圓直徑,代入中較小的值
2) 計(jì)算圓周速度v
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
3) 計(jì)算載荷系數(shù)
根據(jù),7級(jí)精度,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)
直齒輪
由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-2查得使用系數(shù)
根據(jù)大齒輪兩端支撐,小齒輪作懸臂布置,查《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表得軸承系數(shù),則
接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)
4) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,得
5) 計(jì)算模數(shù)m
取標(biāo)準(zhǔn)值
6) 計(jì)算齒輪相關(guān)參數(shù)
7) 圓整并確定齒寬
圓整取,
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
3、 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
1) 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)
2) 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)
3) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-5查得齒形系數(shù)
應(yīng)力校正系數(shù)
4) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖20-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限,大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限
5) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)
6) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù),得
7)校核彎曲強(qiáng)度
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式進(jìn)行校核
滿足彎曲強(qiáng)度,所選參數(shù)合適。
圓柱斜齒輪設(shè)計(jì)
已知輸入功率,小齒輪轉(zhuǎn)速501.79r/min,齒數(shù)比u=3.57,由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),工作壽命10年(設(shè)每年工作300天),一班制,帶式輸送機(jī)工作經(jīng)常滿載,空載起動(dòng),工作平穩(wěn)。
1、 選定齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù)
1) 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器,速度不高,故選用7級(jí)精度(GB10095-88)
2) 材料選擇 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-1選擇大小齒輪材料均為45鋼(調(diào)質(zhì)),小齒輪齒面硬度為250HBS,大齒輪齒面硬度為220HBS。
3) 選小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù)取
4) 選取螺旋角。初選螺旋角
2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)
,
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算,即
(1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
1) 試選載荷系數(shù)
2) 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩
3) 選齒寬系數(shù)
4) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-30選取區(qū)域系數(shù)
5) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-26查得,,則
6) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)
7) 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
8) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限,大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
9) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
10)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,得
(2)計(jì)算
1)試算小齒輪分度圓直徑,由計(jì)算公式得
2) 計(jì)算圓周速度v
3) 計(jì)算齒寬b及模數(shù)
4) 計(jì)算縱向重合度
5)計(jì)算載荷系數(shù)
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
根據(jù),7級(jí)精度,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)
由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-3查得
由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-2查得使用系數(shù)
由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-13查得
由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-4查得
接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)
6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,得
7) 計(jì)算模數(shù)
取
8) 幾何尺寸計(jì)算
(1) 計(jì)算中心距
取得
(2) 按圓整后的中心距修正螺旋角
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
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
(4)計(jì)算齒輪寬度
圓整后取
3、 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
1) 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)
2) 根據(jù)重合度,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)
3) 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)
4)由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-5查得齒形系數(shù)
應(yīng)力校正系數(shù)
5) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖20-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限,大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限
6)由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
7) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù),得
8) 校核彎曲強(qiáng)度
根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式進(jìn)行校核
滿足彎曲強(qiáng)度,所選參數(shù)合適。
六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
輸入軸設(shè)計(jì)
1、求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩
2、求作用在齒輪上的力
已知高速級(jí)小圓錐齒輪的分度圓半徑為
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
而
圓周力、徑向力及軸向力的方向如圖二所示
圖二
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
3、 初步確定軸的最小直徑
先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表15-3,取,得,輸入軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑,為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。
聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩,查《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表14-1,由于轉(zhuǎn)矩變化很小,故取,則
查《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》表17-4,選HL1型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為160000,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38mm。
4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(1) 擬定軸上零件的裝配方案(見圖三)
圖三
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
(2) 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
1) 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位,1-2軸段右端需制出一軸肩,故取2-3段的直徑
2) 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力,故選用單列圓錐滾子軸承,參照工作要求并根據(jù),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30306,其尺寸為,,而。
這對(duì)軸承均采用軸肩進(jìn)行軸向定位,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查得30306型軸承的定位軸肩高度,因此取
3)取安裝齒輪處的軸段6-7的直徑;為使套筒可靠地壓緊軸承,
5-6段應(yīng)略短于軸承寬度,故取。
4)軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑油
的要求,求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離,故取
5)錐齒輪輪轂寬度為64.86mm,為使套筒端面可靠地壓緊齒輪取。
6) 由于,故取
(3) 軸上的周向定位
圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接,按由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表6-1
查得平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長(zhǎng)為50mm,同時(shí)為保
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為;滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的,此處選軸的尺寸公差為k6。
(4) 確定軸上圓角和倒角尺寸
取軸端倒角為
5、 求軸上的載荷
載荷
水平面H
垂直面V
支反力F
彎矩M
總彎矩
扭矩T
6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn),扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力,取,軸的計(jì)算應(yīng)力
前已選定軸的材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表15-1查得,故安全。
6、 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度
(1) 判斷危險(xiǎn)截面
截面5右側(cè)受應(yīng)力最大
(2)截面5右側(cè)
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
抗彎截面系數(shù)
抗扭截面系數(shù)
截面5右側(cè)彎矩M為
截面5上的扭矩為
截面上的彎曲應(yīng)力
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力
軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。
截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附表3-2查取。因,,經(jīng)插值后查得
又由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-2可得軸的材料敏感系數(shù)為
故有效應(yīng)力集中系數(shù)為
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-2的尺寸系數(shù),扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。
軸按磨削加工,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為
軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理,即,則綜合系數(shù)為
又取碳鋼的特性系數(shù)
計(jì)算安全系數(shù)值
故可知安全。
中間軸設(shè)計(jì)
1、求中間軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
2、求作用在齒輪上的力
已知圓錐直齒輪的平均分度圓半徑
而
圓周力、,徑向力、及軸向力、的方向如圖四所示
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
圖四
3、初步確定軸的最小直徑
先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為(調(diào)質(zhì)),根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表15-3,取,中間軸最小直徑顯然是安裝滾動(dòng)軸承的直徑和
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(1) 擬定軸上零件的裝配方案(見下圖圖五)
(2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
1)初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力,故選用單列圓錐滾子軸承,參照工作要求并根據(jù),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30306,其尺寸為,。
這對(duì)軸承均采用套筒進(jìn)行軸向定位,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查得30306型軸承的定位軸肩高度,因此取套筒直徑。
2)取安裝齒輪的軸段,錐齒輪左端與左軸承之間采用
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
套筒定位,已知錐齒輪輪轂長(zhǎng),為了使套筒端面可靠地壓緊端面,此軸段應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng),故取,齒輪的右端采用軸肩定位,軸肩高度,故取,則軸環(huán)處的直徑為。
3) 已知圓柱直齒輪齒寬,為了使套筒端面可靠地壓緊端面,此軸
段應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng),故取。
4)箱體一小圓錐齒輪中心線為對(duì)稱軸,則取
。
(3)軸上的周向定位
圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接,按由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表6-1查得平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長(zhǎng)為22mm,同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為;圓柱齒輪的周向定位采用平鍵連接,按由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表6-1查得平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長(zhǎng)為56mm,同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為;滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的,此處選軸的尺寸公差為m6。
(4)確定軸上圓角和倒角尺寸
取軸端倒角為
5、 求軸上的載荷
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
載荷
水平面H
垂直面V
支反力F
彎矩M
總彎矩
扭矩T
6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn),扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力,取,軸的計(jì)算應(yīng)力
前已選定軸的材料為(調(diào)質(zhì)),由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表15-1查得,故安全。
7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度
(1)判斷危險(xiǎn)截面
截面5左右側(cè)受應(yīng)力最大
(2)截面5右側(cè)
抗彎截面系數(shù)
抗扭截面系數(shù)
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
截面5右側(cè)彎矩M為
截面5上的扭矩為
截面上的彎曲應(yīng)力
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力
軸的材料為,調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。
截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附表3-2查取。因,,經(jīng)插值后查得
又由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-2可得軸的材料敏感系數(shù)為
故有效應(yīng)力集中系數(shù)為
由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-2的尺寸系數(shù),扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。
軸按磨削加工,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理,即,則綜合系數(shù)為
又取合金鋼的特性系數(shù)
計(jì)算安全系數(shù)值
故可知安全。
(3)截面5左側(cè)
抗彎截面系數(shù)
抗扭截面系數(shù)
截面5左側(cè)彎矩M為
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
截面5上的扭矩為
截面上的彎曲應(yīng)力
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力
過盈配合處的,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附表3-8用插值法求出,并取,于是得
軸按磨削加工,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為
故得綜合系數(shù)為
計(jì)算安全系數(shù)值
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
故可知安全。
輸出軸設(shè)計(jì)
1、求輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩
2、求作用在齒輪上的力
已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑
圓周力、徑向力及軸向力的方向如圖六所示
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
圖六
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
3、初步確定軸的最小直徑
先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表15-3,取,得,輸出軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑,為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。
聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩,查《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表14-1,由于轉(zhuǎn)矩變化很小,故取,則
查《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》表17-4,選HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為630000,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84mm。
4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(1) 擬定軸上零件的裝配方案(見圖六)
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
圖六
(2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
1)為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位,1-2軸段右端需制出一軸肩,故取2-3段的
直徑,左端用軸端擋圈定位,按軸端擋圈直徑,
半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)
軸器上而不壓在軸的端面上,故1-2段的長(zhǎng)度應(yīng)比略短些,現(xiàn)取
。
2) 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力,故選用單列圓錐滾子軸承,參照工作要求并根據(jù),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30310,其尺寸為,,而。
左端軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程》
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
表15-7查得30310型軸承的定位軸肩高度,因此取;齒輪右端和右軸承之間采用套筒定位,已知齒輪輪轂的寬度為71mm,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪,此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度,故取。齒輪的左端采用軸肩定位,軸肩高度,故取,則軸環(huán)處的直徑為。軸環(huán)寬度,取。
4)軸承端蓋的總寬度為20mm,根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑油的要求,求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離,故取
5)箱體一小圓錐齒輪中心線為對(duì)稱軸,則取。
(3)軸上的周向定位
齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接,按由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表6-1查得平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長(zhǎng)為50mm,同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為;同樣,半聯(lián)軸器與軸的連接,選用平鍵,半聯(lián)軸器與軸的配合為,滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的,此處選軸的尺寸公差為k6。
(4)確定軸上圓角和倒角尺寸
取軸端倒角為
5、求軸上的載荷
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
載荷
水平面H
垂直面V
支反力F
彎矩M
總彎矩
扭矩T
6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn),扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力,取,軸的計(jì)算應(yīng)力
前已選定軸的材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表15-1查得,故安全。
7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度
(1)判斷危險(xiǎn)截面
截面7右側(cè)受應(yīng)力最大
(2)截面7右側(cè)
抗彎截面系數(shù)
抗扭截面系數(shù)
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
截面7右側(cè)彎矩M為
截面7上的扭矩為
截面上的彎曲應(yīng)力
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力
軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。
截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附表3-2查取。因,,經(jīng)插值后查得
又由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-2可得軸的材料敏感系數(shù)為
故有效應(yīng)力集中系數(shù)為
由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-2的尺寸系數(shù),扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。
軸按磨削加工,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理,即,則綜合系數(shù)為
又取碳鋼的特性系數(shù)
計(jì)算安全系數(shù)值
故可知安全。
七、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算
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30306,其尺寸為, ,,
載荷
水平面H
垂直面V
支反力F
則
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
則
則
則
,
則
則
故合格。
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30306,其尺寸為,,,
載荷
水平面H
垂直面V
支反力F
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
則
則
則
則
,
則
則
故合格。
輸出軸軸滾動(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30310,其尺寸為,,,
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
載荷
水平面H
垂直面V
支反力F
則
則
則
則
,
則
則
故合格
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算
輸入軸鍵計(jì)算
1、 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)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:
,故單鍵即可。
2、 校核圓錐齒輪處的鍵連接
該處選用普通平鍵尺寸為,接觸長(zhǎng)度,則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:
,故單鍵即可。
中間軸鍵計(jì)算
1、 校核圓錐齒輪處的鍵連接
該處選用普通平鍵尺寸為,接觸長(zhǎng)度,則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:
,故單鍵即可。
2、 校核圓柱齒輪處的鍵連接
該處選用普通平鍵尺寸為,接觸長(zhǎng)度,則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
,故單鍵即可。
輸出軸鍵計(jì)算
1、 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)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:
,故單鍵即可。
2、 校核圓柱齒輪處的鍵連接
該處選用普通平鍵尺寸為,接觸長(zhǎng)度,則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:
,故單鍵即可。
九、聯(lián)軸器的選擇
在軸的計(jì)算中已選定聯(lián)軸器型號(hào)。
輸入軸選HL1型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為160000,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38mm。
輸出軸選選HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為630000,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84mm。
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
十、減速器附件的選擇
由《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》選定通氣帽,A型壓配式圓形油標(biāo)A20(GB1160.1-89),外六角油塞及封油墊,箱座吊耳,吊環(huán)螺釘M12(GB825-88),啟蓋螺釘M8。
十一、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x≥30~60mm。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┦А?
十二、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。
本次設(shè)計(jì)得到了指導(dǎo)老師的細(xì)心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助。
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
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。
十三、參考文獻(xiàn)
1、《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》 高等教育出版社
2、《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》 高等教育出版社
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F=1310N V=1.8m-s D=245mm
減速器-二級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)【F=1310N
V=1.8m-s
D=245mm】
減速器
二級(jí)
圓錐
圓柱齒輪
設(shè)計(jì)
mm
妹妹
- 資源描述:
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減速器-二級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)【F=1310N V=1.8m-s D=245mm】,F=1310N V=1.8m-s D=245mm,減速器-二級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)【F=1310N,V=1.8m-s,D=245mm】,減速器,二級(jí),圓錐,圓柱齒輪,設(shè)計(jì),mm,妹妹
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