裝配圖二級-帶式運輸機傳動裝置(1)
裝配圖二級-帶式運輸機傳動裝置(1),裝配,二級,運輸機,傳動,裝置
一、 設(shè)計題目:二級直齒圓柱齒輪減速器
1. 要求:擬定傳動關(guān)系:由電動機、V帶、減速器、聯(lián)軸器、工作機構(gòu)成。
2. 工作條件:雙班工作,有輕微振動,小批量生產(chǎn),單向傳動,使用5年,運輸帶允許誤差5%。
3. 知條件:運輸帶卷筒轉(zhuǎn)速,
減速箱輸出軸功率馬力。
二、 傳動裝置總體設(shè)計:
1. 組成:傳動裝置由電機、減速器、工作機組成。
2. 特點:齒輪相對于軸承不對稱分布,故沿軸向載荷分布不均勻,要求軸有較大的剛度。
3. 確定傳動方案:考慮到電機轉(zhuǎn)速高,傳動功率大,將V帶設(shè)置在高速級。 其傳動方案如下:
三、 選擇電機
1. 計算電機所需功率: 查手冊第3頁表1-7:
-帶傳動效率:0.96
-每對軸承傳動效率:0.99
-圓柱齒輪的傳動效率:0.96
-聯(lián)軸器的傳動效率:0.993
—卷筒的傳動效率:0.96
說明:
-電機至工作機之間的傳動裝置的總效率:
2確定電機轉(zhuǎn)速:查指導(dǎo)書第7頁表1:取V帶傳動比i=24
二級圓柱齒輪減速器傳動比i=840所以電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍是:
符合這一范圍的轉(zhuǎn)速有:750、1000、1500、3000
根據(jù)電動機所需功率和轉(zhuǎn)速查手冊第155頁表12-1有4種適用的電動機型號,因此有4種傳動比方案如下:
方案
電動機型號
額定功率
同步轉(zhuǎn)速
r/min
額定轉(zhuǎn)速
r/min
重量
總傳動比
1
Y112M-2
4KW
3000
2890
45Kg
152.11
2
Y112M-4
4KW
1500
1440
43Kg
75.79
3
Y132M1-6
4KW
1000
960
73Kg
50.53
4
Y160M1-8
4KW
750
720
118Kg
37.89
綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、和帶傳動、減速器的傳動比,可見第3種方案比較合適,因此選用電動機型號為Y132M1-6,其主要參數(shù)如下:
額定功率kW
滿載轉(zhuǎn)速
同步轉(zhuǎn)速
質(zhì)量
A
D
E
F
G
H
L
AB
4
960
1000
73
216
38
80
10
33
132
515
280
四 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比:
總傳動比:
分配傳動比:取 則
取經(jīng)計算
注:為帶輪傳動比,為高速級傳動比,為低速級傳動比。
五 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù):
將傳動裝置各軸由高速到低速依次定為1軸、2軸、3軸、4軸
——依次為電機與軸1,軸1與軸2,軸2與軸3,軸3與軸4之間的傳動效率。
1. 各軸轉(zhuǎn)速:
2各軸輸入功率:
3各軸輸入轉(zhuǎn)矩:
運動和動力參數(shù)結(jié)果如下表:
軸名
功率P KW
轉(zhuǎn)矩T Nm
轉(zhuǎn)速r/min
輸入
輸出
輸入
輸出
電動機軸
3.67
36.5
960
1軸
3.52
3.48
106.9
105.8
314.86
2軸
3.21
3.18
470.3
465.6
68
3軸
3.05
3.02
1591.5
1559.6
19.1
4軸
3
2.97
1575.6
1512.6
19.1
六 設(shè)計V帶和帶輪:
1.設(shè)計V帶
①確定V帶型號
查課本表13-6得: 則
根據(jù)=4.4, =960r/min,由課本圖13-5,選擇A型V帶,取。
查課本第206頁表13-7取。
為帶傳動的滑動率。
②驗算帶速: 帶速在范圍內(nèi),合適。
③取V帶基準長度和中心距a:
初步選取中心距a:,取。
由課本第195頁式(13-2)得:查課本第202頁表13-2取。由課本第206頁式13-6計算實際中心距:。
④驗算小帶輪包角:由課本第195頁式13-1得:。
⑤求V帶根數(shù)Z:由課本第204頁式13-15得:
查課本第203頁表13-3由內(nèi)插值法得。
EF=0.1
=1.37+0.1=1.38
EF=0.08
查課本第202頁表13-2得。
查課本第204頁表13-5由內(nèi)插值法得。=163.0 EF=0.009
=0.95+0.009=0.959
則
取根。
⑥求作用在帶輪軸上的壓力:查課本201頁表13-1得q=0.10kg/m,故由課本第197頁式13-7得單根V帶的初拉力:
作用在軸上壓力:
。
七 齒輪的設(shè)計:
1高速級大小齒輪的設(shè)計:
①材料:高速級小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì),齒面硬度為250HBS。高速級大齒輪選用鋼正火,齒面硬度為220HBS。
②查課本第166頁表11-7得: 。
查課本第165頁表11-4得: 。
故 。
查課本第168頁表11-10C圖得: 。
故 。
③按齒面接觸強度設(shè)計:9級精度制造,查課本第164頁表11-3得:載荷系數(shù),取齒寬系數(shù) 計算中心距:由課本第165頁式11-5得:
考慮高速級大齒輪與低速級大齒輪相差不大取
則取
實際傳動比:
傳動比誤差:。
齒寬:取
高速級大齒輪: 高速級小齒輪:
④驗算輪齒彎曲強度:
查課本第167頁表11-9得:
按最小齒寬計算:
所以安全。
⑤齒輪的圓周速度:
查課本第162頁表11-2知選用9級的的精度是合適的。
2低速級大小齒輪的設(shè)計:
①材料:低速級小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì),齒面硬度為250HBS。
低速級大齒輪選用鋼正火,齒面硬度為220HBS。
②查課本第166頁表11-7得: 。
查課本第165頁表11-4得: 。
故 。
查課本第168頁表11-10C圖得: 。
故 。
③按齒面接觸強度設(shè)計:9級精度制造,查課本第164頁表11-3得:載荷系數(shù),取齒寬系數(shù)
計算中心距: 由課本第165頁式11-5得:
取 則 取
計算傳動比誤差:合適
齒寬:則取
低速級大齒輪:
低速級小齒輪:
④驗算輪齒彎曲強度:查課本第167頁表11-9得:
按最小齒寬計算:
安全。
⑤齒輪的圓周速度:
查課本第162頁表11-2知選用9級的的精度是合適的。
八 減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸如下:
名稱
符號
計算公式
結(jié)果
箱座厚度
10
箱蓋厚度
9
箱蓋凸緣厚度
12
箱座凸緣厚度
15
箱座底凸緣厚度
25
地腳螺釘直徑
M24
地腳螺釘數(shù)目
查手冊
6
軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑
M12
蓋與座聯(lián)結(jié)螺栓直徑
=(0.5 0.6)
M10
軸承端蓋螺釘直徑
=(0.40.5)
10
視孔蓋螺釘直徑
=(0.30.4)
8
定位銷直徑
=(0.70.8)
8
,,至外箱壁的距離
查手冊表11—2
34
22
18
,至凸緣邊緣距離
查手冊表11—2
28
16
外箱壁至軸承端面距離
=++(510)
50
大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離
>1.2
15
齒輪端面與內(nèi)箱壁距離
>
10
箱蓋,箱座肋厚
9
8.5
軸承端蓋外徑
+(55.5)
120(1軸)
125(2軸)
150(3軸)
軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離
120(1軸)
125(2軸)
150(3軸)
九 軸的設(shè)計:
1高速軸設(shè)計:
①材料:選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理。查課本第230頁表14-2取 C=100。
②各軸段直徑的確定:根據(jù)課本第230頁式14-2得: 又因為裝小帶輪的電動機軸徑,又因為高速軸第一段軸徑裝配大帶輪,且所以查手冊第9頁表1-16取。L1=1.75d1-3=60。
因為大帶輪要靠軸肩定位,且還要配合密封圈,所以查手冊85頁表7-12取,L2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。
段裝配軸承且,所以查手冊62頁表6-1取。選用6009軸承。
L3=B++2=16+10+2=28。
段主要是定位軸承,取。L4根據(jù)箱體內(nèi)壁線確定后在確定。
裝配齒輪段直徑:判斷是不是作成齒輪軸:
查手冊51頁表4-1得:
得:e=5.9<6.25。
段裝配軸承所以 L6= L3=28。
2 校核該軸和軸承:L1=73 L2=211 L3=96
作用在齒輪上的圓周力為:
徑向力為
作用在軸1帶輪上的外力:
求垂直面的支反力:
求垂直彎矩,并繪制垂直彎矩圖:
求水平面的支承力:
由得
N
N
求并繪制水平面彎矩圖:
求F在支點產(chǎn)生的反力:
求并繪制F力產(chǎn)生的彎矩圖:
F在a處產(chǎn)生的彎矩:
求合成彎矩圖:
考慮最不利的情況,把與直接相加。
求危險截面當量彎矩:
從圖可見,m-m處截面最危險,其當量彎矩為:(取折合系數(shù))
計算危險截面處軸的直徑:
因為材料選擇調(diào)質(zhì),查課本225頁表14-1得,查課本231頁表14-3得許用彎曲應(yīng)力,則:
因為,所以該軸是安全的。
3軸承壽命校核:
軸承壽命可由式進行校核,由于軸承主要承受徑向載荷的作用,所以,查課本259頁表16-9,10取取
按最不利考慮,則有:
則 因此所該軸承符合要求。
4彎矩及軸的受力分析圖如下:
5鍵的設(shè)計與校核:
根據(jù),確定V帶輪選鑄鐵HT200,參考教材表10-9,由于在范圍內(nèi),故軸段上采用鍵:,
采用A型普通鍵:
鍵校核.為L1=1.75d1-3=60綜合考慮取=50得查課本155頁表10-10所選鍵為:
中間軸的設(shè)計:
①材料:選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理。查課本第230頁表14-2取C=100。
②根據(jù)課本第230頁式14-2得:
段要裝配軸承,所以查手冊第9頁表1-16取,查手冊62頁表6-1選用6208軸承,L1=B+++=18+10+10+2=40。
裝配低速級小齒輪,且取,L2=128,因為要比齒輪孔長度少。
段主要是定位高速級大齒輪,所以取,L3==10。
裝配高速級大齒輪,取 L4=84-2=82。
段要裝配軸承,所以查手冊第9頁表1-16取,查手冊62頁表6-1選用6208軸承,L1=B+++3+=18+10+10+2=43。
③校核該軸和軸承:L1=74 L2=117 L3=94
作用在2、3齒輪上的圓周力:
N
徑向力:
求垂直面的支反力
計算垂直彎矩:
求水平面的支承力:
計算、繪制水平面彎矩圖:
求合成彎矩圖,按最不利情況考慮:
求危險截面當量彎矩:
從圖可見,m-m,n-n處截面最危險,其當量彎矩為:(取折合系數(shù))
計算危險截面處軸的直徑:
n-n截面:
m-m截面:
由于,所以該軸是安全的。
軸承壽命校核:
軸承壽命可由式進行校核,由于軸承主要承受徑向載荷的作用,所以,查課本259頁表16-9,10取取
則,軸承使用壽命在年范圍內(nèi),因此所該軸承符合要求。
④彎矩及軸的受力分析圖如下:
⑤鍵的設(shè)計與校核:
已知參考教材表10-11,由于所以取
因為齒輪材料為45鋼。查課本155頁表10-10得
L=128-18=110取鍵長為110. L=82-12=70取鍵長為70
根據(jù)擠壓強度條件,鍵的校核為:
所以所選鍵為:
從動軸的設(shè)計:
⑴確定各軸段直徑
①計算最小軸段直徑。
因為軸主要承受轉(zhuǎn)矩作用,所以按扭轉(zhuǎn)強度計算,由式14-2得:
考慮到該軸段上開有鍵槽,因此取
查手冊9頁表1-16圓整成標準值,取
②為使聯(lián)軸器軸向定位,在外伸端設(shè)置軸肩,則第二段軸徑。查手冊85頁表7-2,此尺寸符合軸承蓋和密封圈標準值,因此取。
③設(shè)計軸段,為使軸承裝拆方便,查手冊62頁,表6-1,取,采用擋油環(huán)給軸承定位。選軸承6215:。
④設(shè)計軸段,考慮到擋油環(huán)軸向定位,故取
⑤設(shè)計另一端軸頸,取,軸承由擋油環(huán)定位,擋油環(huán)另一端靠齒輪齒根處定位。
⑥ 輪裝拆方便,設(shè)計軸頭,取,查手冊9頁表1-16取。
⑦設(shè)計軸環(huán)及寬度b
使齒輪軸向定位,故取取
,
⑵確定各軸段長度。
有聯(lián)軸器的尺寸決定(后面將會講到).
因為,所以
軸頭長度因為此段要比此輪孔的長度短
其它各軸段長度由結(jié)構(gòu)決定。
(4).校核該軸和軸承:L1=97.5 L2=204.5 L3=116
求作用力、力矩和和力矩、危險截面的當量彎矩。
作用在齒輪上的圓周力:
徑向力:
求垂直面的支反力:
計算垂直彎矩:
.m
求水平面的支承力。
計算、繪制水平面彎矩圖。
求F在支點產(chǎn)生的反力
求F力產(chǎn)生的彎矩圖。
F在a處產(chǎn)生的彎矩:
求合成彎矩圖。
考慮最不利的情況,把與直接相加。
求危險截面當量彎矩。
從圖可見,m-m處截面最危險,其當量彎矩為:(取折合系數(shù))
計算危險截面處軸的直徑。
因為材料選擇調(diào)質(zhì),查課本225頁表14-1得,查課本231頁表14-3得許用彎曲應(yīng)力,則:
考慮到鍵槽的影響,取
因為,所以該軸是安全的。
(5).軸承壽命校核。
軸承壽命可由式進行校核,由于軸承主要承受徑向載荷的作用,所以,查課本259頁表16-9,10取取
按最不利考慮,則有:
則,
該軸承壽命為64.8年,所以軸上的軸承是適合要求的。
(6)彎矩及軸的受力分析圖如下:
(7)鍵的設(shè)計與校核:
因為d1=63裝聯(lián)軸器查課本153頁表10-9選鍵為查課本155頁表10-10得
因為L1=107初選鍵長為100,校核所以所選鍵為:
裝齒輪查課本153頁表10-9選鍵為查課本155頁表10-10得
因為L6=122初選鍵長為100,校核
所以所選鍵為:.
十 高速軸大齒輪的設(shè)計
因 采用腹板式結(jié)構(gòu)
代號
結(jié)構(gòu)尺寸和計算公式
結(jié)果
輪轂處直徑
72
輪轂軸向長度
84
倒角尺寸
1
齒根圓處的厚度
10
腹板最大直徑
321.25
板孔直徑
62.5
腹板厚度
25.2
電動機帶輪的設(shè)計
代號
結(jié)構(gòu)尺寸和計算公式
結(jié)果
手冊157頁
38mm
68.4mm
取60mm
81mm
74.7mm
10mm
15mm
5mm
十一.聯(lián)軸器的選擇:
計算聯(lián)軸器所需的轉(zhuǎn)矩: 查課本269表17-1取 查手冊94頁表8-7選用型號為HL6的彈性柱銷聯(lián)軸器。
十二潤滑方式的確定:
因為傳動裝置屬于輕型的,且傳速較低,所以其速度遠遠小于,所以采用脂潤滑,箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號潤滑,裝至規(guī)定高度。
十三.其他有關(guān)數(shù)據(jù)見裝配圖的明細表和手冊中的有關(guān)數(shù)據(jù)。
十四.參考資料:
《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》(第二版)——清華大學(xué) 吳宗澤,北京科技大學(xué) 羅圣國主編。
《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》(第二版)——羅圣國,李平林等主編。
《機械課程設(shè)計》(重慶大學(xué)出版社)——周元康等主編。
《機械設(shè)計基礎(chǔ)》(第四版)課本——楊可楨 程光蘊 主編。
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