圓柱體相貫線焊接專機(jī)工作臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書

1、.要完整的說明書和圖紙請(qǐng)聯(lián)系QQ778672454圓柱體相貫線焊接專機(jī)工作臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一 圓柱齒輪設(shè)計(jì)2.4.1蝸輪軸（即小錐齒輪軸）的設(shè)計(jì)1軸的材料的選擇，確定許用應(yīng)力2按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，初步估計(jì)軸的最小直徑3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 考慮到減速器為普通中用途中小功率減速傳動(dòng)裝置，軸主要傳遞蝸輪的轉(zhuǎn)矩。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取A0=100，于是得：d 軸的最小直徑為d1，與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)計(jì)算轉(zhuǎn)矩=,查表14-1，選取=1.3，則有=KT=1.39.5503.78/54.60=859500Nmm最小直徑d1=48mm 根據(jù)d2=50mm，初步選取0基本

2、游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30212，其尺寸為：dDT=50mm110mm23.75mm故選d3=60mm L6=23.75mm查GB/T294-94得：圓錐滾子軸承da=69（30212）即軸肩為h=mm=4.5mm 取3 所以d5=69+3=72mm又：軸環(huán)的亮度b=1.4h，即b1.46=8.4b取12mm，即L5=12mm（4）蝸輪的軸段直徑 蝸輪軸段的直徑的右端為定位軸肩。故d4=d5-2h，求出d4=64mm與傳動(dòng)零件相配合的軸段，略小于傳動(dòng)零件的輪轂寬。蝸輪輪轂的寬度為：B2=(1.21.5)d4=（1.21.5）64 =76.896，取b=80mm，即L4=80mm(

3、5)軸承端蓋的總寬度為20mm。取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端端面的距離為l=35mm。故L2=20+35=55mm(6)取蝸輪與箱體內(nèi)壁距離為a=16mm，滾動(dòng)軸承應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s（58）。取s=8mm，已知滾動(dòng)軸承寬度為T=23.75mm，蝸輪輪轂長(zhǎng)為L(zhǎng)=80mm，則：L3=T+s+a+(80-78)=49.75mm選用45號(hào)鋼， b=600MPa b-11=55MPa=1.3=859500Nmmd1=48mmd2=50mmL1=82mmd3=60mmL6=23.75mmd5=72mm軸環(huán)L5=12mmd4=64mmL4=80mmL2=55mmL3=49.75mm至此已初步確定了軸端各

4、段直徑和長(zhǎng)度，軸的總長(zhǎng)為：L總=82+55+49.75+80+12+36=315mm4軸的強(qiáng)度校核（1） 軸向零件的同向定位蝸輪，半聯(lián)軸器與軸的同向定位均采用平鍵鏈接。按d4由表6-1查得平鍵截面 bh=20mm12mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為63mm，同時(shí)為了保證蝸輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇蝸輪輪轂與軸端配合為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的同向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。（2） 確定軸上的圓角和倒角尺寸參考15-2，取的倒角245，各軸肩處的圓角半徑為（見附圖）。（3.1）確定各向應(yīng)力和反力

5、蝸輪分度圓直徑d=340.2 mm 轉(zhuǎn)矩T=892.9 Nm蝸輪的切向力為：Ft=2T/d=2892.9103/340.2=5249.9 N蝸輪的徑向力為：Fr=Ft =5249.9tan20/cos111835 =1853.5 N蝸輪的軸向力為：Fa=Ft =5249.9tan111835 =1050 NT=892.9NmFt=5249.9 NFr =4853.5 NFa=1050N反力及彎矩、扭矩見10.3反力及彎局矩、扭矩圖所示：5軸的強(qiáng)度校核（3.2）垂直平面上： 支撐反力： = =2182 N其中132為兩軸承中心的跨度，59為蝸輪中心到右邊軸承中心的距離。 N水平平面： N N（3

6、） 確定彎距 =59=592902.9=171271 Nmm 垂直彎矩： Nmm Nmm 合成彎矩： = 233893Nmm =172357 Nmm扭矩T=892.9 Nmm（4） 按彎矩合成應(yīng)力校核該軸端強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。軸單向旋轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力。取=0.6 軸端計(jì)算應(yīng)力： =27MPa-1=60MPa故是安全的。=2182 N= N=2347 N=2902.9N=171271 Nmm=233893 Nmm =172357 Nmm=27MPa合格三 圓錐齒輪設(shè)計(jì)圓錐齒輪傳動(dòng)比為1:1 3.1確定齒數(shù)Z及校核(1)選Z。軟齒

7、面應(yīng)盡量選大些。(2)Z= iZ。且Z為整數(shù)。(3)計(jì)算U=(4)=53.2按接觸強(qiáng)度計(jì)算d1 1.計(jì)算公式 2.計(jì)算T1T1=95500 Pd-Kw nd-r/min =0.99 3.計(jì)算K K=KAKVK (1)由表4-8選用系數(shù)KA (2)選動(dòng)載荷系數(shù)KV記為KVt (3)取值。一般取=0.3 = (4)由土4-45查出齒向載荷分布系數(shù)K (5)計(jì)算 K=KAKVK 取KV=KVt故Kt=KAKVK 4.彈性系數(shù)ZE由表4-9查得 5.節(jié)點(diǎn)系數(shù)ZH由表4-48查得 6.許用應(yīng)力H=ZNZW (1)由圖4-58查得(2)由已知條件計(jì)算 N1=60n1*r*tn N2=N1/U式中：n-嚙和

8、次數(shù) n1-r/min tn-每天工作小時(shí) N-年300天/年小時(shí)/天(3)由圖4-59查得壽命系數(shù) ZN1 ZN2 (4)由表4-11查得安全系數(shù)SH(5)由圖查得工作硬化系數(shù)Zw(6)計(jì)算 H1=ZNZW H2=ZNZW(7)計(jì)算d1 d1 試選Kt=Kvt 3.3 校核d1 因?yàn)樵囘x的Kv可能與實(shí)際不符合。(1)模數(shù)m=取標(biāo)準(zhǔn)值。可改變Z1而達(dá)到選用適當(dāng)?shù)膍的目的，但 u有變則需重新計(jì)算d1。 (2)按幾何關(guān)系計(jì)算d1 d1=m Z1 dm1= d1(1-0.5) (3)圓周速度Vm（平均直徑dm） Vm= 計(jì)算 由查圖4-43得Kv (4)校核d1 d1= d1與d1t相差太大，則需重

9、新選Kvt，再計(jì)算d1t3.4 校核齒根彎曲強(qiáng)度 (1)計(jì)算公式 (2)當(dāng)量齒數(shù)計(jì)算 Zv= a. b. c.由當(dāng)量齒數(shù)Zv查圖4-55得齒形系數(shù)YFa1,YFa2查圖4-56得齒根應(yīng)力修正系數(shù)Ysa1,Ysa2.d.確定F=YHYx 查圖4-61得和 查圖4-62得YN1, YN2查圖4-63得尺寸系數(shù)Yx查圖4-11得安全系數(shù)SF計(jì)算 比較 ，的大小，取較大值校核彎曲強(qiáng)度3.5 幾何尺寸計(jì)算1.分度圓直徑d d1 =mZ1 d2=mZ22.節(jié)錐 =arctan =90-3.節(jié)錐距RR=4.齒寬b=R5.周節(jié)P=m6.齒頂高h(yuǎn)a ha=m7.齒根高h(yuǎn)f hf=1.2m8.齒頂間隙 c=0.2

10、m9.齒頂圓直徑 =m(Z+2) =m(Z+2)10.齒根圓直徑 = m(Z-2.4)= m(Z-2.4)3.6 受力分析Ft1=-Ft2=Fr1=-Fa2= Ft1*tanFa1=-Fr2= Ft1*tan小齒輪為45鋼，調(diào)質(zhì)217HBS255HBS。取240HBS。大齒輪為45鋼正火163HBS217HBS。取200HBS。8級(jí)精度Z選20Z=2.6520=53 U=2.65=05T1=95500005.50.99/720=72221.9 N*mmKA=1.0KVt=1.1=0.3 =0.500K=1.03Kt=1.133ZE=189.8ZH=2.5=570MPa=460MPaN1=1.2

11、7N2=4.76tn =29200ZN1=1ZN2=1SH=1Zw=1H1=570MPaH2=460MPad1tm=4.395取m=4.5d1=90mmdm1=76.5mmVm=2.88m/s=0.576Kv=1.0d1=85.14mm故d1與d1t相差不大，符合要求。=0.936=20.67=0.353=69.33=21.37=150.14YFa1=2.63 YFa2=2.16Ysa1=1.56 Ysa2=1.89=230MPa=190MPaYN1=YN2=1Yx=1SF=1=230MPa =190MPa故取大齒輪計(jì)算合格d1=90mmd2=238.5mm=20.674=69.326R=12

12、7.46mmb=38.238mm 取b=40mmP=14.13mmha=4.5mmhf=5.4mmc=0.9mm=91.9mm=241.7mm=79.9mm=234.7mmFt1=Ft2= FtFt=1888.15NFr1=-Fa2=643.25NFa1=-Fr2=242.59N3.7 錐齒輪軸（即工作臺(tái)轉(zhuǎn)軸）的設(shè)計(jì)1.齒輪軸的設(shè)計(jì) (1)確定軸上零件的定位和固定方式 （如圖） (2)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217255HBS軸的輸入功率為P=5.445 Kw 轉(zhuǎn)速為n=1.5r/min根據(jù)課本P205（13-2）式，并查表13-2，取c=117d(3)確定軸各段直徑和長(zhǎng)度

13、從大帶輪開始右起第一段，由于齒輪與軸通過鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取D1=28mm，又帶輪的寬度b=40 mm 則第一段長(zhǎng)度L1=40mm右起第二段直徑取D2=36mm根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求和箱體的厚度，取端蓋的內(nèi)端面與帶輪的左端面間的距離為30mm，則取第二段的長(zhǎng)度L2=40mm 右起第三段，該段裝有滾動(dòng)軸承，選用圓錐滾子軸承，則軸承承受徑向力和軸向力為零，選用30209型軸承，其尺寸為458519，那么該段的直徑為D3=45mm，長(zhǎng)度為L(zhǎng)3=20mm右起第四段，為滾動(dòng)軸承的定位軸肩,其直徑應(yīng)小于滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈外徑，取D4=50mm，長(zhǎng)度取L4= 80mm 右起第五段為

14、滾動(dòng)軸承段，則此段的直徑為D5=45mm，長(zhǎng)度為L(zhǎng)5=20mm右起第六段，為聯(lián)軸器接入軸,由于電機(jī)Y160M2-8的軸的直徑為d2=42mm，故選擇齒式聯(lián)軸器GICL3型，選d1=42mm。即D6=42mm。長(zhǎng)度取L6= 100mm 。 (4)求齒輪上作用力的大小、方向 小齒輪分度圓直徑：d1=90mm作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：T1 =84.97 Nm 求圓周力：FtFt=1888.15N 求徑向力FrFr=Fttan=1888.15tan200=643.25NFt，F(xiàn)r的方向如下圖所示 （5）軸長(zhǎng)支反力根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。 水平面的支反力：RA=9

15、44.08N RB=2832.23 N 垂直面的支反力： RA= =321.67NRB =964.88 N（6）畫彎矩圖 右起第四段剖面處的彎矩： 水平面的彎矩：M水平=RA0.08=37.76 Nm 垂直面的彎矩：M垂直= RA0.08=12.87 Nm 合成彎矩： （7）畫轉(zhuǎn)矩圖： T= Ftd1/2=84.59 Nm （8）畫當(dāng)量彎矩圖 因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，=0.6 可得右起第四段剖面C處的當(dāng)量彎矩： （9）判斷危險(xiǎn)截面并驗(yàn)算強(qiáng)度右起第四段剖面處當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與相鄰段相差不大，所以該剖面為危險(xiǎn)截面。已知M當(dāng)=93.87Nm ,由課本表13-1有:-1=60Mpa 則：e= M當(dāng)/W= M當(dāng)/(0.1D43)=93.871000/(0.1453)= 10.30MPa-1右起第一段處雖僅受轉(zhuǎn)矩但其直徑較小，故該面也為危險(xiǎn)截面： e= MD/W= MD/(0.1D13)=50.751000/(0.1283)=33.12 Nm-1 所以確定的尺寸是安全的 。 受力圖如下：D1=28mmL1=40mmD2=36mmL2=40mmD3=45mmL3=20mmD4=50mmL4=80mmD5=45mmL5=20