機械設(shè)計課程設(shè)計 一級 斜齒圓柱齒輪

②與標準密封圈配合，應(yīng)取密封件標準內(nèi)徑，查附錄D選用d=40mm的毛氈圈，故軸段2的直徑mm。軸段3上安裝軸承，軸段3必須滿足軸承內(nèi)徑的標準，暫取軸承型號為7209C，其內(nèi)徑d=45mm，故取軸段3的直徑。軸段4為軸肩，給軸承定位，根據(jù)7009C軸承的安裝尺寸，取軸段4的直徑。軸段5為軸肩，給齒輪定位，取。軸段6上安裝齒輪，為了便于安裝，取直徑。軸段7上安裝軸承，同一根軸上一般安裝相同的軸承，因此。2》確定各軸段的長度軸段1的長度應(yīng)比半聯(lián)軸器轂長短2~3mm，已知半聯(lián)軸器轂長為82mm，故取。軸段3應(yīng)與7009C軸承的寬度相同，故取。軸段6的長度應(yīng)比齒輪轂長短2~3mm，齒輪轂長為65mm，故取。軸段5為軸環(huán)，取。通常從齒輪端面開始，為避免轉(zhuǎn)動零件與不動零件干涉，取齒輪端面與箱體內(nèi)壁的距離H=12mm?？紤]箱體鑄造誤差，軸承內(nèi)端面應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取，考慮上下軸承座的連接，取軸承座的寬度C=50mm，根據(jù)軸承外圈直徑查機械設(shè)計手冊，的軸承端蓋厚度e=10mm，同時軸承端蓋與箱體之間需加裝墊片調(diào)整軸承游隙，一般，高速級端面與低速級端面距F=10mm，為避免轉(zhuǎn)動的聯(lián)軸器與不動的軸承端蓋干涉，取聯(lián)軸器端面與軸承蓋的距離K=30mm，至此，相應(yīng)軸段的長度就可確定：各軸段的直徑和各軸段的長度尺寸如圖：d1=35mmd2=40mmd3=45mmd4=52mmd5=54mmd7=45mml1＝80mml3=19mml6＝63mml5=8mml2＝69mml4＝82mml7＝36mm計算及說明計算結(jié)果依圖，由相關(guān)參數(shù)及計算得軸的支點和軸上受力點間的跨距：3》軸上零件的周向固定。為了保證良好的對中性，齒輪和軸選用過盈配合，聯(lián)軸器與軸選用，與軸承內(nèi)圈配合的軸頸選用k6。齒輪及聯(lián)軸器均采用A型普通平鍵連接，分別為鍵14*9GB/T1096-2003及鍵10*8GB/T1096-2003。4》軸上倒角及圓角，為保證7009C軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手冊推薦，取軸肩圓角半徑為1.5mm，為方便加工，其他軸肩圓角半徑均取為1.5mm，軸的左右端倒角均為計算輸出軸（2軸）上斜齒輪受力。圓周力==2×259×1000/194.22=2667.09N徑向力2667.09×=1002.68N軸向力=2667.09×=689.76N按彎扭合成強度校核軸徑1.軸的受力分析.畫軸的受力分析簡圖如圖（a）將齒輪傳給軸的分散力簡化為集中力，并作用在輪轂寬度的中點。2.水平支反力（如圖b）==2667.09/2=1333.55N垂直支反力（如圖d）L1＝22mmL2＝120mmL3＝131mmFt2=2667.09NFr2=1002.68NFa2=689.76N=1333.55N計算及說明計算結(jié)果3.畫彎矩圖。在水平面上彎矩如圖（c）所示在垂直面上彎矩如圖（e）所示，A-A剖面左側(cè)彎矩為合成彎矩如圖（f）所示，A-A剖面左側(cè)彎矩為A-A剖面右側(cè)彎矩為4.畫轉(zhuǎn)矩如圖（g)所示5.軸的彎扭合成強度校核。由以上計算的最大彎矩因減速器為單向運轉(zhuǎn)，取，則，軸的彎矩合成強度滿足要求。W=8971.52[σ-1]=55MPaσca=25.1MPa計算及說明計算結(jié)果5.2高速軸（1軸）的設(shè)計計算5.2.1高速軸材料和熱處理的選擇材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理許用彎曲應(yīng)力5.1.2初步確定高速軸的最小直徑1)軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩2)初定軸的最小直徑先按課本式（15-2）初步估計軸的最少直徑。材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)課本表15-3，取5.2.3高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計⑴擬定軸上零件的裝配方案分析減速器的結(jié)構(gòu)，知高速軸上零件的裝配方案如下：帶輪、軸承端蓋、右軸承、齒輪、左軸承依次從軸的右端向左安裝，左端只安裝軸承及其端蓋，如下圖：①零件的軸向定位如以上簡圖所示，帶輪右端（軸端）可用螺母加上擋圈定位，左端用軸肩定位；端蓋直接用螺桿裝在機座上；左軸承左端靠端蓋定位，右端用軸肩定位；齒輪和軸為一體；右軸承左端用軸肩定位，右端用端蓋定位。②零件的周向定位帶輪用鍵定位；軸承用過盈配合定位⑶各軸段直徑和長度的確定1段：該段為最小軸，已計算得?？紤]到有一個鍵槽，將該軸徑加大5%，修正后，[σ-1]=55MPaP1=3.08kwn1=384r/minA0=126~103計算及說明計算結(jié)果查相關(guān)書籍，取d1=25mm，按帶輪配合取公差m6。帶輪寬度為(1.5～2)d，取該段長l1＝50mm。采用A型鍵14*9GB/T1096-2003連接。2段：在1段的基礎(chǔ)上形成軸肩，軸肩高度h=（0.07～0.1）d，取h=0.1d，則d2=d1+2h=25+2×0.1×25mm=30mm。端蓋總寬度為10mm（由減速器及軸承端蓋設(shè)計而定），取伸出部分長度為20mm，則l2＝30mm。3段：此段裝軸承，軸段3必須滿足軸承內(nèi)徑的標準，取軸承型號為7307AC，其內(nèi)徑d=35mm，寬度B=17mm故取軸段3的直徑，因軸承右端靠端蓋固定，因此,取4段與6段：為了使齒輪與軸承不發(fā)生相互沖撞以及加工方便，齒輪與軸承之間要有一定距離，取軸肩高度為2mm，則d4=d6=d3+2h=39mm，長度取22mm，則l4=l6＝22mm。5段：此段是齒軸一體的位子（設(shè)計尺寸與小齒輪齒根直徑相近），其尺寸略大于小齒輪的相關(guān)尺寸，取l5=65mm。7段：此段裝軸承，選用的軸承與右邊的軸承一致，即d7=35mm，左端同樣靠端蓋固定，取l7＝13mm。由以上分析可得軸的支點和軸上受力點的跨距：各軸段的直徑和長度尺寸如圖示：（4）計算輸入軸上斜齒輪受力圓周力==2×76.6×1000/55.79=2746.01N徑向力2746.01×=1032.35N軸向力=2746.01×=710.17Nd1=25mml1＝50mmd2=30mml2＝30mmd3=35mml3=35mmd4=d6=39mml4=l6＝22mmd5=50mml5＝65mmd7=35mml7＝13mmL1=54.5mmL2=54.5mmL3=75mmFt1=2746.01NFr1=1032.35NFa1=710.17N5.2.4按抗彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度1.軸的受力分析.軸的受力分析如高速軸，將齒輪傳給軸的分散力簡化為集中力，并作用在輪轂寬度的中點。2.水平支反力==2746.01/2=1373.01N垂直支反力3.水平面上彎矩垂直面上彎矩,齒輪剖面左側(cè)彎矩為合成彎矩，齒輪剖面左側(cè)合成彎矩為齒輪剖面右側(cè)合成彎矩為4.轉(zhuǎn)矩5.軸的彎扭合成強度校核。由以上計算的最大彎矩因減速器為單向運轉(zhuǎn)，取，則，軸的彎矩合成強度滿足要求。=1373.01N[σ-1]=55MPaσca=7.66MPa計算及說明計算結(jié)果第六部分軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1軸承的選擇及校核6.1.1選用軸承：因為齒輪是斜齒圓柱齒輪，考慮承受軸向和徑向載荷，主從動輪均選用角接觸軸承（=）。在第五部分已經(jīng)選用相關(guān)軸承，且都是成對選用，各軸承相關(guān)尺寸如下：軸承代號相關(guān)尺寸基本額定負荷dDB低速軸(2軸）7209C45851929.823.8高速軸（1軸）7307AC35802132.824.86.1.2軸承的校核輸入軸（1軸）軸承選擇7207C。1.根據(jù)設(shè)計條件，軸承的預(yù)期壽命為：由以上可知：2.對于70000C型軸承，按機械設(shè)計書表13-7，軸承派生軸向力，其中e為表13-5中的判斷系數(shù)，初步取e=0.4，因此可估算：查機械設(shè)計書表13-5，仿照例題13-1進行插值計算，得：，再計算兩次計算的值相差不大，因此確定，3.求軸承當量動載荷查表13-5得：因軸承運轉(zhuǎn)過程中有輕微沖擊，?。?，則因,所以按軸承1的受力大小校核故，所選軸承符合要求（2）、輸出軸（2軸）軸承選擇7209C。1.根據(jù)設(shè)計條件，軸承的預(yù)期壽命為：由以上可知：2.對于70000C型軸承，按機械設(shè)計書表13-7，軸承派生軸向力，其中e為表13-5中的判斷系數(shù)，初步取e=0.4，因此可估算：查機械設(shè)計書表13-5，仿照例題13-1進行插值計算，得：，再計算兩次計算的值相差不大，因此確定，3.求軸承當量動載荷查表13-5得：因軸承運轉(zhuǎn)過程中有輕微沖擊，?。海瑒t因,所以按軸承1的受力大小校核故，所選軸承符合要求計算及說明計算結(jié)果6.2鍵的選擇計算及校核材料選擇及其許用擠壓應(yīng)力選擇45號優(yōu)質(zhì)碳素鋼，查機械設(shè)計表6-2，在有輕微沖擊的情況下取其許用擠壓應(yīng)力，由第五部分已知：齒輪及聯(lián)軸器均采用A型普通平鍵連接，分別為鍵14*9GB/T1096-2003及鍵10*8GB/T1096-2003。帶輪采用A型鍵14*9GB/T1096-2003連接(1）齒輪處：d=47mmL=65mmT=259N.m選擇鍵b=14mml=L-b=51mmh=9mm;(2)聯(lián)軸器：d=35mmL=82mmT=259N.m選擇鍵b=10mml=L-b=72mmh=8mm（3）帶輪：d=25mmL=50mmT=76.6N.m選擇鍵b=14mml=L-b=36mmh=9mm故，以上鍵的選取合理6.3聯(lián)軸器的選擇由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，在第五部分已選GYS5型凸緣式聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為:400N.m聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩，查課本表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩的變化很小，故=1.3,，則：故，聯(lián)軸器選用合理齒輪鍵：聯(lián)軸器：帶輪：K=1.3=336.7<=400合格計算及說明計算結(jié)果第七部分減速器潤滑、密封及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸的計算7.1潤滑的選擇確定7.1.1潤滑方式1.齒輪V=1.1＜＜12m/s應(yīng)用噴油潤滑，但考慮成本及需要，選用浸油潤滑2.軸承采用潤滑脂潤滑7.1.2潤滑油牌號及用量1.齒輪潤滑選用150號機械油，最低～最高油面距10～20mm，需油量為1.5L左右2.軸承潤滑選用2L—3型潤滑脂，用油量為軸承間隙的1/3～1/2為宜7.2密封形式1.箱座與箱蓋凸緣接合面的密封選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2.觀察孔和油孔等處接合面的密封在觀察孔或螺塞與機體之間加石棉橡膠紙、墊片進行密封3.軸承孔的密封悶蓋和透蓋用作密封與之對應(yīng)的軸承外部軸的外伸端與透蓋的間隙，由于V<3（m/s），故選用氈封圈（40JB/ZQ4606--1986)加以密封.軸承靠近機體內(nèi)壁處用擋油環(huán)加以密封，防止?jié)櫥瓦M入軸承內(nèi)部7.3箱體及附屬部件設(shè)計設(shè)計:參考《設(shè)計手冊》表11－１（鑄鐵減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸），初步取如下尺寸：箱座壁厚：，取，箱蓋壁厚：，取，箱體凸緣厚度：箱座，箱蓋，箱底座V=1.1m/s油面距10～20mm油量為1.5LV<3（m/s），選用：氈封圈（40JB/ZQ4606--1986)計算及說明計算結(jié)果加強肋厚度：箱座，箱蓋，地腳螺釘直徑：，取，型號為：螺栓GB/TM20400（《設(shè)計手冊》P42，表3-13）采用標準彈簧墊圈，型號：墊圈GB/T9320（《設(shè)計手冊》P48，表3-22）地腳螺釘數(shù)目：因，取軸承旁聯(lián)接螺栓直徑：，取常用值,型號為：螺栓GB/T5782－86M16130采用標準彈簧墊圈，型號：墊圈GB/T9316箱蓋，箱座聯(lián)接螺栓直徑：，取常用值型號為：螺栓GB/T5782M1040采用標準彈簧墊圈，型號：墊圈GB/T9310螺栓間距觀察孔蓋螺釘直徑軸承端蓋螺釘直徑：輸入軸軸承：D=80mm，安裝尺寸輸出軸軸承：D=85mm，安裝尺寸起重吊耳采用吊耳環(huán)，見《設(shè)計手冊》表11-3取尺寸d=b=18mm，R=20mm，e=15mm吊鉤：取尺寸K=30mm,H=24mm,h=12mm,r=5mm,b=18mm 其余尺寸參見裝配圖。取油標：桿式油標M16。齒輪頂圓至箱體內(nèi)壁的距離：，取,齒輪端面至箱體內(nèi)壁的距離：，取窺視孔及視孔蓋，參照《設(shè)計手冊》P:161表11-4取通氣器用通氣塞，查《設(shè)計手冊》表11－5，得以下數(shù)據(jù)：取，，，s=17，L=23，l=12，a=2，d1=5。啟蓋螺釘：型號為：GB/T5780M1830計算及說明計算結(jié)果第八部分總結(jié)通過課程設(shè)計，使自己對所學(xué)機械的各門課程進一步加深了理解，對于各方面知識之間的聯(lián)系有了實際的體會。同時也深深感到自己初步掌握的知識與實際需要還有很大的距離，在今后還需要繼續(xù)學(xué)習和實踐。本設(shè)計由于時間緊張，在設(shè)計中肯定會有許多欠缺