電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)帶式運(yùn)輸減速器設(shè)計(jì)與減速器加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)
《電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)帶式運(yùn)輸減速器設(shè)計(jì)與減速器加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)帶式運(yùn)輸減速器設(shè)計(jì)與減速器加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)(27頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第1章 總體構(gòu)思 減速器是電機(jī)和皮帶機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置,用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩,以滿足工作需要。本次設(shè)計(jì)的減速器為二級圓柱齒輪減速器,速比為16,傳遞功率為3.8Kw。高速級齒輪為一對模數(shù)mn=2.5mm、螺旋角β=13°32′的斜齒輪,低速級齒輪為一對模數(shù)m=4mm的直齒輪。電機(jī)與減速器的傳動(dòng)為三角帶傳動(dòng),選用A型三角帶,帶輪為4槽結(jié)構(gòu),帶傳動(dòng)速比為1.54。電機(jī)為Y系列電機(jī),功率4KW,同步轉(zhuǎn)速1500rpm。 本設(shè)計(jì)對減速器齒輪、軸等零件進(jìn)行了強(qiáng)度校核,對軸承進(jìn)行了壽命計(jì)算,均能滿足設(shè)計(jì)要求。對箱體進(jìn)行了設(shè)計(jì),在滿足使用要求的前提下,力求結(jié)構(gòu)簡單,易于加工,節(jié)約材料。
2、 關(guān)鍵詞:減速器;齒輪;電機(jī);箱體;強(qiáng)度校核 第2章 減速機(jī)齒輪的設(shè)計(jì) 2.1減速機(jī)高速級齒輪的設(shè)計(jì) 要求分析 (1)使用條件分析 傳遞功率:P1=3.8 KW; 減速機(jī)輸入軸轉(zhuǎn)速:n1=960 rpm; 電機(jī)與減速機(jī)傳動(dòng)方式:V形帶傳動(dòng); 齒數(shù)比u=4; 轉(zhuǎn)矩:T=9.55í106í=9.55í106í=37802 Nmm 圓周速度:估計(jì)v< 4m/s。 屬中速、中載,重要性和可靠性一般的齒輪傳動(dòng)。 (2)設(shè)計(jì)任務(wù) 確定一種能滿足功能要求和設(shè)計(jì)約束的較好的設(shè)計(jì)方案,包括: 齒輪的基本參數(shù):mn,z1,z2,x1,x2,β,Φd 齒輪的主要尺寸:d1,d2,
3、a,da1,da2 2.1.2選擇齒輪的材料、熱處理方式及疲勞極限應(yīng)力 (1)齒輪材料及熱處理方式及疲勞極限應(yīng)力 按使用條件,屬中速、中載,重要性和可靠性一般的齒輪傳動(dòng),可選用軟齒面齒輪,也可選用硬齒面齒輪。本例選用軟齒面齒輪,根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》(3)表23.2-38,具體選用: 小齒輪:40Cr,調(diào)質(zhì)處理,硬度為241-286HBS; 大齒輪:45,正火處理,硬度為217-255HBS。 由圖23.2-18c查得:σHlim1=800 MPa σHlim2=650 MPa 由圖23.2-29查得:σFE1=320 MPa σFE2=240 MPa (2)按接觸強(qiáng)
4、度初步確定中心距,并初選主要參數(shù) 由表23.2-21 a≥476 (u+1) 式中,T1—小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩,Nm。 T1=9.55í106í=9.55í106í=37802 Nmm=37.8 Nm K—載荷系數(shù),由于載荷較平穩(wěn),速度較低,取K=1.5 齒寬系數(shù):Φa=0.4 齒數(shù)比:u=4 許用接觸應(yīng)力σHP,按大齒輪計(jì)算,σHP2===541 MPa (按表23.2-21,取最小安全系數(shù)SHlim=1.2) 則:a≥476 (4+1) =86.17 mm 取a=135 mm 按經(jīng)驗(yàn)公式:mn=(0.007-0.02)a=(0.007-0.02)135=0.945-
5、2.7 mm 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mn=2.5 mm 初取齒輪螺旋角β=9? cosβ=0.9877 由表23.2-7: z1===21.33 取z1=21 則z2=21íu=21í4=84 精確計(jì)算cosβ===0.9722 β=13?32? mt===2.5715 mm d1=mtz1=2.5715í21=54.001 mm b=Φaía=0.4í135=54 mm (3)校核齒面接觸強(qiáng)度 按表23.2-22 σH=ZH.ZE.Zεβ 分度圓上的圓周力Ft===1400 N 由表23.2-24得,使用系數(shù)KA=1.25 由式23
6、.2-12求,動(dòng)載系數(shù)KV=1+(+K2) v==2.714 m/s 由表23.2-46,齒輪的精度等級為8級。 由表23.2-27,K1=34.79 K2=0.0087 則:KV=1+(+0.0087)=1.53 齒向載荷分布系數(shù),KHβ=KβS+KβM 按Φd=, 由圖23.2-14c, KβS=1.3; 圖23.2-15, KβM=0.19 則:KHβ=1.3+0.19=1.49 齒向載荷分布系數(shù),按KA N/m 由表23.2-28,KHα=1.5 按β=13?32? ,x=0,由圖23.2-16得,節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ZH=2.42 查表23.2-29,材料彈性
7、系數(shù)ZE=189.8 按接觸強(qiáng)度計(jì)算的重合度及螺旋角系數(shù)zεβ: 當(dāng)量齒數(shù):zv1= zv2= 當(dāng)量齒數(shù)的端面重合度,εvα=εvⅠ+εvⅡ 按β=13?32? ,zv1=22.8,zv2=91.3, 由圖23.2-10查,εvⅠ=0.78,εvⅡ=0.87 則:εvα=0.78+0.87=1.65 按Φm=,β=13?32? , 由圖23.2-11得: 縱向重合度εβ=1.5 按εvα=1.65,εβ=1.5,β=13?32? , 由圖23.2-17得,zεβ=0.76 齒面接觸應(yīng)力為: σH=2.42í189.8Zí0.76=559 MPa 計(jì)算安全系數(shù)S
8、H: 由表23.2-22 , SH= 求壽命系數(shù)zN: 應(yīng)力循環(huán)次數(shù):N1=60γn1t=60í1í960í30000=1.728í109 (滿載工作小時(shí)數(shù)t:每的工作300天,每天工作10小時(shí),壽命10年) N2=60γn2t=60í1í240í30000=4.32í108 對調(diào)質(zhì)鋼,允許有一定點(diǎn)蝕,由圖23.2-19查N∞=109 因N1> N∞,取zN1=1; 由圖23.2-19查zN2=1.05 潤滑油膜影響系數(shù)zLVR: v=2.714 m/s 選90#中極壓工業(yè)齒輪油,γ50=90 mm2/s 由圖23.2-20查zLVR
9、=0.83 工作硬化系數(shù)zW:因小齒輪齒面未硬化,取zW=1 按接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)zX:由圖23.2-23查zX =1 則:SH1== SH2= = 由式23.2-19知,SHmin=1,SH1,2> SHmin 故安全 (4)校核齒根彎曲強(qiáng)度 由表23.2-22,σF= 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的載荷分布系數(shù):KFβ=KHβ=1.49, KFα=KHα=1.5 復(fù)合齒形系數(shù)YFS:由zv1=22.8,zv2=91.3 圖23.2-24查得,YFS1=4.3, YFS2=3.94 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的重合度與螺旋角系數(shù)Yεβ: 按εvα=1.65,β=13?32? ,圖
10、23.2-28得,Yεβ=0.64 則: σF1== σF2=σF1 計(jì)算安全系數(shù)SF: 由表23.2-22 , SF= 壽命系數(shù)YN:對調(diào)質(zhì)鋼,由圖23.2-30查得彎曲疲勞應(yīng)力的循環(huán)基數(shù)N∞=3í106 因N1=1.728í109> N∞ N2=4.32í108> N∞,取YN1=YN2=1 相對齒根圓角敏感系數(shù)YδrelT:圖23.2-24,qs1>1.5,qs2>1.5 由表23.2-30得,YδrelT= YδrelT=1 相對齒根表面狀況系數(shù)YRrelT: 表23.2-45,齒面粗糙度Ra1=Ra2=1.6 由式23.2-24得,YRrelT= YRre
11、lT=1 尺寸系數(shù)YX: 圖23.2-31,由mn=2.5得,YX=1 則: SF1= SF2= 由式23.2-20 ,SFmin=1.4 SF1,SF2均大于SFmin 故安全。 (5)主要幾何尺寸 mn=2.5mm mt=2.5715mm z1=21 z2=84 β=13?32? d1=z1mt=21í2.5715=54.002mm d2=z2mt=84í2.5715=216.006mm da1=d1+2ha=54.002+2í2.5=59.002mm da2=d2+2ha=216.006+2í2.5=221.006mm a=(d1+d2)
12、/2=135.004 b2=Φaa=0.4í135=54mm b1=60mm 2.2減速機(jī)低速級傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì) 要求分析 (1)使用條件分析 傳遞功率:P1=3.8 KW; 主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速:n1=240 rpm; 齒數(shù)比u=4; 轉(zhuǎn)矩:T=9.55í106í=9.55í106í=151208 Nmm=151.208 Nm 圓周速度:估計(jì)v< 4m/s。 屬中速、中載,重要性和可靠性一般的齒輪傳動(dòng)。 (2)設(shè)計(jì)任務(wù) 確定一種能滿足功能要求和設(shè)計(jì)約束的較好的設(shè)計(jì)方案,包括: 齒輪的基本參數(shù):m,z1,z2,x1,x2,β,Φd 齒輪的主要尺寸:d1,d2,a,da1,d
13、a2 2.2.2選擇齒輪的材料、熱處理方式及疲勞極限應(yīng)力 (1)齒輪材料及熱處理方式及疲勞極限應(yīng)力 按使用條件,屬中速、中載,重要性和可靠性一般的齒輪傳動(dòng),可選用軟齒面齒輪,也可選用硬齒面齒輪。本例選用軟齒面齒輪,根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》(3)表23.2-38,具體選用: 小齒輪:40Cr,調(diào)質(zhì)處理,硬度為241-286HBS; 大齒輪:45,正火處理,硬度為217-255HBS。 由圖23.2-18c查得:σHlim1=800 MPa σHlim2=650 MPa 由圖23.2-29查得:σFE1=320 MPa σFE2=240 MPa (2)按接觸強(qiáng)度初步確定中心
14、距,并初選主要參數(shù) 由表23.2-21 a≥476 (u+1) 式中,T1—小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩,Nm。 T1=9.55í106í=9.55í106í=151208 Nmm=151.208 Nm K—載荷系數(shù),由于載荷較平穩(wěn),速度較低,取K=1.5 齒寬系數(shù):Φa=0.4 齒數(shù)比:u=4 許用接觸應(yīng)力σHP,按大齒輪計(jì)算, σHP2===541 MPa (按表23.2-21,取最小安全系數(shù)SHlim=1.2) 則:a≥476 (4+1) =186.86 mm 取a=210 mm 按經(jīng)驗(yàn)公式:mn=(0.007-0.02)a=(0.007-0.02)210=1.47-4
15、.2 mm 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mn=4mm 初取齒輪螺旋角β=9? cosβ=0.9877 由表23.2-7: z1===20.54 取z1=21 則z2=21íu=21í4=84 精確計(jì)算cosβ===1 β=0? 低速級齒輪傳動(dòng)為直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 d1=mz1=4í21=84 mm b=Φaía=0.4í210=84 mm (3)校核齒面接觸強(qiáng)度 按表23.2-22 σH=ZH.ZE.Zεβ 分度圓上的圓周力Ft===3600 N 由表23.2-24得,使用系數(shù)KA=1.25 由式23.2-12,動(dòng)載系數(shù)KV=1+(+K2) v==1.055
16、m/s 由表23.2-46,齒輪的精度等級為8級。 由表23.2-27,K1=34.79 K2=0.0087 則:KV=1+(+0.0087)=1.13 齒向載荷分布系數(shù),KHβ=KβS+KβM 按Φd=,由圖23.2-14c, KβS=1.3; 圖23.2-15, KβM=0.23,則: KHβ=1.3+0.23=1.53 齒向載荷分布系數(shù),按KA N/m 由表23.2-28,KHα=1.2 按β=0? ,x=0,由圖23.2-16得,節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ZH=2.5 查表23.2-29,材料彈性系數(shù)ZE=189.8 按接觸強(qiáng)度計(jì)算的重合度及螺旋角系數(shù)zεβ: 當(dāng)
17、量齒數(shù):zv1=z1=21 zv2=z2=84 當(dāng)量齒數(shù)的端面重合度,εvα=εvⅠ+εvⅡ 按β=0?,zv1=21,zv2=84,由圖23.2-10查, εvⅠ=0.76,εvⅡ=0.9 則:εvα=0.76+0.9=1.66 按Φm=,β=0?,圖23.2-11得,縱向重合度εβ=0 按εvα=1.66,εβ=0,β=0?,圖23.2-17得,zεβ=1 齒面接觸應(yīng)力為: σH=2.5í189.8í1=610 MPa 計(jì)算安全系數(shù)SH: 由表23.2-22 ,SH= 求壽命系數(shù)zN: 應(yīng)力循環(huán)次數(shù):N1=60γn1t=60í1í240í30000=4.32í
18、108 (滿載工作小時(shí)數(shù)t:每的工作300天,每天工作10小時(shí),壽命10年) N2=60γn2t=60í1í60í30000=1.08í108 對調(diào)質(zhì)鋼,允許有一定點(diǎn)蝕,由圖23.2-19查N∞=109 由圖23.2-19查,zN1=1.05;zN2=1.15 潤滑油膜影響系數(shù)zLVR: v=1.055 m/s 選90#中極壓工業(yè)齒輪油,γ50=90 mm2/s 由圖23.2-20查zLVR =0.83 工作硬化系數(shù)zW:因小齒輪齒面未硬化,取zW=1 按接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)zX:由圖23.2-23查zX =1 則:SH1== SH2= = 由
19、式23.2-19知,SHmin=1,SH1,2> SHmin 故安全 (4)校核齒根彎曲強(qiáng)度 由表23.2-22,σF= 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的載荷分布系數(shù):KFβ=KHβ=1.53,KFα=KHα=1.2 復(fù)合齒形系數(shù)YFS:由zv1=21,zv2=84,圖23.2-24查得,YFS1=4.35,YFS2=3.94 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的重合度與螺旋角系數(shù)Yεβ: 按εvα=1.66,β=0? ,圖23.2-28得,Yεβ=0.72 則: σF1== σF2=σF1 計(jì)算安全系數(shù)SF: 由表23.2-22 , SF= 壽命系數(shù)YN:對調(diào)質(zhì)鋼,由圖23.2-30查得彎曲疲勞應(yīng)
20、力的循環(huán)基數(shù)N∞=3í106 因N1=4.32í108> N∞ N2=1.08í108> N∞,取YN1=YN2=1 相對齒根圓角敏感系數(shù)YδrelT:圖23.2-24,qs1>1.5,qs2>1.5 由表23.2-30得,YδrelT= YδrelT=1 相對齒根表面狀況系數(shù)YRrelT: 根據(jù)表23.2-45,齒面粗糙度Ra1=Ra2=1.6 由式23.2-24得,YRrelT= YRrelT=1 尺寸系數(shù)YX:圖23.2-31,由m=4得,YX=1 則,SF1= SF2= 由式23.2-20 ,SFmin=1.4 SF1,SF2均大于SFmin
21、故安全。 (5)主要幾何尺寸 m=4mm z1=21 z2=84 d1=z1m=21í4=84mm d2=z2m=84í4=336mm da1=d1+2ha=84+2í4=92mm da2=d2+2ha=336+2í4=344mm a=(d1+d2)/2=210 mm b2=Φaa=0.4í210=84mm b1=90mm 大齒輪的零件圖見附圖一。 第3章 軸的設(shè)計(jì) 3.1 按軸的扭矩初選軸徑和聯(lián)軸器 軸的材料:45 軸的轉(zhuǎn)速:60rpm 軸所傳遞的功率:3.8KW 軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩: T=9.55í106í=9.55í106í=604833 Nm
22、m=604.833 Nm 軸上裝有齒輪,軸端裝有聯(lián)軸器,需開鍵槽。 由表26.1-1查, σb=650 Mpa (抗拉強(qiáng)度) σs=360 Mpa (屈服強(qiáng)度) σ-1=270 Mpa(彎曲疲勞極限) τ-1=155Mpa(扭轉(zhuǎn)疲勞極限) E=2.15í105MPa 表26.3-1選公式初步估算軸徑:dmin=A (由表26.3-2選A=118-107,取A=115) 裝聯(lián)軸器、齒輪的軸開有鍵槽,軸徑增加3-5%,取軸端直徑為48mm。 選聯(lián)軸器,考慮動(dòng)載荷及過載,取聯(lián)軸器工作情況系數(shù)K=1.5。 聯(lián)軸器工作轉(zhuǎn)矩: Tc=KT=1.5í604.833=907250
23、Nmm=907.25 Nm 根據(jù)工作要求選聯(lián)軸器,由d=48mm,Tc選聯(lián)軸器型號(hào): HL4 柱銷聯(lián)軸器,允許最大轉(zhuǎn)矩TP=1600Nm 3.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)軸的受力,選取6000型滾動(dòng)軸承,為便于軸承裝配,取裝軸承處直徑d1=55mm,d2=60mm。初選6311型軸承,軸承規(guī)格為55í120í29,軸環(huán)寬為15mm。齒輪周向固定為平鍵,軸向固定為軸環(huán)和軸套,軸承的固定靠軸套、軸肩、軸承蓋固定,聯(lián)軸器靠軸肩固定。 3.3 軸的受力分析 軸的彎矩、扭矩圖見附圖二。 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩:T1=9.55í106í=604833 Nmm=604 Nm 齒輪所受的圓周力:Ft= 齒輪所
24、受的徑向力:Fr=Ft (αn=20?) 齒輪所受的軸向力:Fx=Fttan0?=0 聯(lián)軸器由于制造、安裝誤差所產(chǎn)生的附加圓周力: F0=0.3 求支反力: 水平面內(nèi):ΣMA=0,RBZ(a+b)-Fra=0 RBZ= ΣRZ=0,RAZ=Fr-RBZ,則RAZ=1309-444=865N 在垂直面內(nèi):ΣMA=0,RBY(a+b)-Fta=0 RBY= RAY=Ft-RBY=3595-1220=2375N F0作用在A、B點(diǎn)的支反力: ΣMB=0,RA0(a+b)-F0c=0 RA0= RB0=RA0+F0=1275+2684=3
25、959N 則,齒輪的作用力在水平面內(nèi)的彎矩:MDZ=63Nm 齒輪的作用力在垂直面內(nèi)的彎矩:MDy=173Nm 齒輪的作用力的合成彎矩: M?D?= F0作用的彎矩:MD0=281Nm MD0的作用平面不定,但當(dāng)其與上述合成彎矩共面時(shí)是最危險(xiǎn)的,此時(shí) ,MD= M?D?+ MD0=184+281=465 Nm 軸所受的轉(zhuǎn)矩為:T1=604 Nm 3.4 軸的強(qiáng)度校核 a 確定危險(xiǎn)截面 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸及彎、扭矩圖,截面B處彎矩較大,且有軸承配合引起的應(yīng)力集中;E處也較大,直徑較小,有圓角引起的應(yīng)力集中;D處彎矩最大,且有齒輪配合與鍵槽引起的應(yīng)力集中,屬危險(xiǎn)截面,故對D截面
26、進(jìn)行強(qiáng)度校核。 b 安全系數(shù)校核計(jì)算 減速機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng),彎矩引起的為對稱循環(huán)的彎應(yīng)力,轉(zhuǎn)矩引起的為脈動(dòng)循環(huán)的剪應(yīng)力。 彎曲應(yīng)力幅為:σa= W—抗彎斷面系數(shù),由表26.3-16,W=18.3í10-6m3 由于是對稱循環(huán)彎曲應(yīng)力,平均應(yīng)力σm=0 由式26.3-2,Sσ= σ-1—45#鋼彎曲對稱循環(huán)應(yīng)力時(shí)的疲勞極限, 由表26.1-1,σ-1=270MPa Kσ—正應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù),表26.3-5,Kσ=1.5 β—表面質(zhì)量系數(shù),表26.3-8,β=0.92 ε—尺寸系數(shù),表26.3-11 ,ε=0.81 剪應(yīng)力幅τm=τα= W
27、P—抗扭斷面系數(shù),表26.3-16,WP=39.5í10-6m3 由式26.3-3, S τ-1—45#鋼扭轉(zhuǎn)疲勞極限,由表26.1-1,τ-1=155MPa Kτ—剪應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù),表26.3-5,Kτ=1.63(按鍵槽) Kτ=1.89(按配合),?。篕τ=1.89 β—表面質(zhì)量系數(shù),表26.3-8,β=0.92 ετ—尺寸系數(shù),表26.3-11 ,ετ=0.81 ψτ—平均應(yīng)力折算系數(shù),表26.3-13,ψτ=0.21 D面的安全系數(shù): 式26.3-1,S= 由表26.3-4,[S]=1.3-1.5,S>[S],截面
28、D是安全的。 軸的零件圖見附圖三。 第4章 電機(jī)的選擇 傳遞功率:P1=3.8 KW; 減速機(jī)輸入軸轉(zhuǎn)速:n1=960 rpm; 電機(jī)與減速機(jī)傳動(dòng)方式:V形帶傳動(dòng); 減速機(jī)速比:i=16,兩級傳動(dòng),齒數(shù)比u=4; 減速機(jī)輸入軸轉(zhuǎn)矩:T=9.55í106í=9.55í106í=37802 Nmm 圓周速度:估計(jì)v< 4m/s。 屬中速、中載,重要性和可靠性一般的齒輪傳動(dòng)。 由以上條件可選擇電機(jī):Y112M-4 4KW 1500rpm 380v。 第5章 箱體的設(shè)計(jì) 5.1結(jié)構(gòu)和尺寸 箱體是減速機(jī)中所有零件的基座,是支承和固定軸系部件,保證傳動(dòng)零件的正確相對位置
29、并承受載荷的重要零件。箱體一般還兼作潤滑油的油箱,具有潤滑和密封內(nèi)零件的作用。 為保證具有足夠的強(qiáng)度和剛度,箱體要有一定的壁厚,并在軸承孔處設(shè)置加強(qiáng)筋。加強(qiáng)肋做在箱體外的稱為外肋,由于其鑄造工藝性好,故應(yīng)用較廣泛。加強(qiáng)肋做在箱體內(nèi)的稱為內(nèi)肋,內(nèi)肋剛度大,不影響外形的美觀,但它阻礙潤滑油的流動(dòng)而增加損耗,且鑄造工藝也比較復(fù)雜,所以應(yīng)用較少。 為了便于軸系部件的安裝和拆卸,箱體大多做成剖分式,由箱座和箱蓋組成,取軸的中心線所在平面為剖分面,箱座和箱蓋采用普通螺栓連接,用圓錐銷定位。在大型的立式圓柱齒輪減速箱中,為了便于制造和安裝,也有采用兩個(gè)剖分面的。對于小型的蝸桿減速箱,可用整體式箱體。整體
30、式箱體結(jié)構(gòu)緊湊,重量較輕,易于保證軸承與軸承孔的配合要求,但裝拆和調(diào)整不如剖分式箱體方便。 箱體的材料,毛坯種類與減速器的應(yīng)用場合及生產(chǎn)數(shù)量有關(guān)。鑄造箱體通常采用灰鑄鐵鑄造。當(dāng)需要承受振動(dòng)和沖擊載荷時(shí),可用鑄鋼或高強(qiáng)度鑄鐵鑄造。鑄造箱體的剛性較好,外形美觀,易于切削加工,能吸收振動(dòng)和消除噪聲,但重量較大,適合于成批生產(chǎn)。對于單件或小批生產(chǎn)的箱體,可采用鋼板焊接而成。這種箱體箱壁薄,重量輕,材料省,生產(chǎn)周期短,但要求制造成本較高。 此外,為了便于加工和檢測,同一軸線軸承孔的直徑通常都相等,且使同側(cè)各軸承座的外端面處于同一平面。為了減少加工面積,箱體與其它零件、部件的接合處一般都做成凸臺(tái)或沉頭
31、座。 5.2箱體內(nèi)壁線的確定 本階段的設(shè)計(jì)內(nèi)容,主要是初繪減速器的俯視圖和部分主視圖。 圓柱齒輪減速器 先畫出傳動(dòng)零件的中心線,然后畫齒輪的輪廓。為了保證兩齒輪的嚙合寬度和降低安裝精度的要求,通常小齒輪比大齒輪寬5-10mm。其他詳細(xì)結(jié)構(gòu)可暫時(shí)不畫出。雙級圓柱齒輪減速器可以從中間軸開始,中間軸上的兩齒輪端面間距為8-15 mm。如中間軸上小齒輪也為軸齒輪,可將小齒輪在原本基礎(chǔ)上再做寬8-15mm,作為大齒輪軸向定位的軸肩。 按小齒輪端面距箱體內(nèi)壁間的距離a2=δ(δ為底座壁厚,《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》(3)表25.1-2查δ=0.025a+5≥8,本例a=200mm,則δ=10mm)的要求,
32、畫出沿箱體長度方向的兩條內(nèi)壁線。沿箱體寬度方向,只能先畫出距低速級大齒輪頂圓a1=1.2δ的內(nèi)壁線。高速級小齒輪一側(cè)內(nèi)壁涉及箱體結(jié)構(gòu),暫不畫出,留到畫主視圖時(shí)再畫。雙級圓柱齒輪減速器,按高速級小齒輪和中間軸小齒輪面與箱體內(nèi)壁間的距離a2=δ的要求畫出沿箱體長度方向的兩條內(nèi)壁線。同樣,可畫出低速級大齒輪具頂圓與箱體內(nèi)壁的距離a1=1.2δ的一側(cè)的內(nèi)壁線。高速級小齒輪一側(cè)暫不畫出,留到畫主視圖時(shí)再畫。 輸油溝的確定 當(dāng)軸承利用齒輪飛濺起來的潤滑油潤滑時(shí),應(yīng)在箱座連結(jié)凸緣上開輸油溝。輸油溝的結(jié)構(gòu)見圖。開輸油溝時(shí)還應(yīng)注意,不要與連接螺栓孔相干涉。 5.2.3箱蓋,箱座凸緣及連接螺栓的布置 為了
33、防止?jié)櫥屯饴?,凸緣?yīng)有足夠的寬度。另外,還應(yīng)考慮安裝連接螺栓時(shí),要保證有足夠的扳手活動(dòng)空間。 在布置凸緣連接螺栓時(shí),應(yīng)盡量均勻?qū)ΨQ。為保證箱蓋與箱座接合的緊密性,螺栓的間距不要過大,對中小型減速箱不大于100-200mm。布置螺栓時(shí),與別的零件間也要留有足夠的扳手活動(dòng)空間。 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮的幾個(gè)問題 a、足夠的剛度 箱體除有足夠的強(qiáng)度外,還需有足夠的剛度,若剛度不夠,會(huì)使軸和軸承在外力作用下產(chǎn)生偏斜,引起傳動(dòng)零件嚙合精度下降,使減速器不能正常工作。因此,在設(shè)計(jì)箱體時(shí),除有足夠的壁厚外,還需在軸承凸臺(tái)上下做出剛性加強(qiáng)肋。 b、良好的箱體結(jié)構(gòu)工藝性 箱體結(jié)構(gòu)工藝性,主要包括鑄造
34、工藝性和機(jī)械加工工藝等。 箱體的鑄造工藝性:設(shè)計(jì)鑄造箱體時(shí),力求外形簡單,壁厚均勻,過渡平緩。在采用砂模鑄造時(shí),箱體鑄造圓角半徑一般可取R=5-10mm。為使液態(tài)金屬流動(dòng)通暢,壁厚應(yīng)大于最小壁厚(δmin=8mm),還應(yīng)注意鑄件應(yīng)有1:10-1:20的拔模斜度。 箱體的機(jī)械加工工藝性:為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益,應(yīng)盡量減小機(jī)械加工面。箱體上任何一處加工表面與非加工表面要分開,不使它們在同一平面上。是采用凸出還是采用凹入結(jié)構(gòu),應(yīng)視加工方法而定。軸承孔端面、窺視孔、通氣器、吊環(huán)螺釘、油塞等處均應(yīng)凸起3-8mm。支承螺栓頭或螺母的支承面,一般多采用凹入結(jié)構(gòu),即沉頭座。沉頭座锪平時(shí),深度不限,锪
35、平為止。箱座底面也應(yīng)鑄出凹入部分,以減少加工面及保證減速器安裝在基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性。 為保證加工精度,縮短工時(shí),應(yīng)盡量減少加工時(shí)工件和刀具的調(diào)整次數(shù)。因此,同一軸線上的軸承孔的直徑,精度和表面粗糙度應(yīng)盡量一致,以便一次鏜成。各軸承座的外端面應(yīng)在同一平面內(nèi)。箱座與箱蓋用螺栓聯(lián)接后,打上定位銷進(jìn)行鏜孔,鏜孔時(shí)接合面處禁止放任何襯墊。 5.2.5減速箱的附件 a、檢查孔 為檢查傳動(dòng)零件的嚙合情況,并向箱內(nèi)注入潤滑油,應(yīng)在箱體的適當(dāng)位置設(shè)置檢查孔。檢查孔設(shè)在箱蓋頂部能直接觀察到齒輪嚙合部位處。平時(shí),檢查孔的蓋板用螺釘固定在箱蓋上。 b、通氣塞 減速器工作時(shí),箱體內(nèi)溫度升高,氣體膨脹,壓力增大
36、。為使箱體內(nèi)熱脹的空氣能自由排出,通常在箱體頂部裝設(shè)通氣塞。 c、軸承蓋 為固定軸系部件的軸向位置,并承受軸向負(fù)荷,軸承座孔兩端用軸承蓋封閉。本次設(shè)計(jì)采用嵌入式軸承蓋,減速器外觀平整,寬度較小。 d、定位銷 為保證每次拆裝箱蓋時(shí),仍保持軸承座孔制造加工時(shí)的精度,在箱蓋與箱座的聯(lián)接凸緣上配裝定位銷。本次設(shè)計(jì)采用2個(gè)8mm的圓錐定位銷。 e、油面指示器 為檢查減速器內(nèi)油池油面的高度,一般在箱體便于觀察、油面較穩(wěn)定的部位,裝設(shè)油面指示器。本次設(shè)計(jì)采用的是油標(biāo)尺。 f、放油螺塞 換油時(shí),排放油污和清洗劑,應(yīng)在箱座底部、油池的最低位處開設(shè)放油孔,平時(shí)用螺塞將孔堵住。放油螺塞與箱座接合面應(yīng)
37、回防漏用的墊圈。 g、啟箱螺釘 這加強(qiáng)密封效果,通常在裝配時(shí)于箱體剖分面上涂以密封膠,因而在拆卸時(shí)往往因膠接緊密而難于開蓋。為此,常在箱蓋聯(lián)接凸緣的適當(dāng)位置,加工2個(gè)螺孔,旋入啟箱用的螺釘。 第6章鍵、軸承、帶傳動(dòng)的選擇與校核 6.1鍵的選擇與校核 以低速軸為例,來選擇、校核鍵。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》(4),選擇平鍵,尺寸為18í11,長度為70mm 。 鍵的校核:由于平鍵連接用于傳遞扭矩,鍵的側(cè)面受擠壓,故根據(jù)鍵的受力情況,按擠壓強(qiáng)度進(jìn)行校核。 由式 σjy= T—大齒輪傳遞的扭矩,T=602 Nm d—與齒輪配合的軸徑,d=60mm l—鍵的工作長度,l=70-1
38、8=52mm k—鍵與輪轂的接觸高度,k=h/2=11/2=5.5mm [σ] jy—鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力, 查表21.3-3,對于輕微沖擊時(shí),取[σ] jy=100-120MPa σjy= 滿足強(qiáng)度要求。 6.2軸承的選擇與校核 軸承的選擇 根據(jù)軸承的受力情況,減速機(jī)選擇軸承型號(hào)為6000型。由軸的尺寸及軸承的受力,選擇輸入軸軸承為6307;中軸軸承為6308;輸出軸軸承為6311。 軸承壽命的計(jì)算 本次只選擇低速軸(三軸)進(jìn)行計(jì)算: 圓周力:Ft=3595N;軸向力:Fa=0;軸徑:d=55mm; 轉(zhuǎn)速:n=60rpm;壽命:大于5000h;可靠性為90%。 由表
39、28.2-6,Cor=41.91KN=41910N Cr=55.06KN=55060N 極限轉(zhuǎn)速:油潤滑時(shí),nlim=6700rpm 計(jì)算軸承內(nèi)部軸向力: 軸承支反力:FrA= FrB= Fa=0,Pr=Fr 由式28.3-4b,PrA=FrA=3802N,PrB=FrB=5257N 軸承的壽命: 由式28.3-12,Lh= 6.3帶傳動(dòng)的選擇與校核 設(shè)計(jì)功率:Pd=KAP=1.3í4=5.2Kw KA—工況系數(shù),表22.1-9,KA=1.3 由圖2
40、2.1-1,根據(jù)Pd,n,選A型三角帶。
帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比:i=
小帶輪基準(zhǔn)直徑:由表22.1-14,dd1=100mm
大帶輪直徑:dd2=i dd1(1-ε)=1.56í100í(1-0.02)=153mm
ε—滑差率,ε=0.01-0.02
由表22.1-14,取標(biāo)準(zhǔn)直徑dd2=160mm
驗(yàn)算帶速:v=
帶輪的圓周速度在5-25m/s范圍內(nèi),合適。
確定中心距:0.7(dd1+dd2) 41、 取a0=480mm
確定A帶基準(zhǔn)長度:
Ld0=2a0+
=2í480+
=1370mm
由表22.1-6,選Ld=1400 mm
帶輪的實(shí)際中心距:
a= a0+
小帶輪包角:
包角合適。
單根三角帶傳遞的功率:
由表22.1-13c,根據(jù)A型帶,d1=100mm,n1=1500rpm得:
P1=1.32Kw;ΔP1=0.15Kw
三角帶根數(shù):
Z=
Kα—小帶輪包角修正系數(shù),表22.1-10,Kα=0.99
Kl—帶長修正系數(shù),表22.1-11,Kl=0.96
取z=4。
單根三角帶的預(yù)緊 42、力:
F0=
m—三角帶每米長質(zhì)量,表22.1-12,m=0.1kg/m
三角帶作用在軸上的力:
Fr=2F0zsin
4、帶輪的材料及結(jié)構(gòu)
材料:HT150;
結(jié)構(gòu):帶輪槽數(shù)為4槽A型帶。由于帶輪直徑較小,采用腹板式結(jié)構(gòu),腹板上鉆有4孔,帶輪與軸用普通平鍵固定。
結(jié) 論
通過本次設(shè)計(jì),我綜合運(yùn)用了所學(xué)的專業(yè)課程知識(shí),理論聯(lián)系實(shí)際,所學(xué)的專業(yè)知識(shí)得到了系統(tǒng)的復(fù)習(xí)和鞏固,為以后的工作和進(jìn)一步的學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。這次設(shè)計(jì)還培養(yǎng)了我的分析和解決實(shí)際問題的能力。通過對減速器的設(shè)計(jì)過程,我學(xué)到了以前所沒有學(xué)到的東西,學(xué)會(huì)了解決工程技術(shù)問題的基本方法,獨(dú)立工作能力增強(qiáng),計(jì)算機(jī)和 43、繪圖的技能大大提高。這次設(shè)計(jì)使我受益非淺, 由于本人能力有限,還望各位老師多多批評指正。
主要參考文獻(xiàn)
1)陳立德 《機(jī)械制造技術(shù)》 上海交大出版2000
2)范順成 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》機(jī)械工業(yè)出版社 2001
3)鄭文偉 《機(jī)械原理》 高等教育出版社 1997
4)汪愷 《機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊》機(jī)械工業(yè)出版社 1997
5)張展 《減速器設(shè)計(jì)選用手冊》上海科技出版社2001
6)任家卉《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》北京航空航天大學(xué)出版社1999
7)大連理工大學(xué)機(jī)械制圖第四版高等教育出版社1993
8) 王洪欣機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)(ⅠⅡ)中國礦業(yè)大學(xué)出版社2002
9) 張樹森機(jī)械制造工程學(xué)東北大學(xué)出版社2001
10)J.Cecil.Computer-Aided Fixture Design-A Review and Future Trends(J).Virtual Enterprise Engineering Lab(VEEL),Industrial Engineering Department,New Mexico State University,Las Cruves,USA
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