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1、第一章41.1機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書41.1.1 設(shè)計(jì)題目41.1 .2題目數(shù)據(jù)41.1.3運(yùn)輸機(jī)工作條件41.1.4設(shè)計(jì)內(nèi)容:41.1.5設(shè)計(jì)成果要求41.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖:5第二章52.1傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算:52.1.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型52.1.2選擇電動(dòng)機(jī)容量52.1.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速62.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比:72.2.1 計(jì)算總傳動(dòng)比72.2.2 各傳動(dòng)部件傳動(dòng)比的分配72.3計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)82.3.1各軸轉(zhuǎn)速82.3.3各軸轉(zhuǎn)矩82.3.4將上述所計(jì)算的結(jié)果列表如下8第三章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算93.1 鏈輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算:93.1.1選擇
2、鏈輪齒數(shù)93.1.2確定當(dāng)量的單排鏈的計(jì)算功率功率93.1.3選擇鏈條型號(hào)和及其主要參數(shù)計(jì)算93.1.4計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距103.1.5計(jì)算鏈速v,確定潤(rùn)滑方式103.1.6計(jì)算鏈傳動(dòng)作用在軸上的壓軸力103.1.7滾子鏈鏈輪的設(shè)計(jì):11(2)113.2.1確定計(jì)算功率123.2.2 選擇V帶的帶型:123.2.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑123.2.4 確定V帶的中心距123.2.5 驗(yàn)算小帶輪上的包角133.2.6 計(jì)算帶的根數(shù)z:133.2.7 計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值133.2.8 計(jì)算壓軸力143.3 蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算:143.3.1選擇蝸桿傳動(dòng)類型143.3.2選擇材料143.3.
3、3按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)143.3.4蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸153.3.5校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度163.3.6 驗(yàn)算效率173.3.7校核蝸輪的齒面接觸強(qiáng)度173.3.8 熱平衡校核,初步估計(jì)散熱面積A183.3.9 精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定18第四章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核184.1 蝸輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算:184.1.1軸的材料的選擇,確定許用應(yīng)力184.1.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度,初步估計(jì)軸的最小直徑184.1.3 軸承類型及其潤(rùn)滑與密封方式:194.1.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):194.1.5軸、軸承、鍵的強(qiáng)度校核:214.2 蝸桿軸的設(shè)計(jì)244.2.1軸的材料的選擇,確定許用應(yīng)力:244.2.2
4、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度,初步估計(jì)軸的最小直徑244.2.3軸承類型及其潤(rùn)滑與密封方式:254.2.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)254.2.5蝸桿、軸承、鍵的強(qiáng)度校核26第五章 箱體的設(shè)計(jì)計(jì)算285.1 箱體的結(jié)構(gòu)形式和材料285.2鑄鐵箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸和關(guān)系28第六章 鍵等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的選擇296.1鍵的選擇306.2聯(lián)軸器的選擇306.3螺栓,螺母,螺釘?shù)倪x擇306.4銷,墊圈墊片的選擇31第七章 減速器結(jié)構(gòu)與潤(rùn)滑的概要說明317.1 減速器的結(jié)構(gòu)317.2減速箱體的結(jié)構(gòu)327.3軸承端蓋的結(jié)構(gòu)尺寸327.4減速器的潤(rùn)滑與密封327.5減速器附件簡(jiǎn)要說明32第八章 設(shè)計(jì)總結(jié)33附錄:參考文獻(xiàn)34第一章1.1機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)
5、計(jì)任務(wù)書1.1.1 設(shè)計(jì)題目:鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)減速器1.1 .2題目數(shù)據(jù):原始數(shù)據(jù)題 號(hào)B1曳引鏈拉力F(N)6400曳引鏈速度v(m/s)0.26曳引鏈鏈輪齒數(shù)Z15曳引鏈節(jié)距P(mm)801.1.3運(yùn)輸機(jī)工作條件:運(yùn)輸器工作平穩(wěn),經(jīng)常滿載,不反轉(zhuǎn);兩班工作制,使用期5年。曳引鏈速度容許誤差5%。減速器由一般廠中小批量生產(chǎn)。1.1.4設(shè)計(jì)內(nèi)容:1)傳動(dòng)方案的分析;2)電動(dòng)機(jī)的選擇(類型、具體型號(hào)),傳動(dòng)比分配;3)傳動(dòng)裝置動(dòng)力參數(shù)計(jì)算;4)傳動(dòng)零件(皮帶輪、齒輪)的設(shè)計(jì); 5)軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算; 6)軸承及其組合部件設(shè)計(jì); 7)鍵、聯(lián)軸器的選擇和校核; 8)減速器箱體、潤(rùn)滑和附件等的設(shè)計(jì);9)裝配圖
6、(2號(hào)圖紙)、零件圖(3號(hào)圖紙)的繪制; 10)編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書(5000-7000字)。1.1.5設(shè)計(jì)成果要求:1)每人單獨(dú)一組數(shù)據(jù),要求獨(dú)立認(rèn)真完成;2)圖紙要求:減速器裝配圖一張(A2),零件工作圖兩張(A3,傳動(dòng)零件、軸),應(yīng)按設(shè)計(jì)獲得的數(shù)據(jù)用計(jì)算機(jī)繪圖。1.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖:第二章2.1傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算:2.1.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型:按工作要求和條件選取Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī),全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu),電壓380V。2.1.2選擇電動(dòng)機(jī)容量:工作機(jī)所需的功率: =6400*0.26/1000 kw =1.664 kWw從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)輸送帶間的總效率為:式中,分別是聯(lián)軸器、V帶
7、傳動(dòng)、軸承、蝸桿傳動(dòng)、滾子鏈(開式)的傳動(dòng)效率。查機(jī)械手冊(cè)有=0.99,=0.95,=0.98,=0.80,=0.90,所以=0.631。故所需電動(dòng)機(jī)功率2.1.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速:鏈輪的輸出轉(zhuǎn)速為。查表傳動(dòng)比合理范圍,取帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比,蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比,鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比,則總傳動(dòng)比的合理范圍是。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍是:。符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 ,1000 ,1500 和3000 ,根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速,由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)查出有四種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào),因此有四種傳動(dòng)比方案,入下表1所示:表1方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)電動(dòng)機(jī)重量總傳動(dòng)比同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1Y100L-233000
8、2882330221.693Y100L-4315001420380109.233Y132S-63100096063073.854Y132M-8375071079054.62設(shè)計(jì)中常選用同步轉(zhuǎn)速為1000或1500r/min的電動(dòng)機(jī),如無特殊要求,一般不選用轉(zhuǎn)速為750和3000r/min的電動(dòng)機(jī),故初選轉(zhuǎn)速為1500r/min的電動(dòng)機(jī),則方案2比較合適,因此選定電動(dòng)機(jī)信號(hào)為Y100L-4,其主要性能參數(shù)如下表2所示:表2型號(hào)額定功率/kW滿載情況/A /N·m/N·m轉(zhuǎn)速r/min電流/A效率/%功率因素Y100L-4314206.882.50.817.02.22.2該電動(dòng)
9、機(jī)為臥式,機(jī)座帶底腳,端蓋上無凸緣的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī),外形特征如下主要安裝尺寸如下表3所示:表3 單位:mm中心高外形尺寸底腳安裝尺寸地腳螺栓孔直徑K軸申尺寸裝鏈部位尺寸100122.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比:2.2.1 計(jì)算總傳動(dòng)比因?yàn)檫x用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)是Y100L-4,滿載轉(zhuǎn)速為,故總傳動(dòng)比是2.2.2 各傳動(dòng)部件傳動(dòng)比的分配查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表2-3,知鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比是24,V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比是25,蝸桿減速器推薦的傳動(dòng)比范圍是740,所以式中,分別是鏈傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比。鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比由其齒數(shù)決定:根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)可知,為了減少動(dòng)載荷,小鏈輪的齒數(shù),故取
10、;為了不發(fā)生脫鏈,不宜過大,又因?yàn)殒湽?jié)通常是偶數(shù),則最好為奇數(shù),由鏈輪齒數(shù)優(yōu)先序列選擇,所以 為了使V帶傳動(dòng)外輪廓尺寸不至于過大,初步選,蝸桿減速器,故 速度驗(yàn)算 經(jīng)驗(yàn)算可知,分配的傳動(dòng)比符合條件要求。2.3計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)2.3.1各軸轉(zhuǎn)速:蝸桿軸 蝸輪軸 鏈輪軸 2.3.2 各軸輸入功率:蝸桿軸 蝸輪軸 鏈輪軸 2.3.3各軸轉(zhuǎn)矩:電動(dòng)機(jī)輸出 蝸桿軸 蝸輪軸 鏈輪軸 2.3.4將上述所計(jì)算的結(jié)果列表如下:軸名功率P(kW)轉(zhuǎn)矩(·)轉(zhuǎn)速()傳動(dòng)比效率電動(dòng)機(jī)軸320.176蝸桿軸44.092592.90220蝸輪軸691.3636452.395鏈輪軸1390.303
11、3.002第三章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 鏈輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算:3.1.1選擇鏈輪齒數(shù): 前面已經(jīng)選取了小鏈輪齒數(shù),大鏈輪的齒數(shù)為。3.1.2確定當(dāng)量的單排鏈的計(jì)算功率功率:P式中:工況系數(shù) 主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù) 多排鏈系數(shù),雙排鏈時(shí)=1.75,三排鏈時(shí)=2.5 傳動(dòng)的功率,查機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)表-得,1.0, =1.1, 單排鏈=1,所以3.1.3選擇鏈條型號(hào)和及其主要參數(shù)計(jì)算: 根據(jù)及主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速,查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可選用48A1型號(hào)。該型號(hào)滾子鏈規(guī)格和主要參數(shù)如下表:ISO鏈號(hào)節(jié)距P滾子直徑d1 max內(nèi)鏈節(jié)圓寬b1 min銷軸直徑d2 max排距Pt內(nèi)鏈板高度h2 max抗拒載荷單排min雙排
12、minmmkw48A76.247.6347.3523.8187.8372.39500.41000.83.1.4計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距初選中心距取。則相應(yīng)的鏈節(jié)數(shù)為取鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)節(jié)。鏈傳動(dòng)的最大中心距為:式中:為中心距計(jì)算系數(shù),由,查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第八版)表9-7得。所以,鏈傳動(dòng)的最大中心距為3.1.5計(jì)算鏈速v,確定潤(rùn)滑方式:式中是小鏈輪的轉(zhuǎn)速,根據(jù)鏈速和鏈號(hào)48A1,查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知應(yīng)采用油池潤(rùn)滑或飛濺潤(rùn)滑。3.1.6計(jì)算鏈傳動(dòng)作用在軸上的壓軸力:式中:有效圓周力,N壓軸力系數(shù),水平傳動(dòng)=1.15,垂直傳動(dòng)=1.05。有效圓周力為所以,壓軸力3.1.7滾子鏈鏈輪的設(shè)計(jì):(1)鏈輪的基本參數(shù)及主要尺
13、寸由于選用單排鏈結(jié)構(gòu),因此鏈輪的基本參數(shù)是配用鏈條的節(jié)距p,套筒的最大外徑d1、排距pt及齒數(shù)z,則,pt =87.83mm,分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑齒高 最大軸凸緣直徑 齒寬齒側(cè)倒角齒側(cè)半徑齒全寬(2)鏈輪的材料材料應(yīng)能保證輪齒具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性,用15號(hào)鋼,齒面多經(jīng)滲碳、淬火、回火的熱處理。工作時(shí),小鏈輪輪齒參與嚙合的次數(shù)比大鏈輪多,磨損、沖擊較嚴(yán)重,所以小鏈輪的材料選用20號(hào)鋼,進(jìn)行正火熱處理,齒面硬度較高。3.2 V帶的設(shè)計(jì)3.2.1確定計(jì)算功率:由機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)表8-7查得工作情況系數(shù),故 3.2.2 選擇V帶的帶型:根據(jù)、由圖8-11選擇A型。3.2.3 確定帶輪的基
14、準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速v:1)初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑。由表8-6和表8-8,取小帶輪的基準(zhǔn)直徑。2)驗(yàn)算帶速v。按照公式驗(yàn)算帶的速度 因?yàn)樗俣?m/s<v<30m/s,所以帶速合適。3)計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)公式,計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑根據(jù)表8-8,圓整為3.2.4 確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度:1)根據(jù)公式為初選的帶傳動(dòng)中心距,mm,初選中心距。2)由公式計(jì)算帶所需要的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度為3)按公計(jì)算實(shí)際中心距中心距的變化范圍是343415mm。3.2.5 驗(yàn)算小帶輪上的包角:3.2.6 計(jì)算帶的根數(shù)z:1)計(jì)算單根V帶的額定功率。由和,查表8-4a得。根據(jù),和A型帶,查
15、表8-4b得。查表8-5得,表8-2得,于是2)計(jì)算V帶的根數(shù)z。取4根。3.2.7 計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值由表8-3的A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量,所以應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力3.2.8 計(jì)算壓軸力壓軸力的最小值為3.3 蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算: 3.3.1選擇蝸桿傳動(dòng)類型: 根據(jù)GB/T100851988的推薦,采用漸開線蝸桿(ZI)。3.3.2選擇材料:考慮到該蝸桿傳動(dòng)功率不大,速度只是中等,故蝸桿用45鋼;因希望效率高些,耐磨性好些,故蝸桿螺旋齒面要求淬火,硬度為4555HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1,金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬,僅齒圈用青銅制造,而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。
16、3.3.3按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì):根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì),再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。由公式有:傳動(dòng)中心距 (1) 作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩: (2) 確定載荷系數(shù)K:因工作載荷較穩(wěn)定,查機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)可取使用系數(shù)=1;齒向載荷分布系數(shù)=1;由于轉(zhuǎn)速不高,沖擊不大,可取動(dòng)載系數(shù)=1.05;則(3) 確定彈性影響系數(shù)因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配,故=。(4) 確定接觸系數(shù)先假設(shè)蝸桿分度圓直徑和傳動(dòng)中心距的比值,查圖11-18有=3.1。(5) 確定許用接觸應(yīng)力根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSn10P1,金屬模鑄造,蝸桿螺旋齒面硬度大于45HRC,可查設(shè)計(jì)手
17、冊(cè)得蝸輪的基本許用應(yīng)力=268MPa。壽命 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 壽命系數(shù) 則 (6) 計(jì)算中心距取中心距160mm,因?yàn)閕=20,故從機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)表11-2中取模數(shù)m=5mm,蝸桿分度圓直徑。這時(shí),查圖11-18的接觸系數(shù)=3.05,由于,故以上計(jì)算結(jié)果可用。3.3.4蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸() (1)蝸桿: 蝸桿頭數(shù);軸向齒距;直徑系數(shù)q=10;齒頂圓直徑;齒根圓直徑;分度圓導(dǎo)程角;蝸桿軸向齒厚: (2)蝸輪:因?yàn)樽兾幌禂?shù):,所以變位后渦輪齒數(shù): ; 驗(yàn)算傳動(dòng)比: ,這時(shí)傳動(dòng)比誤差: ,是允許的。 蝸輪分度圓直徑: 蝸輪喉圓直徑 : 蝸輪齒根圓直徑:蝸輪咽喉母圓半徑:3.3.5校核齒
18、根彎曲疲勞強(qiáng)度: 當(dāng)量齒數(shù) 根據(jù),查機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)圖11-19可得齒形系數(shù)。螺旋角系數(shù) 許用彎曲應(yīng)力 查表得由ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力。壽命系數(shù) 所以,彎曲強(qiáng)度是滿足的。3.3.6 驗(yàn)算效率:嚙合效率: 已知;與相對(duì)滑動(dòng)速度有關(guān)。查表11-18得、;代入式中得,所以上述計(jì)算不用重算。3.3.7校核蝸輪的齒面接觸強(qiáng)度:蝸輪圓周速度為對(duì)于青銅或鑄鐵蝸輪與鋼蝸桿配對(duì)時(shí)材料彈性系數(shù) Ze=160查機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)表11-5使用系數(shù)(間隙工作);齒向載荷分布系數(shù)=1;動(dòng)載系數(shù),載荷系數(shù) =1×1×1=1(載荷平穩(wěn))蝸輪實(shí)際轉(zhuǎn)矩:滑動(dòng)速度影響系數(shù),查表得 許
19、用接觸應(yīng)力=223.512MPa,校核蝸輪輪齒接觸疲勞強(qiáng)度 =223.512MPa 即齒面強(qiáng)度夠。3.3.8 熱平衡校核,初步估計(jì)散熱面積A估算箱體的散熱面積其中,P為蝸桿傳遞功率,為蝸桿傳遞效率,為箱體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),取15W/(m²·K) 為油的工作溫度,取65度, 為周圍空氣溫度,取20度。3.3.9 精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定:考慮到所設(shè)計(jì)的蝸桿傳動(dòng)是動(dòng)力傳動(dòng),屬于用機(jī)械減速器。從GB/T10089-1988圓柱蝸桿,蝸輪精度中選擇8級(jí)精度,側(cè)隙種類為f,標(biāo)注為8f GB/T10089-1988。蝸桿與軸做成一體,即蝸桿軸。蝸輪采用輪箍式,與鑄造鐵心采用H7/S
20、6配合,并加臺(tái)肩和螺釘固定(螺釘選用6個(gè))。第四章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核4.1 蝸輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算:4.1.1軸的材料的選擇,確定許用應(yīng)力: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。選用45號(hào)鋼, b=600MPa b-11=55MPa4.1.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度,初步估計(jì)軸的最小直徑:選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(第八版)表15-3,取A=112,于是得: 因該段軸最小直徑處安裝滾動(dòng)軸承,取為標(biāo)準(zhǔn)值,取。因?yàn)樽钚≈睆教幇惭b鏈輪,設(shè)有一個(gè)鍵槽,故直徑相應(yīng)增大,取,圓整后。4.1.3 軸承類型及其潤(rùn)滑與密封方式: 采用球滾子軸承,并采用凸緣式軸承蓋,實(shí)現(xiàn)軸承兩端單
21、向固定,軸伸處用A型普通平鍵聯(lián)接,實(shí)現(xiàn)周向固定,用A型普通平鍵聯(lián)接蝸輪與軸。4.1.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):渦輪軸簡(jiǎn)圖(1)各軸段直徑的確定1)因?yàn)樽钚≈睆教幇惭b鏈輪,故;2)為了滿足軸向定位的要求,第一軸段右端需要露出一個(gè)軸肩,軸肩高度為,故;3)初選滾動(dòng)軸承: 因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用,且載荷不大,故選用圓錐滾子軸承。參考工作要求并根據(jù),查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)初選30212型圓錐滾子軸承,其尺寸為d×D×T=60mm×110mm×23.75mm ;故選=60mm,右端滾動(dòng)軸承采用套筒進(jìn)行軸向定位,由手冊(cè)上查得30212型滾動(dòng)軸承的定位軸肩高度h=(D1-d
22、)/2=(69-60)/2mm=4.5mm ;4)安裝蝸輪軸處的直徑(安裝鍵槽),蝸輪軸右側(cè)的軸環(huán)進(jìn)行軸向定位,取,即,取即蝸輪右側(cè)軸肩處的直徑為,蝸輪軸段的右端直徑右端為定位軸肩, 。(2)各軸段長(zhǎng)度的確定查表根據(jù)第一軸段的直徑為確定軸伸長(zhǎng)度,為保證軸的強(qiáng)度、剛度,由鏈輪的輪轂寬度,??;軸承端蓋的總寬度為24.6mm(由減速器及軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定)。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求,取端蓋的外端面與鏈輪的輪轂右端面的距離,故取,圓整后為;蝸輪輪轂的長(zhǎng)度,故取輪轂的長(zhǎng)度為,采用套筒定位,為了套筒端面可以可靠地壓緊蝸輪,此段應(yīng)該略短于輪轂的長(zhǎng)度,故取與蝸輪配合的軸段長(zhǎng)度為;因?yàn)檩S環(huán)
23、的寬度,即,取,即,所以蝸輪軸段直徑右端為定位軸肩,故??;取蝸輪與箱體內(nèi)壁的距離為,滾動(dòng)軸承應(yīng)該距箱體內(nèi)壁一段距離,取s=8mm,已知軸承寬度為,渦輪輪轂長(zhǎng)度為 , 所以,??;由滾動(dòng)軸承寬度,取。綜上所述,可知:各軸段的直徑: 各軸段的長(zhǎng)度: 軸的總長(zhǎng)度為。(3)軸向零件的軸向定位鏈輪:鏈輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接,按軸段由機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)表6-1查得鍵平面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,鍵長(zhǎng)為56mm,同時(shí)為了保證蝸輪與軸配合有良好的對(duì)中性,選擇蝸輪輪轂與軸的配合為;軸承與軸的周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。(4)確定軸上的圓角和倒角尺寸參照機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)表15-2取
24、倒角,各軸肩處的圓角半徑為。4.1.5軸、軸承、鍵的強(qiáng)度校核:(1)確定各向應(yīng)力和反力:已知蝸輪的分度圓直徑,蝸桿的分度圓直徑,所以有:蝸輪的切向力為蝸輪的徑向力為蝸輪的軸向力為(2)垂直平面的支撐反力:其中:135.75mm為兩軸承中心的跨度,78.375mm為蝸輪中心到右邊軸承中心的距離。(3)水平平面支撐反力:(4)確定彎矩:1)水平彎矩 2)垂直彎矩 3)合成彎矩 4)扭矩(5)按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(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界面(即危險(xiǎn)截面C)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:故是安全的。(6)軸承的校核對(duì)于圓錐滾子軸承
25、,按表13-7派生軸向力查得Y=1.5,e=0.4,所以有其中則1被壓緊,2被放松,即則因?yàn)镻1>P2,故按軸承的受力大小驗(yàn)算,軸承的基本額定動(dòng)載荷通過查表可得則軸承的壽命為(6)鍵的強(qiáng)度校核:按軸段由GB1095-2003,查得鍵平面,即鍵寬b=20mm;鍵高h(yuǎn)=12mm,因?yàn)闇u輪輪轂的長(zhǎng)度為90mm,故取標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)80mm。l=L-b=80-20=60mm,k=0.5h=0.5×12=6mm查得靜荷時(shí)的許用擠壓應(yīng)力p=150>,所以擠壓強(qiáng)度足夠。由普通平鍵標(biāo)準(zhǔn)查得軸槽深t=7.5mm,轂槽深=4.9mm。4.2 蝸桿軸的設(shè)計(jì)4.2.1軸的材料的選擇,確定許用應(yīng)力:考慮到
26、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。選材45鋼,淬火處理。=600MPa =55MPa4.2.2按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度,初步估計(jì)軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼,淬火處理。根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè),取A=112,于是得: 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩,查表14-1,取=1.5,則按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查表GB/T 5014-2003 選用HL1彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為,半聯(lián)軸器的孔徑d= 22mm,即軸向直徑取=22mm,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=52mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為:=38mm。4.2.3軸承類型及其潤(rùn)滑與密封方式:采用單列圓錐滾子軸承,并采用凸緣式軸承通蓋和嵌入式軸承蓋
27、,實(shí)現(xiàn)軸承系兩端單向固定。4.2.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)蝸桿軸簡(jiǎn)圖(1)從軸段=22mm開始逐漸選取軸段直徑,為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求,右端需制出一軸肩,故取=28mm;右端用軸端擋圈定位,按軸端直徑取擋圈直徑D=30mm。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,故的長(zhǎng)度應(yīng)比略短一些,現(xiàn)取=36mm。(2)初步選擇滾動(dòng)軸承。選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)=28mm,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30207,其尺寸為,故=35mm;而。軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)查得30207型軸承的定位軸肩高度為h=4mm,因此,取43mm。軸環(huán)寬度,取=10mm。
28、(3)5和7處有退刀槽,因,所以選。(4)取蝸桿齒頂圓直徑。(5)軸承端蓋總寬度取24.6mm,根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑油的要求,取其外端面與半聯(lián)軸器左端面間的距離l=30mm ,故。(6)和為退刀槽那段軸端長(zhǎng)度:L7+L8=L4+L5=70mm,所以=60mm。(7)軸段的長(zhǎng)度:查手冊(cè),又因?yàn)樗匀?110mm。(8)蝸桿總長(zhǎng) L=(36+54.6+18.25+10+60+110+60+10+36.5)mm=395.35mm其中軸徑 =22mm; =28mm; =35mm;=43mm; =37.6mm; =60mm; =37.6mm; =43mm; =35mm。長(zhǎng)度 ; ; 。
29、4.2.5蝸桿、軸承、鍵的強(qiáng)度校核(1)校核30207 查表GB/T297-1994 表12-4 額定動(dòng)載荷Cr=54.2×103 N; 基本靜載荷Cor=63.5×103 N,e=0.37,Y=1.6,=0.9。(2)求兩軸承受到的徑向載荷和 由前面設(shè)計(jì)蝸輪時(shí)求得的:=240.916N;=-0.522N=381.396N;=279.204N(3)求兩軸承計(jì)算軸向力和 查表GB/T297-1994 12-4 可知,e=0.37 由公式求蝸桿受軸向力 (4)求當(dāng)量動(dòng)載荷和由表13-5 分別計(jì)算、,取=1.0,則=(X1+Y1)=1.0 ×(0.4×451.
30、114+1.6×747.851)=1377 N=×(1×)=1.0×279.204=279.204 N(5)驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)?gt;,所以按軸承的受力大小計(jì)算:所以軸承滿足壽命要求(c為基本額定動(dòng)載荷,由設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇)。(6)鍵的強(qiáng)度校核鍵選擇的是:b×h=6mm×6mm;L=32mml=L-b=32-6=26mm;k=0.5×h=0.5×6=3mm因此,鍵的強(qiáng)度足夠。第五章 箱體的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 箱體的結(jié)構(gòu)形式和材料采用上置式蝸桿減速器。鑄造箱體,材料HT150。因其屬于中型鑄件,鑄件最小壁厚810mm,取=11
31、mm。5.2鑄鐵箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸和關(guān)系 名稱 減速器型式及尺寸關(guān)系(mm)箱座壁厚 =11箱蓋壁厚1 1=10箱座凸緣厚度b,箱蓋凸緣厚度b1,箱座底凸緣厚度b2 b=1.5=16.5 b1=1.5=16.5 b2=2.5=27.5地腳螺釘直徑及數(shù)目 df=17.76 n=4箱座、箱蓋上的肋厚m=9.5、=9軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 d1=13.32箱蓋,箱座聯(lián)接螺栓直徑 d2=10 螺栓間距L=150軸承端蓋螺釘直徑 d3=8 螺釘數(shù)目6視孔蓋螺釘直徑 d4=6df,d1,d2至外壁距離 C1=26,22,16 d1,d2至凸緣邊緣距離C2=16,14軸承端蓋外徑(蝸輪軸)凸緣式:D2=132,嵌
32、入式:D2=122.5(蝸桿軸)凸緣式:D2=126,嵌入式:D2=116.25軸承旁聯(lián)接螺栓距離 S=127軸承旁凸臺(tái)半徑 R1=30軸承旁凸臺(tái)高度h根據(jù)軸承座外徑和扳手空間的要求由結(jié)構(gòu)確定蝸輪外圓與箱內(nèi)壁間距離 =14蝸輪輪轂端面與箱內(nèi)壁距離=12地腳螺栓通孔直徑=30地腳螺栓沉頭座直徑=60地腳螺栓底座凸緣尺寸C1=35,C2=30聯(lián)接螺栓直徑d=16聯(lián)接螺栓通孔直徑=17.5聯(lián)接螺栓沉頭座直徑D=33聯(lián)接螺栓底座凸緣尺寸C1=35,C2=30定位銷直徑d=7.5吊環(huán)螺釘直徑D5=箱體外壁至軸承座端面的距離L1=70軸承端蓋外徑(蝸輪軸)D2=130;(蝸桿軸)D2=125第六章 鍵等相
33、關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的選擇本部分含鍵的選擇聯(lián)軸器的選擇,螺栓,螺母,螺釘?shù)倪x擇墊圈,墊片的選擇,具體內(nèi)容如下:6.1鍵的選擇查表10-33機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì):1、渦輪軸與齒輪相配合的鍵A型普通平鍵,b*h*l=20*12*1402、軸與蝸輪相配合的鍵:A型普通平鍵,b*h*l=20*12*563、渦桿軸與聯(lián)軸器相配合的鍵A型普通平鍵,b*h*l=6*6*324、齒輪軸與齒輪相配合的鍵A型普通平鍵,b*h*l=22*14*1405、齒輪軸與聯(lián)軸器相配合的鍵A型普通平鍵,b*h*l=20*12*1006.2聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)軸設(shè)計(jì)中的相關(guān)數(shù)據(jù),查表GB/T 5014-2003,蝸桿選用HL1彈性柱銷聯(lián)軸器,其
34、公稱轉(zhuǎn)矩為160N.mm,半聯(lián)軸器的孔徑d= 22mm,即軸向直徑取=22mm,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=52,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為:=38mm。齒輪軸選用HL6彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為3150N.mm,半聯(lián)軸器的孔徑d= 70mm,即軸向直徑取=70mm,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=142,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為:=107mm。6.3螺栓,螺母,螺釘?shù)倪x擇考慮到減速器的工作條件,后續(xù)箱體附件的結(jié)構(gòu),以及其他因素的影響選用 螺栓GB5782-86, M6*12,數(shù)量為12個(gè)M6*18,數(shù)量為12個(gè)M8*25,數(shù)量為2個(gè)M8*30,數(shù)量為4個(gè)M8*50,數(shù)量為12個(gè)M16*100,數(shù)量為4個(gè)M20*
35、15, 數(shù)量為1個(gè)螺母GB6170-86 M8 數(shù)量為4個(gè)M16 數(shù)量為4個(gè)M36 數(shù)量為1個(gè)螺釘GB5782-86 M620 數(shù)量為2個(gè)M825, 數(shù)量為24個(gè)M616 數(shù)量為12個(gè) *(參考機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)圖19-24配圖)6.4銷,墊圈墊片的選擇選用銷GB117-86,B8*30,數(shù)量為2個(gè)選用墊圈GB93-87數(shù)量為6個(gè)選用氈圈2個(gè)選用08F調(diào)整墊片6個(gè)*(參考機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)圖10-8裝配圖)有關(guān)其他的標(biāo)準(zhǔn)件,常用件,專用件,詳見后續(xù)裝配圖第七章 減速器結(jié)構(gòu)與潤(rùn)滑的概要說明在以上設(shè)計(jì)選擇的基礎(chǔ)上,對(duì)該減速器的結(jié)構(gòu),減速器箱體的結(jié)構(gòu),軸承端蓋的結(jié)構(gòu)尺寸,減速器的潤(rùn)滑與密封,減速
36、器的附件作一簡(jiǎn)要的闡述。7.1 減速器的結(jié)構(gòu)本課題所設(shè)計(jì)的減速器,其基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在參照機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)圖19-24裝配圖的基礎(chǔ)上完成的,該項(xiàng)減速器主要由傳動(dòng)零件(蝸輪蝸桿、圓柱齒輪),軸和軸承,聯(lián)結(jié)零件(鍵,銷,螺栓,螺母等)。箱體和附屬部件以及潤(rùn)滑和密封裝置等組成。箱體為剖分式結(jié)構(gòu),由箱體和箱蓋組成,其剖分面通過蝸輪傳動(dòng)的軸線;箱蓋和箱座用螺栓聯(lián)成一體;采用圓錐銷用于精確定位以確保和箱座在加工軸承孔和裝配時(shí)的相互位置;起蓋螺釘便于揭開箱蓋;箱蓋頂部開有窺視孔用于檢查齒輪嚙合情況及潤(rùn)滑情況用于加住潤(rùn)滑油,窺視孔平時(shí)被封住;通氣器用來及時(shí)排放因發(fā)熱膨脹的空氣,以放高氣壓沖破隙縫的密封而致使漏油;副標(biāo)尺用于檢查箱內(nèi)油面的高低;為了排除油液和清洗減速器內(nèi)腔,在箱體底部設(shè)有放汕螺塞;吊耳用來提升箱體,而整臺(tái)減速氣的提升得使用與箱座鑄成一體的吊鉤;減速氣用地腳螺栓固定在機(jī)架或地基上。7.2減速箱體的結(jié)構(gòu)該減速器箱體采用鑄造的剖分式結(jié)構(gòu)形式具體結(jié)構(gòu)詳見裝配圖7.3軸承端蓋的結(jié)構(gòu)尺寸詳見零件工作圖7.4減速器的潤(rùn)滑與密封蝸輪傳動(dòng)部分采用潤(rùn)滑油,潤(rùn)滑油的粘度為118cSt(100°C)查表5-11機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)軸承部分采用脂潤(rùn)滑,潤(rùn)滑脂的牌號(hào)為ZL-2查表5-13機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)7.5減速器附件簡(jiǎn)要說明該減速器的附件含窺視孔蓋,排油孔與油蓋,通氣孔
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