減速器-圓錐圓柱二級齒輪減速器設(shè)計【F=2710N V=1.8ms D=250mm】
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機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計
圓錐圓柱二級齒輪減速器【F=2710N V=1.8 D=250】
計算說明書
指導(dǎo)教師
院 系
班 級
學(xué) 號
姓 名
目 錄
設(shè)計任務(wù)書……………………………………………………3
傳動方案的擬訂及說明………………………………………3
電動機的選擇…………………………………………………3
計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)……………………………5
齒輪傳動件的設(shè)計計算………………………………………7
軸的設(shè)計計算………………………………………………..16
滾動軸承的選擇及計算……………………………………..38
鍵聯(lián)接的選擇及校核計算…………………………………..42
聯(lián)軸器的選擇………………………………………………..43
減速器附件的選擇…………………………………………..44
潤滑與密封…………………………………………………...44
設(shè)計小結(jié)……………………………………………………...46
參考資料……………………………………………………...47
設(shè)計計算及說明
結(jié)果
一、 設(shè)計任務(wù)書
設(shè)計一用于帶式運輸機上的圓錐圓柱齒輪減速器,已知帶式運輸機輸送帶工作拉力F=2710N,帶速v=1.8m/s,卷筒直徑D=250mm,輸送機常溫下經(jīng)常滿載,空載起動,連續(xù)單向運轉(zhuǎn),載荷較平穩(wěn)。工作壽命10年(設(shè)每年工作300天),一班制。簡圖如下:
(圖2)
由圖可知,該設(shè)備原動機為電動機,傳動裝置為減速器,減速器為兩級展開式圓錐—圓柱齒輪減速器
二、傳動方案的擬訂及說明
計算驅(qū)動卷筒的轉(zhuǎn)速
選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min的電動機作為原動機,因此傳動裝置總傳動比約為13。根據(jù)總傳動比數(shù)值,可擬定以下傳動方案:
圖一
三、 選擇電動機
1)電動機類型和結(jié)構(gòu)型式
按工作要求和工作條件,選用一般用途的Y(IP44)系列三相異步電動機。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。
設(shè)計計算及說明
結(jié)果
2)電動機容量
(1)卷筒的輸出功率
(2)電動機輸出功率
傳動裝置的總效率
查表2-1,取一對軸承效率軸承=0.99,錐齒輪傳動效率錐齒輪=0.96,斜齒圓柱齒輪傳動效率齒輪=0.97,聯(lián)軸器效率聯(lián)=0.99,得電動機到工作機間的總效率為
故
(3)電動機額定功率
由《機械設(shè)計(機械設(shè)計基礎(chǔ))課程設(shè)計》表20-1選取電動機額定功率。
3)電動機的轉(zhuǎn)速
推算電動機轉(zhuǎn)速可選范圍,由《機械設(shè)計(機械設(shè)計基礎(chǔ))課程設(shè)計》表2-1查得單級圓柱齒輪傳動比范圍,圓錐齒輪傳動比范圍,則電動機轉(zhuǎn)速可選范圍為:
設(shè)計計算及說明
結(jié)果
初選同步轉(zhuǎn)速分別為1000r/min和1500r/min的兩種電動機進行比較,如下表:
方案
電動機型號
額定功率(kw)
電動機轉(zhuǎn)速(r/min)
電動機質(zhì)量(kg)
總傳動比
同步
滿載
1
Y132M2-6
5.5
1000
960
119
6.98
2
Y132S-4
5.5
1500
1440
68
10.47
兩方案均可行,選定方案二 ,結(jié)構(gòu)尺寸相對較大,能適合卷筒相對重載的工況,選定電動機的型號為Y132S-4
4)電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形,安裝尺寸
由《機械設(shè)計(機械設(shè)計基礎(chǔ))課程設(shè)計》表20-1、表20-2查得主要數(shù)據(jù),并記錄備用。
四、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)
1)傳動裝置總傳動比
2)分配各級傳動比
因為是圓錐圓柱齒輪減速器,所以
那么
設(shè)計計算及說明
結(jié)果
3)各軸轉(zhuǎn)速(軸號見圖一)
4)各軸輸入功率
按電動機所需功率計算各軸輸入功率,即
5)各軸轉(zhuǎn)矩
項目
軸1
軸2
軸3
軸4
軸5
轉(zhuǎn)速(r/min)
1440
1440
516.13
137.63
137.63
功率(kw)
5.5
5.39
5.17
4.97
4.91
轉(zhuǎn)矩(N*m)
36.48
35.75
95.66
344.86
340.70
傳動比
1
1
2.79
3.75
1
設(shè)計計算及說明
結(jié)果
五、傳動件的設(shè)計計算
圓錐直齒輪設(shè)計
已知輸入功率,小齒輪轉(zhuǎn)速1440r/min,齒數(shù)比u=2.79,由電動機驅(qū)動,工作壽命10年(設(shè)每年工作300天),一班制,輸送機工作經(jīng)常滿載,空載起動,工作平穩(wěn)。
1、 選定齒輪精度等級、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級精度(GB10095-88)
2) 材料選擇 由《機械設(shè)計(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、 按齒面接觸強度設(shè)計
由設(shè)計計算公式進行試算,即
(1) 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值
1) 試選載荷系數(shù)
2) 計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩
3) 選齒寬系數(shù)
設(shè)計計算及說明
結(jié)果
4)由《機械設(shè)計(第八版)》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限,大齒輪的接觸疲勞強度極限
5)由《機械設(shè)計(第八版)》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)
6) 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
7) 由《機械設(shè)計(第八版)》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)
8) 計算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,得
(2) 計算
1) 試算小齒輪分度圓直徑,代入中較小的值
2) 計算圓周速度v
設(shè)計計算及說明
結(jié)果
3) 計算載荷系數(shù)
根據(jù),7級精度,由《機械設(shè)計(第八版)》圖10-8查得動載系數(shù)
直齒輪
由《機械設(shè)計(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《機械設(shè)計(第八版)》表得軸承系數(shù),則
接觸強度載荷系數(shù)
4) 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,得
5) 計算模數(shù)m
取標準值
6) 計算齒輪相關(guān)參數(shù)
7) 圓整并確定齒寬
圓整取,
設(shè)計計算及說明
結(jié)果
3、 校核齒根彎曲疲勞強度
1) 確定彎曲強度載荷系數(shù)
2) 計算當量齒數(shù)
3) 由《機械設(shè)計(第八版)》表10-5查得齒形系數(shù)
應(yīng)力校正系數(shù)
4) 由《機械設(shè)計(第八版)》圖20-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限,大齒輪的彎曲疲勞強度極限
5) 由《機械設(shè)計(第八版)》圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)
6) 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù),得
7)校核彎曲強度
設(shè)計計算及說明
結(jié)果
根據(jù)彎曲強度條件公式進行校核
滿足彎曲強度,所選參數(shù)合適。
圓柱斜齒輪設(shè)計
已知輸入功率,小齒輪轉(zhuǎn)速516.13r/min,齒數(shù)比u=3.75,由電動機驅(qū)動,工作壽命10年(設(shè)每年工作300天),一班制,帶式輸送機工作經(jīng)常滿載,空載起動,工作平穩(wěn)。
1、 選定齒輪精度等級、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級精度(GB10095-88)
2) 材料選擇 由《機械設(shè)計(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、按齒面接觸強度設(shè)計
,
設(shè)計計算及說明
結(jié)果
由設(shè)計計算公式進行試算,即
(1) 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值
1) 試選載荷系數(shù)
2) 計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩
3) 選齒寬系數(shù)
4) 由《機械設(shè)計(第八版)》圖10-30選取區(qū)域系數(shù)
5) 由《機械設(shè)計(第八版)》圖10-26查得,,則
6) 由《機械設(shè)計(第八版)》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)
7) 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
8) 由《機械設(shè)計(第八版)》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限,大齒輪的接觸疲勞強度極限
9) 由《機械設(shè)計(第八版)》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)
設(shè)計計算及說明
結(jié)果
10)計算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,得
(2)計算
1)試算小齒輪分度圓直徑,由計算公式得
2) 計算圓周速度v
3) 計算齒寬b及模數(shù)
4) 計算縱向重合度
5)計算載荷系數(shù)
設(shè)計計算及說明
結(jié)果
根據(jù),7級精度,由《機械設(shè)計(第八版)》圖10-8查得動載系數(shù)
由《機械設(shè)計(第八版)》表10-3查得
由《機械設(shè)計(第八版)》表10-2查得使用系數(shù)
由《機械設(shè)計(第八版)》表10-13查得
由《機械設(shè)計(第八版)》表10-4查得
接觸強度載荷系數(shù)
6)按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,得
7) 計算模數(shù)
取
8) 幾何尺寸計算
(1) 計算中心距
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)計算大小齒輪的分度圓直徑
設(shè)計計算及說明
結(jié)果
(4)計算齒輪寬度
圓整后取
3、 校核齒根彎曲疲勞強度
1) 確定彎曲強度載荷系數(shù)
2) 根據(jù)重合度,由《機械設(shè)計(第八版)》圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)
3) 計算當量齒數(shù)
4)由《機械設(shè)計(第八版)》表10-5查得齒形系數(shù)
應(yīng)力校正系數(shù)
5) 由《機械設(shè)計(第八版)》圖20-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限,大齒輪的彎曲疲勞強度極限
6)由《機械設(shè)計(第八版)》圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)
設(shè)計計算及說明
結(jié)果
7) 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù),得
8) 校核彎曲強度
根據(jù)彎曲強度條件公式進行校核
滿足彎曲強度,所選參數(shù)合適。
六、軸的設(shè)計計算
輸入軸設(shè)計
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
已知高速級小圓錐齒輪的分度圓半徑為
設(shè)計計算及說明
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)計計算及說明
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)《機械設(shè)計(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),故需同時選取聯(lián)軸器型號。
聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩,查《機械設(shè)計(第八版)》表14-1,由于轉(zhuǎn)矩變化很小,故取,則
查《機械設(shè)計(機械設(shè)計基礎(chǔ))課程設(shè)計》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)軸器長度,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為38mm。
4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
(1) 擬定軸上零件的裝配方案(見圖三)
圖三
設(shè)計計算及說明
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) 初步選擇滾動軸承。因軸承同時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《機械設(shè)計(機械設(shè)計基礎(chǔ))課程設(shè)計》表15-7中初步選取0基本游隙組,標準精度級的單列圓錐滾子軸承30306,其尺寸為,,而。
這對軸承均采用軸肩進行軸向定位,由《機械設(shè)計(機械設(shè)計基礎(chǔ))課程設(shè)計》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軸承添加潤滑油
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《機械設(shè)計(第八版)》表6-1
查得平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長為50mm,同時為保
設(shè)計計算及說明
結(jié)果
證齒輪與軸配合有良好的對中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為;滾動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)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力,取,軸的計算應(yīng)力
前已選定軸的材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),由《機械設(shè)計(第八版)》表15-1查得,故安全。
6、 精確校核軸的疲勞強度
(1) 判斷危險截面
截面5右側(cè)受應(yīng)力最大
(2)截面5右側(cè)
設(shè)計計算及說明
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《機械設(shè)計(第八版)》附表3-2查取。因,,經(jīng)插值后查得
又由《機械設(shè)計(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)計計算及說明
結(jié)果
由《機械設(shè)計(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《機械設(shè)計(第八版)》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為
軸未經(jīng)表面強化處理,即,則綜合系數(shù)為
又取碳鋼的特性系數(shù)
計算安全系數(shù)值
故可知安全。
中間軸設(shè)計
1、求中間軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩
設(shè)計計算及說明
結(jié)果
2、求作用在齒輪上的力
已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑
而
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)計計算及說明
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)《機械設(shè)計(第八版)》表15-3,取,得,中間軸最小直徑顯然是安裝滾動軸承的直徑和
設(shè)計計算及說明
結(jié)果
4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
(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度
1)初步選擇滾動軸承。因軸承同時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《機械設(shè)計(機械設(shè)計基礎(chǔ))課程設(shè)計》表15-7中初步選取0基本游隙組,標準精度級的單列圓錐滾子軸承30306,其尺寸為,。
這對軸承均采用套筒進行軸向定位,由《機械設(shè)計(機械設(shè)計基礎(chǔ))課程設(shè)計》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)計計算及說明
結(jié)果
套筒定位,已知錐齒輪輪轂長,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,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,故取。
4)箱體一小圓錐齒輪中心線為對稱軸,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《機械設(shè)計(第八版)》表6-1查得平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長為22mm,同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性,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《機械設(shè)計(第八版)》表6-1查得平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長為56mm,同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為;滾動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)計計算及說明
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)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力,取,軸的計算應(yīng)力
前已選定軸的材料為(調(diào)質(zhì)),由《機械設(shè)計(第八版)》表15-1查得,故安全。
7、精確校核軸的疲勞強度
(1)判斷危險截面
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)計計算及說明
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《機械設(shè)計(第八版)》附表3-2查取。因,,經(jīng)插值后查得
又由《機械設(shè)計(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《機械設(shè)計(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《機械設(shè)計(第八版)》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為
設(shè)計計算及說明
結(jié)果
軸未經(jīng)表面強化處理,即,則綜合系數(shù)為
又取合金鋼的特性系數(shù)
計算安全系數(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)計計算及說明
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《機械設(shè)計(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《機械設(shè)計(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
計算安全系數(shù)值
設(shè)計計算及說明
結(jié)果
故可知安全。
輸出軸設(shè)計
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
而
圓周力、徑向力及軸向力的方向如圖六所示
設(shè)計計算及說明
結(jié)果
圖六
設(shè)計計算及說明
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)《機械設(shè)計(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),故需同時選取聯(lián)軸器型號。
聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩,查《機械設(shè)計(第八版)》表14-1,由于轉(zhuǎn)矩變化很小,故取,則
查《機械設(shè)計(機械設(shè)計基礎(chǔ))課程設(shè)計》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)軸器長度,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為84mm。
4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
(1) 擬定軸上零件的裝配方案(見圖六)
設(shè)計計算及說明
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段的長度應(yīng)比略短些,現(xiàn)取
。
2) 初步選擇滾動軸承。因軸承同時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《機械設(shè)計(機械設(shè)計基礎(chǔ))課程設(shè)計》表15-7中初步選取0基本游隙組,標準精度級的單列圓錐滾子軸承30310,其尺寸為,,而。
左端軸承采用軸肩進行軸向定位,由《機械設(shè)計(機械設(shè)計基礎(chǔ))課程》
設(shè)計計算及說明
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軸承添加潤滑油的要求,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《機械設(shè)計(第八版)》表6-1查得平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長為50mm,同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性,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)計計算及說明
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)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力,取,軸的計算應(yīng)力
前已選定軸的材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),由《機械設(shè)計(第八版)》表15-1查得,故安全。
7、精確校核軸的疲勞強度
(1)判斷危險截面
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)計計算及說明
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《機械設(shè)計(第八版)》附表3-2查取。因,,經(jīng)插值后查得
又由《機械設(shè)計(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《機械設(shè)計(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《機械設(shè)計(第八版)》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為
設(shè)計計算及說明
結(jié)果
軸未經(jīng)表面強化處理,即,則綜合系數(shù)為
又取碳鋼的特性系數(shù)
計算安全系數(shù)值
故可知安全。
七、滾動軸承的選擇及計算
輸入軸滾動軸承計算
初步選擇滾動軸承,由《機械設(shè)計(機械設(shè)計基礎(chǔ))課程設(shè)計》表15-7中初步選取0基本游隙組,標準精度級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)計計算及說明
結(jié)果
則
則
則
,
則
則
故合格。
中間軸滾動軸承計算
初步選擇滾動軸承,由《機械設(shè)計(機械設(shè)計基礎(chǔ))課程設(shè)計》表15-7中初步選取0基本游隙組,標準精度級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)計計算及說明
結(jié)果
則
則
則
則
,
則
則
故合格。
輸出軸軸滾動軸承計算
初步選擇滾動軸承,由《機械設(shè)計(機械設(shè)計基礎(chǔ))課程設(shè)計》表15-7中初步選取0基本游隙組,標準精度級的單列圓錐滾子軸承30310,其尺寸為,,,
設(shè)計計算及說明
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)計計算及說明
結(jié)果
八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算
輸入軸鍵計算
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,接觸長度,則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:
設(shè)計計算及說明
結(jié)果
,故單鍵即可。
輸出軸鍵計算
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
在軸的計算中已選定聯(lián)軸器型號。
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)軸器長度,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為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)軸器長度,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為84mm。
設(shè)計計算及說明
結(jié)果
十、減速器附件的選擇
由《機械設(shè)計(機械設(shè)計基礎(chǔ))課程設(shè)計》選定通氣帽,A型壓配式圓形油標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、潤滑與密封
齒輪采用浸油潤滑,由《機械設(shè)計(機械設(shè)計基礎(chǔ))課程設(shè)計》表16-1查得選用N220中負荷工業(yè)齒輪油(GB5903-86)。當齒輪圓周速度時,圓錐齒輪浸入油的深度約一個齒高,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滑軸承,并通過油槽潤滑其他軸上的軸承,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)計小結(jié)
這次關(guān)于帶式運輸機上的兩級圓錐圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設(shè)計概念和設(shè)計過程的實踐考驗,對于提高我們機械設(shè)計的綜合素質(zhì)大有用處。通過兩個星期的設(shè)計實踐,使我對機械設(shè)計有了更多的了解和認識.為我們以后的工作打下了堅實的基礎(chǔ).
機械設(shè)計是機械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當強的技術(shù)課程,它融《機械原理》、《機械設(shè)計》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《互換性與技術(shù)測量》、《工程材料》、《機械設(shè)計(機械設(shè)計基礎(chǔ))課程設(shè)計》等于一體。
這次的課程設(shè)計,對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想、訓(xùn)練綜合運用機械設(shè)計和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實際反應(yīng)和解決工程實際問題的能力,鞏固、加深和擴展有關(guān)機械設(shè)計方面的知識等方面有重要的作用。
本次設(shè)計得到了指導(dǎo)老師的細心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助。
設(shè)計計算及說明
結(jié)果
設(shè)計中還存在不少錯誤和缺點,需要繼續(xù)努力學(xué)習和掌握有關(guān)機械設(shè)計的知識,繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計習慣和思維從而提高設(shè)計實踐操作能力。
十三、參考文獻
1、《機械設(shè)計(第八版)》 高等教育出版社
2、《機械設(shè)計(機械設(shè)計基礎(chǔ))課程設(shè)計》 高等教育出版社
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