基于proe圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)與上箱體端面數(shù)控加工

院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：基于proe圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)與上箱體端面數(shù)控加工 31.1減速器的主要型式及其特性 31.2減速器結(jié)構(gòu) 4 5第二張減速箱原始數(shù)據(jù)及傳動方案的選擇 72.1原始數(shù)據(jù) 72.2傳動方案選擇 7 3.1電動機(jī)選擇步驟 3.1.1型號的選擇 3.1.2功率的選擇 4.6.3低速軸設(shè)計(jì) 4.6.4高速軸的校核 5.1聯(lián)軸器的功用 5.2聯(lián)軸器的類型特點(diǎn) 5.3聯(lián)軸器的選用 6.1齒輪傳動特點(diǎn)與分類 6.2齒輪傳動的主要參數(shù)與基本要求 7.1軸承種類的選擇 7.2深溝球軸承結(jié)構(gòu) 第八章箱體設(shè)計(jì) 8.3箱體數(shù)控加工文件的生成 8.4刀具設(shè)定 第九章設(shè)計(jì)結(jié)論 第使章設(shè)計(jì)小結(jié) 第十一章.參考文獻(xiàn) 第一章減速器概述計(jì)(論文)1.1減速器的主要型式及其特性減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動、蝸桿傳動或齒輪—蝸桿傳動所組成的獨(dú)立部件，常用在動力機(jī)與工作機(jī)之間作為減速的傳動裝置；在少數(shù)場合下也用作增速的傳動裝置，這時(shí)就稱為增速器。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確可靠、使用維護(hù)簡單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用很廣。減速器類型很多，按傳動級數(shù)主要分為：單級、二級多級；按傳動件類型又可分為：齒輪、蝸桿、齒輪-蝸桿、蝸桿-齒輪等。低速軸中間軸高速軸聯(lián)軸器電動機(jī)低速軸中間軸高速軸聯(lián)軸器減速器系統(tǒng)框圖以下對幾種減速器進(jìn)行對比：1)圓柱齒輪減速器當(dāng)傳動比在8以下時(shí)，可采用單級圓柱齒輪減速器。大于8時(shí)，最好選用二級(i=8—40)和二級以上(i>40)的減速器。單級減速器的傳動比如果過大，則其外廓尺寸將很大二級和二級以上圓柱齒輪減速器的傳動布置形式有展開式分流式和同軸式等數(shù)種。展開式最簡單，但由于齒輪兩側(cè)8 計(jì)(論文)的軸承不是對稱布置，因而將使載荷沿齒寬分布不均勻，且使兩邊的軸承受力不等。為此，在設(shè)計(jì)這種減速器時(shí)應(yīng)注意：1)軸的剛度宜取大些；2)轉(zhuǎn)矩應(yīng)從離齒輪遠(yuǎn)的軸端輸入，以減輕載荷沿齒寬分布的不均勻；3)采用斜齒輪布置，而且受載大的低速級又正好位于兩軸承中間，所以載荷沿齒寬的分布情況顯然比展開好。這種減速器的高速級齒輪常采用斜齒，一側(cè)為左旋，另一側(cè)為右旋，軸向力能互相抵消。為了使左右兩對斜齒輪能自動調(diào)整以便傳遞相等的載荷，其中較輕的超輪軸在軸向應(yīng)能作小量游動。同軸式減速器輸入軸和輸出軸位于同一軸線上，故箱體長度較短。但這種減速器的軸向尺寸較大。圓柱齒輪減速器在所有減速器中應(yīng)用最廣。它傳遞功率的范圍可從很小至40000kW,圓周速度也可從很低至60m/s-70m/s,甚至高達(dá)150m/s。傳動功率很大的減速器最好采用雙驅(qū)動式或中心驅(qū)動式。這兩種布置方式可由兩對齒輪副分擔(dān)載荷，有利于改善受力狀況和降低傳動尺寸。設(shè)計(jì)雙驅(qū)動式或中心驅(qū)動式齒輪傳動時(shí)，應(yīng)設(shè)法采取自動平衡裝置使各對齒輪副的載荷能得到均勻分配，例如采用滑動軸承和彈性支承。圓柱齒輪減速器有漸開線齒形和圓弧齒形兩大類。除齒形計(jì)(論文)不同外，減速器結(jié)構(gòu)基本相同。傳動功率和傳動比相同時(shí)圓弧齒輪減速器在長度方向的尺寸要比漸開線齒輪減速器約30%。2)圓錐齒輪減速器它用于輸入軸和輸出軸位置布置成相交的場合。二級和二級以上的圓錐齒輪減速器常由圓錐齒輪傳動和圓柱齒輪傳動組成，所以有時(shí)又稱圓錐—圓柱齒輪減速器。因?yàn)閳A錐齒輪常常是懸臂裝在軸端的，為了使它受力小些，常將圓錐面崧，作為，高速極：山手面錐齒輪的精加工比較困難，允許圓周速度又較低，因此圓錐齒輪減速器的應(yīng)用不如圓柱齒輪減速器廣。3)蝸桿減速器主要用于傳動比較大(j>10)的場合。通常說蝸桿傳動結(jié)構(gòu)緊湊、輪廓尺寸小，這只是對傳減速器的傳動比較大的蝸桿減速器才是正確的，當(dāng)傳動比并不很大時(shí)，此優(yōu)點(diǎn)并不顯著。由于效率較低，蝸桿減速器不宜用在大功率傳動的場合。蝸桿減速器主要有蝸桿在上和蝸桿在下兩種不同形式蝸桿圓周速度小于4m/s時(shí)最好采用蝸桿在下式，這時(shí)，在計(jì)(論文)嚙合處能得到良好的潤滑和冷卻條件。但蝸桿圓周速度大于4m/s時(shí)，為避免攪油太甚、發(fā)熱過多，最好采用蝸桿在4)齒輪-蝸桿減速器它有齒輪傳動在高速級和蝸桿傳動在高速級兩種布置形式。前者結(jié)構(gòu)較緊湊，后者效率較高。通過比較，我們選定圓柱齒輪減速器。1.2減速器結(jié)構(gòu)近年來，減速器的結(jié)構(gòu)有些新的變化。為了和沿用已久、國內(nèi)目前還在普遍使用的減速器有所區(qū)別，這里分列了兩節(jié)，并稱之為傳統(tǒng)型減速器結(jié)構(gòu)和新型減速器結(jié)構(gòu)。1)傳統(tǒng)型減速器結(jié)構(gòu)絕大多數(shù)減速器的箱體是用中等強(qiáng)度的鑄鐵鑄成，重型減速器用高強(qiáng)度鑄鐵或鑄鋼。少量生產(chǎn)時(shí)也可以用焊接箱體。鑄造或焊接箱體都應(yīng)進(jìn)行時(shí)效或退火處理。大量生產(chǎn)小型減速器時(shí)有可能采用板材沖壓箱體。減速器箱體的外形目前比較傾向于形狀簡單和表面平整。箱體應(yīng)具有足以免受載后變形過大而影響傳動質(zhì)量。箱體通常由箱座和箱蓋兩部分所組成，其剖分面則通過傳動的軸線。為了卸蓋容易，在剖分面處的一個(gè)凸緣上攻有螺紋孔計(jì)(論文)以便擰進(jìn)螺釘時(shí)能將蓋頂起來。聯(lián)接箱座和箱蓋的螺栓應(yīng)合理布置，并注意留出扳手空間。在軸承附近的螺栓宜稍大些并盡量靠近軸承。為保證箱座和箱蓋位置的準(zhǔn)確性，在剖分面的凸緣上應(yīng)設(shè)有2—3個(gè)圓錐定位銷。在箱蓋上備有為觀察傳動嚙合情況用的視孔、為排出箱內(nèi)熱空氣用的通氣孔和為提取箱蓋用的起重吊鉤。在箱座上則常設(shè)有為提取整個(gè)減速器用的起重吊鉤和為觀察或測量油面高度用的油面指示器或測油孔。關(guān)于箱體的壁厚、肋厚、凸緣厚螺栓尺寸等均可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，見有關(guān)圖冊。關(guān)于視孔、通氣孔和通氣器、起重吊鉤、油面指示Oe等均可從有關(guān)的設(shè)計(jì)手冊和圖冊中查出。在減速器中廣泛采用滾動軸承。只有在載荷很大、工作條件繁重和轉(zhuǎn)速很高的減速器才采用滑動軸承。2)新型減速器結(jié)構(gòu)下面列舉兩種聯(lián)體式減速器的新型結(jié)構(gòu)，圖中未將電動機(jī)部分畫出。1)齒輪—蝸桿二級減速器；2)圓柱齒輪—圓錐齒輪—圓柱齒輪三級減速器。這些減速器都具有以下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：——在箱體上不沿齒輪或蝸輪軸線開設(shè)剖分面。為 -陜四理工學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)了便于傳動霧件的安裝，在適當(dāng)部位有較大的開孔?！谳斎胼S和輸出軸端不采用傳統(tǒng)的法蘭式端蓋而改用機(jī)械密封圈；在盲孔端則裝有沖壓薄壁端蓋。——輸出軸的尺寸加大了，鍵槽的開法和傳統(tǒng)的規(guī)定不同，甚至跨越了軸肩，有利于充分發(fā)揮輪轂的作用。和傳統(tǒng)的減速器相比，新型減速器結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，既可簡化結(jié)構(gòu)，減少零件數(shù)目，同時(shí)又改善了制造工藝性。但設(shè)計(jì)時(shí)要注意裝配的工藝性，要提高某些裝配零件的制造精度。1.3減速器潤滑圓周速度u≤12m/s—15m/s的齒輪減速器廣泛采用油池潤滑，自然冷卻。為了減少齒輪運(yùn)動的阻力和油的溫升浸入油中的齒輪深度以1—2個(gè)齒高為宜。速度高的還應(yīng)該淺些，建議在0.7倍齒高左右，但至少為10mm。速度低的(0.5m/s-0.8m/s)也允許浸入深些，可達(dá)到1/6的齒輪半徑；更低速時(shí)，甚至可到1/3的齒輪半徑。潤滑圓錐齒輪傳動時(shí)，齒輪浸入油中的深度應(yīng)達(dá)到輪齒的整個(gè)寬度。對于油面有波動的減速器(如船用減速器),浸入宜深些。在多級減速器中應(yīng)盡量使各級傳動浸入油中深度近計(jì)(論文)予相等。如果發(fā)生低速級齒輪浸油太深的情況，則為了降低其探度可以采取下列措施：將高速級齒輪采用惰輪燕油潤滑；或?qū)p速器箱蓋和箱座的剖分面做成傾斜的，從而使高速級和低速級傳動的浸油深度大致相等。減速器油池的容積平均可按1kW約需0.35L-0.7L潤滑油計(jì)算(大值用于粘度較高的油),同時(shí)應(yīng)保持齒輪頂圓距離箱底不低于30mm—50mm左右，以免太淺時(shí)激起沉降在箱底的油泥。減速器的工作平衡溫度超過90℃時(shí)，需采用循環(huán)油潤滑，或其他冷卻措施，如油池潤滑加風(fēng)扇，油池內(nèi)裝冷卻盤管等。循環(huán)潤滑的油量一般不少于0.5L/kW。圓周速度u>12m/s的齒輪減速器不宜采用油池潤滑，因?yàn)椋?)由齒輪帶上的油會被離心力甩出去而送不到嚙合處；2)由于攪油會使減速器的溫升增加；3)會攪起箱底油泥，從而加速齒輪和軸承的磨損；4)加速潤滑油的氧油從自備油泵或中心供油站送來，借助管子上的噴嘴將油噴人輪齒嚙合區(qū)。速度高時(shí)，對著嚙出區(qū)噴油有利于迅速帶出熱量，降低嚙合區(qū)溫度，提高抗點(diǎn)蝕能力。速度u≤20心s的齒輪傳動常在油管上開一排直徑為4mm的噴油孔，速度更高時(shí)財(cái)應(yīng)開多排噴油孔。噴油孔的位置還應(yīng)注 計(jì)(論文)意沿齒輪寬度均勻分布。噴油潤滑也常用于速度并不很高而工作條件相當(dāng)繁重的重型減速器中和需要用大量潤滑油進(jìn)行冷卻的減速器中。噴油潤滑需要專內(nèi)的管路裝置、油的過濾和冷卻裝置以及油量調(diào)節(jié)裝置等，所以費(fèi)用較貴。注意，箱座上的排油孔宜開大些，以便熱油迅速排出。蝸桿圓周速度在10m/s以下的蝸桿減速器可以采用油池潤滑。當(dāng)蝸桿在下時(shí)，油面高度應(yīng)低于蝸桿螺紋的根部并且不應(yīng)超過蝸桿軸上滾動軸承的最低滾珠(柱)的中心，以免增加功率損失。但如滿足了后一條件而蝸桿未能浸入油中時(shí)，則可在蝸桿軸上裝一甩油環(huán)，將油甩到蝸輪上以進(jìn)行潤滑。當(dāng)蝸桿在上時(shí)，則蝸輪浸入油中的深度也以超過齒高不多為限。蝸桿圓周速度在10m/s以上的減速器應(yīng)采用噴油潤滑。噴油方向應(yīng)順著蝸桿轉(zhuǎn)入嚙合區(qū)的方向，但有時(shí)為了加速熱的散失，油也可從蝸桿兩側(cè)送人嚙合區(qū)齒輪減速器和蝸輪減速器的潤滑油粘度可分別參考表選取若工作溫度低于0℃,則使用時(shí)需先將油加熱到0℃以上。蝸桿上置的，粘度應(yīng)適當(dāng)增大。計(jì)(論文)第二章減速箱原始數(shù)據(jù)及傳動方案的選擇2.1原始數(shù)據(jù)=1.2m/s,卷筒直徑D=200mm間歇工作，載荷平穩(wěn)，傳動可逆轉(zhuǎn)，傳動比誤差為±5%,每隔2min工作一次，停機(jī)5min,工作年限為10年 計(jì)(論文)2.2傳動方案選擇傳動裝置總體設(shè)計(jì)的目的是確定傳動方案、選定電機(jī)型號、合理分配傳動比以及計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)，為計(jì)算各級傳動件準(zhǔn)備條件。由于我們的實(shí)驗(yàn)的要求較高，電機(jī)輸入的最高轉(zhuǎn)速較大，為了減少成本，降低對同時(shí)能夠滿足減震器試驗(yàn)臺的正常工作，我們對減震器采用這樣的方案：變頻電機(jī)通過帶輪的傳遞，到達(dá)第一對嚙合齒輪，為了讓減速器具有變速功能，我們使第二對嚙合齒輪為雙聯(lián)齒輪，最后由輸出軸傳遞給偏心輪機(jī)構(gòu)。因?yàn)楸驹囼?yàn)屬于多功能測試，包括了靜特性試驗(yàn)、疲勞試示功試驗(yàn)、耐久試驗(yàn)。所以對整個(gè)傳遞要求較高。所以第一、二根軸；兩端采用角接觸球軸承，第三根軸采用一頭用角接觸球軸承另一頭采用普通調(diào)心球軸承。注意點(diǎn)是使用這個(gè)傳動方案應(yīng)保證工作可靠，并且結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護(hù)便利。減速器設(shè)計(jì)二級圓柱齒輪減速器傳動比一般為8～40,用斜齒、直齒或人字齒，結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛。展開式由于齒輪相對于軸承為不對稱布置，因而沿齒向載荷分布不均，要求軸-陜西理工學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)有較大剛度；分流式則齒輪相對于軸承對稱布置，常用于較大功率、變載荷場合。同軸式減速器，長度方向尺寸較小，但軸向尺寸較大，中間軸較長，剛度較差。兩級大齒輪直徑接近有利于浸油潤滑，軸線可以水平、上下或鉛垂布置，如圖：展開式分流式同軸式圖中展開式又可以有下面兩種，如下所示：根據(jù)材料力學(xué)(工程力學(xué))可以算出在相同載荷作用 計(jì)(論文) —陜四理工學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)綜上所述：可得y?<yz?！噙xa方案。計(jì)(論文)第三章電動機(jī)的選擇計(jì)算合理的選擇電動機(jī)是正確使用的先決條件。選擇恰當(dāng)電動機(jī)就能安全、經(jīng)濟(jì)、可靠地運(yùn)行；選擇得不合適，輕者造成浪費(fèi)，重者燒毀電動機(jī)。選擇電動機(jī)的內(nèi)容包括很多，例如電壓、頻率、功率、轉(zhuǎn)速、啟動轉(zhuǎn)矩、防護(hù)形式結(jié)構(gòu)形式等，但是結(jié)合農(nóng)村具體情況，需要選擇的通常只是功率、轉(zhuǎn)速、防護(hù)形式等幾項(xiàng)比較重要的內(nèi)容，因此在這里介紹一下電動機(jī)的選擇方法及使用。3.1電動機(jī)選擇步驟電動機(jī)的選擇一般遵循以下三個(gè)步驟：3.1.1型號的選擇電動機(jī)的型號很多，通常選用異步電動機(jī)。從類型上可分為鼠籠式與繞線式異步電動機(jī)兩種。常用鼠籠式的有J、J2、JO、JO2、JO3系列的小型異步電動機(jī)和JS、JSQ系列中型異步電動機(jī)。繞線式的有JR、JRO2系列小型繞線式異步電動機(jī)和JRQ系列中型繞線式異步電動機(jī)。 計(jì)(論文)從電動機(jī)的防護(hù)形式上又可分為以下幾種：1.防護(hù)式。這種電動機(jī)的外殼有通風(fēng)孔，能防止水滴鐵屑等物從上面或垂直方向成45°以內(nèi)掉進(jìn)電動機(jī)內(nèi)部，但是灰塵潮氣還是能侵入電動機(jī)內(nèi)部，它的通風(fēng)性能比較好價(jià)格也比較便宜，在干燥、灰塵不多的地方可以采用。2.封閉式。這種電動機(jī)的轉(zhuǎn)子，定子繞組等都裝在一能防止灰塵、鐵屑或其它雜物侵入電動機(jī)內(nèi)部，但它的密封不很嚴(yán)密，所以還不能在水中工作，“JO”系列電動機(jī)屬于這種防護(hù)形式。在農(nóng)村塵土飛揚(yáng)、水花四濺的地方(如農(nóng)副業(yè)加工機(jī)械和水泵)廣泛地使用這3.密封式。這種電動機(jī)的整個(gè)機(jī)體都嚴(yán)密的密封起來可以浸沒在水里工作，農(nóng)村的電動潛水泵就需要這種電動實(shí)際上，農(nóng)村用來帶動水泵、機(jī)磨、脫粒機(jī)、扎花機(jī)和粉碎機(jī)等農(nóng)業(yè)機(jī)械的小型電動機(jī)大多選用J0、JO2系列電動機(jī)。在特殊場合可選用一些特殊用途的電動機(jī)。如JBS系列小型三相防爆異步電動機(jī)，JQS系列井用潛水泵三相異步計(jì)(論文)電動機(jī)以及DM2系列深井泵用三相異步電動機(jī)。3.1.2功率的選擇一般機(jī)械都注明應(yīng)配套使用的電動機(jī)功率，更換或配套時(shí)十分方便，有的農(nóng)業(yè)機(jī)械注明本機(jī)的機(jī)械功率，可把電動機(jī)功率選得比它大10%即可(指直接傳動)。一些自制簡易農(nóng)機(jī)具，我們可以憑經(jīng)驗(yàn)粗選一臺電動機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)用測得的電功率來選擇電動機(jī)功率。電動機(jī)的功率不能選擇過小，否則難于啟動或者勉強(qiáng)后動，使運(yùn)轉(zhuǎn)電流超過電動機(jī)的額定電流，導(dǎo)致電動機(jī)過熱以致燒損。電動機(jī)的功率也不能選擇太大，否則不但浪費(fèi)投資，而且電動機(jī)在低負(fù)荷下運(yùn)行，其功率和功率因數(shù)都不高，造成功率浪費(fèi)。選擇電動機(jī)功率時(shí)，還要兼顧變壓器容量的大小，一直接啟動的最大一臺鼠籠式電動機(jī)，功率不宜超過變壓器容量的1/3。選擇電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，應(yīng)盡量與工作機(jī)械需要的轉(zhuǎn)速相同，采用直接傳動，這樣既可以避免傳動損失，又可以節(jié)省占地面積。若一時(shí)難以買到合適轉(zhuǎn)速的電動機(jī)，可用皮帶傳動進(jìn)行變速，但其傳動比不宜大于3。 —陜西理工學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)異步電動機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速(同步轉(zhuǎn)速)有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min等。異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速一般要低2%～5%,在功率相同的情況下，電動機(jī)轉(zhuǎn)速越低體積越大，價(jià)格也越高，而且功率因數(shù)與效率較低；高轉(zhuǎn)速電動機(jī)也有它的缺點(diǎn)，它的啟動轉(zhuǎn)矩較小而啟動電流大，拖動低轉(zhuǎn)速的農(nóng)業(yè)機(jī)械時(shí)傳動不方便，同時(shí)轉(zhuǎn)速高的電動機(jī)軸承容易磨損。所以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上一般選用1500r/min的電動機(jī)，它的轉(zhuǎn)速也比較高，但它的適應(yīng)性較強(qiáng)，功率因數(shù)也比較高。3.2電動機(jī)型號的確定根據(jù)已知的工作要求和條件，選用Y型全封閉籠型三相異步電動機(jī)。電動機(jī)轉(zhuǎn)速查閱資料可得：選取?1=0.99—彈性柱銷聯(lián)軸器?2=0.97—6級精度齒輪的效率計(jì)(論文)?3=0.98—7級精度齒輪的效率?4=0.938—滾動滾子軸承的效率?5=0.96—滾子鏈傳動則總=η1η2η3η4η5=0.8503查閱資料可得：取i=8~60電動機(jī)符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1500、3000,綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動比，顯然選擇1500r/min的同步轉(zhuǎn)速電動機(jī)比較合適。電動機(jī)型號額定功率滿載轉(zhuǎn)速(額定轉(zhuǎn)矩)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩(額定轉(zhuǎn)44計(jì)(論文)計(jì)(論文)第四章軸的設(shè)計(jì)機(jī)器上所安裝的旋轉(zhuǎn)霧件，例如帶輪、齒輪、聯(lián)軸器和離合器等都必須用軸來支承，才能正常工作，因此軸是機(jī)械中不可缺少的重要零件。本章將討論軸的類型、軸的材料和輪轂聯(lián)接，重點(diǎn)是軸的設(shè)計(jì)問題，其包括軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是合理確定軸的形狀和尺寸，它除應(yīng)考慮軸的強(qiáng)度和剛度外，還要考慮使用、加工和裝配等方面的許多因素。4.1軸的分類按軸受的載荷和功用可分為：1.心軸：只承受彎矩不承受扭矩的軸，主要用于支承回轉(zhuǎn)零件。如.車輛軸和滑輪軸。2.傳動軸：只承受扭矩不承受彎矩或承受很小的彎矩的軸，主要用于傳遞轉(zhuǎn)矩。如汽車的傳動軸。3.轉(zhuǎn)軸：同時(shí)承受彎矩和扭矩的軸，既支承零件又傳計(jì)(論文)遞轉(zhuǎn)矩。如減速器軸。主要承受彎矩和扭矩。軸的失效形式是疲勞斷裂，應(yīng)具軸的材料從以下中選?。?.碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼具有較好的機(jī)械性能，對應(yīng)力集中敏感性較低，價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛。例如：35、45、50等優(yōu)質(zhì)碳素鋼。一般軸采用45鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)或正火處理；有耐磨性要求的軸段，應(yīng)進(jìn)行表面淬火及低溫回火處理。輕載或不重要的軸，使用普通碳素鋼Q235、Q275等。2.合金鋼合金鋼具有較高的機(jī)械性能，對應(yīng)力集中比較敏感，淬火性較好，熱處理變形小，價(jià)格較貴。多使用于要求重量輕和軸頸耐磨性的軸。例如：汽輪發(fā)電機(jī)軸要求，在高速高溫重載下工作，采用27Cr2Mo1V、38CrMoAIA等。滑動軸承的高速軸，采用20Cr、20CrMnTi等。 -陜西理工學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)3.球墨鑄鐵球墨鑄鐵吸振性和耐磨性好，對應(yīng)力集中敏感低，價(jià)格低廉，使用鑄造制成外形復(fù)雜的軸。例如：內(nèi)燃機(jī)中的曲4.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖所示為一齒軋的的高速軸。軸上與配合的部份稱為軸頭與軸頭的非配合部份起定位作用的階梯軸化的部分稱為軸肩。軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求有：\(1)、便于軸上零件的裝配減速器中軸承配合傳動零件連接軸頸稱為軸身上截面變軸的結(jié)構(gòu)外形主要取決于軸在箱體上的安裝位置及形式，軸上零件的布置和固定方式，受力情況和加工工藝等為了便于軸上霧件的裝拆，將軸制成階梯軸，中間直徑最大，向兩端逐漸直徑減小。近似為等強(qiáng)度軸。(2)、保證軸上零件的準(zhǔn)確定位和可靠固定軸上霧件的軸向定位方法主要有：軸肩定位、套筒定計(jì)(論文)位、圓螺母定位、軸端擋圈定位和軸承端蓋定位。1)軸向定位的固定①軸肩或軸環(huán)：如教圖10-7所示軸肩定位是最方便可靠的方法，但采用軸肩定位會使軸的直徑加大由于軸徑的突變而產(chǎn)生應(yīng)力集中。因此，多用于軸向力較—0.1)d,d為與零件相配處的軸徑尺寸。要求②套筒和圓螺母定位套筒用于軸上兩零件的距離較小，結(jié)構(gòu)簡單，定位可靠。圓螺母用于軸上兩霧件距離較大，需要在軸上切制螺紋，對軸的強(qiáng)度影響較大。③性擋圈和緊定螺釘這兩種固定的方法，常用于軸向力較小的場合。④軸端擋圈圓錐面：軸端擋圈與軸肩、圓錐面與軸端擋圈聯(lián)合使用，常用于軸端起到雙向固定。裝拆方便，多用于承受劇烈振動和沖擊的場合。2)周向定位和固定軸上霧件的周向固定是為了防止零件與軸發(fā)生相對轉(zhuǎn)計(jì)(論文)動。常用的固定方式有：a.鍵聯(lián)接b.過盈配合聯(lián)接c.圓錐銷聯(lián)接d.成型聯(lián)接鍵聯(lián)接和圓錐銷聯(lián)接見教材§10—4節(jié)。過盈配合是利用軸和零件輪轂孔之間的配合過盈量來聯(lián)接，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)周向和軸向固定，結(jié)構(gòu)簡單，對中性好，對軸削弱小，裝拆不便。成型聯(lián)接是利用非圓柱面與相同的輪轂孔配合，對中性好，工作可靠，制造困難應(yīng)用少。3研具肴良好的制造和裝其工藝性f)過盈聯(lián)接1).軸為階梯軸便于裝拆。軸上磨削和車螺紋的軸段應(yīng)分別設(shè)有砂輪越程槽和螺紋退刀槽。如教材圖10—12所示。2).軸上沿長度方向開有幾個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)將鍵槽安排在軸的同一母線上。同一根軸上所有圓角半徑和倒角的大小應(yīng)盡可能一致，以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)。為使軸上零件容易裝拆，軸端和各軸段端部都應(yīng)有45°的倒角。為便于加工定位，軸的兩端面上應(yīng)做出中心孔。(4)、減小應(yīng)力集中，改善軸的受力情況計(jì)(論文)軸大多在變應(yīng)力下工作，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)減少應(yīng)力集中以提高軸的疲勞強(qiáng)度，尤為重要。軸截面尺寸突變處會造成應(yīng)力集中，所以對階梯軸，相鄰兩段軸徑變化不宜過大在軸徑變化處的過渡圓角半徑不宜過小。盡量不在軸面上切制螺紋和凹槽以免引起應(yīng)力集中。盡量使用圓盤銑刀。此外，提高軸的表面質(zhì)量，降低表面粗糙度，采用表面碾壓、噴丸和滲碳淬火等表面強(qiáng)化方法，均可提高軸的疲勞當(dāng)傳矩由一個(gè)傳動件輸入，而由幾個(gè)傳動件輸出時(shí)，為了減小軸上的傳矩，應(yīng)將輸入件放在中間。如圖10-14所示，輸入傳矩T?=T?+T?,軸上各輪按圖14-15a的布置形式，軸所受的最大傳矩為T?+T?,如改為圖10-14b的布置形式，最大傳矩減小為T?或T?。4.4軸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.4.1按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算這種方法是只按軸所受的扭矩來計(jì)算軸的強(qiáng)度。如果還受不大的彎矩時(shí)，則采用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮。并且應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的計(jì)算方法，并恰當(dāng)?shù)剡x取其許用應(yīng)力。在進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常用這種方法初步估算軸徑 —陜西理工學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)對于不大重要的軸，也可作為最后計(jì)算結(jié)果。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為：強(qiáng)度條件：軸上有鍵槽：放大：3~5%一個(gè)鍵槽；7~10%二個(gè)鍵槽并且取標(biāo)準(zhǔn)植用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力(N/mm2),C為由軸的材料和承載情況確定的常數(shù)。4.4.2按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算通過軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸、軸上零件的位置以及外載荷和支反力的作用位置均已確定，軸上的載荷(彎矩和扭矩)已可以求得，因而可按彎扭合成強(qiáng)度條件對軸進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。對于鋼制的軸，按第三強(qiáng)度理論，強(qiáng)度條件為：設(shè)計(jì)公式： 計(jì)(論文);M.為水平面上的彎矩；M.為垂直面上的彎矩W為軸危險(xiǎn)截面抗彎截面系數(shù)；α——為將扭矩折算為等效彎矩的折算系數(shù)∵彎矩引起的彎曲應(yīng)力為對稱循環(huán)的變應(yīng)力，而扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力往往為非對稱循環(huán)變應(yīng)力∴a與扭矩變化情況有關(guān)不變的扭矩狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力。對于重要的軸，還要考慮影響疲勞強(qiáng)度的一些因素而作精確驗(yàn)算。內(nèi)容參看有關(guān)書籍。4.4.3軸的剛度計(jì)算概念軸在載荷作用下，將產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形。若變形量超過允許的限度，就會影響軸上零件的正常工作，甚至?xí)适C(jī)器應(yīng)有的工作性能。軸的彎曲剛度是以撓度y或偏轉(zhuǎn)角計(jì)(論文)θ以及扭轉(zhuǎn)角φ來度量，其校核公式為：的許用撓度、許用轉(zhuǎn)角和許用扭轉(zhuǎn)角。4.4.4軸的設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)軸的一般步驟為：(1)選擇軸的材料根據(jù)軸的工作要求，加工工藝性經(jīng)濟(jì)性，選擇合適的材料和熱處理工藝。(2)初步確定軸的直徑按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算公式，計(jì)算出軸的最細(xì)部分的直徑。(3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：①軸和軸上零件要有準(zhǔn)確牢固的工作位置；②軸上霧件裝拆、調(diào)整方便；③軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。④盡量避免應(yīng)力集中；根據(jù)軸上零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，首先要預(yù)定出主要霧件的裝配方向、順序和相互關(guān)系，它是軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，擬定裝配方案，應(yīng)先考慮幾個(gè)方案，進(jìn)行分析比較后再選優(yōu)。原則：1)軸的結(jié)構(gòu)越簡單越合理；2)裝配越簡單越合理。4.5各軸的計(jì)算4.5.1高速軸計(jì)算 計(jì)(論文)(1)查得C=118(低速軸彎矩較大),由公式(2)求作用在齒輪上的力齒輪分度圓直徑為齒輪所受的轉(zhuǎn)矩為徑向力E=Fgxm軸向力F=Ftgj=2188·tg1445=(3)畫軸的計(jì)算簡圖并計(jì)算支反力(圖a)水平支反力(4)畫彎矩圖 計(jì)(論文)a水平面內(nèi)彎矩圖M(b圖)b垂直面內(nèi)彎矩圖MC(c圖)C合成彎矩=√ 計(jì)(論文)e繪當(dāng)量彎矩圖(f圖)(1)查得C=118(低速軸彎矩較大),由公式 計(jì)(論文)取高速軸的直徑d=60mm。(2)求作用在齒輪上的力齒輪分度圓直徑為齒輪作用力圓周力徑向力徑向力軸向力軸向力(3)畫軸的計(jì)算簡圖并計(jì)算支反力(圖a)水平支反力計(jì)(論文)(4)畫彎矩圖a水平面內(nèi)彎矩圖M(b圖)截面D ---陜西理工學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)d畫扭矩圖(e圖)T=73490,Xam!又根據(jù)e繪當(dāng)量彎矩圖(f圖) 計(jì)(論文)(1)查得C=118,由公式取高速軸的直徑d=75mm。(2)求作用在齒輪上的力齒輪分度圓直徑為齒輪所受的轉(zhuǎn)矩為齒輪作用力圓周力軸向力(3)畫軸的計(jì)算簡圖并計(jì)算支反力(圖a) 計(jì)(論文)(4)畫彎矩圖a水平面內(nèi)彎矩圖M(b圖)b垂直面內(nèi)彎矩圖MC(c圖) 計(jì)(論文)截面cM=R=1500,94=141000.N.C合成彎矩H=√T·M=2N2n3kNmM(d圖) —陜西理工學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)e繪當(dāng)量彎矩圖(f圖)4.6軸的設(shè)計(jì)與校核4.6.1高速軸設(shè)計(jì)初定最小直徑，選用材料45δ鋼，調(diào)質(zhì)處理。取AO=112(不同)則Rmin=AO=16.56mm最小軸徑處有鍵槽最小直徑為安裝聯(lián)軸器外半徑，取KA=1.7,同上所述已選用TL4彈性套柱聯(lián)軸器，軸孔半徑R=20mm。取高速軸的最小軸徑為R=20mm。由于軸承同時(shí)受徑向和軸向載荷，故選用6300滾子軸承按國標(biāo)T297-94D*d*T=17.25 計(jì)(論文)軸承處軸徑d=36mm高速軸簡圖如下：取L1=38+46=84mm,取擋圈直徑D=43mm,取聯(lián)軸器用鍵：圓頭普通平鍵。度中間軸簡圖如下：初定最小直徑dmin=20mm選用6303軸承，L2=19,L4=120mm,d2=d4=35mm,L3=12mm初定最小直徑： 一陜西理工學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)取小軸徑處有鍵槽取d1=75mm,d2=90mm,d3=97mm,齒輪用鍵：圓頭普通鍵：b*h=16*6,長L=85mm4.6.4高速軸的校核由于減速器中，最容易出現(xiàn)損壞的軸為高速軸，故在進(jìn)行軸的校驗(yàn)的時(shí)候，只需對高速軸進(jìn)行校驗(yàn)。高速軸的校驗(yàn)計(jì)算如下所示：P=3.105Kw,n=960r/min齒輪受力：Ft=1095N,Fr=370N,Fe=148N計(jì)(論文)所以軸安全。計(jì)(論文)第五章聯(lián)軸器的選擇5.1聯(lián)軸器的功用聯(lián)軸器是將兩軸軸向聯(lián)接起來并傳遞扭矩及運(yùn)動的部件并具有一定的補(bǔ)償兩軸偏移的能力，為了減少機(jī)械傳動系統(tǒng)的振動、降低沖擊尖峰載荷，聯(lián)軸器還應(yīng)具有一定的緩沖減震性能。聯(lián)軸器有時(shí)也兼有過載安全保護(hù)作用。5.2聯(lián)軸器的類型特點(diǎn)剛性聯(lián)軸器：剛性聯(lián)軸器不具有補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相 計(jì)(論文)對偏移的能力，也不具有緩沖減震性能；但結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜。只有在載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，能保證被聯(lián)兩軸軸線相對偏移極小的情況下，才可選用剛性聯(lián)軸器。撓性聯(lián)軸器：具有一定的補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相對偏移的能力，最大量隨型號不同而異。無彈性元件的撓性聯(lián)軸器：承載能力大，但也不具有緩沖減震性能，在高速或轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定或經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)時(shí)，有沖擊噪聲。適用于低速、重載、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)的場合。非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器：在轉(zhuǎn)速不平穩(wěn)時(shí)有很好的緩沖減震性能；但由于非金屬(橡膠、尼龍等)彈性元件強(qiáng)度低、壽命短、承載能力小、不耐高溫和低溫，故金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器：除了具有較好的緩沖減震性能外，承載能力較大，適用于速度和載荷變化較大及高溫或低溫場合。計(jì)(論文)安全聯(lián)軸器：在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是，存在一個(gè)保險(xiǎn)環(huán)節(jié) (如銷釘可動聯(lián)接等),其只能承受限定載荷。當(dāng)實(shí)際載荷超過事前限定的載荷時(shí)，保險(xiǎn)環(huán)節(jié)就發(fā)生變化，截?cái)噙\(yùn)動和動力的傳遞，從而保護(hù)機(jī)器的其余部分不致?lián)p壞，即起安全保護(hù)作用。起動安全聯(lián)軸器：除了具有過載保護(hù)作用外，還有將機(jī)器電動機(jī)的帶載起動轉(zhuǎn)變?yōu)榻瓶蛰d起動的作用。5.3聯(lián)軸器的選用聯(lián)軸器選擇原則：轉(zhuǎn)矩T:T1,選剛性聯(lián)軸器、無彈性元件或有金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器；T有沖擊振動，選有彈性元件的撓性聯(lián)軸器；轉(zhuǎn)速n:n1,非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器；對中性：對中性好選剛性聯(lián)軸器，需補(bǔ)償時(shí)選撓性聯(lián)軸器；裝拆：考慮裝拆方便，選可直接徑向移動的聯(lián)軸器；環(huán)境：若在高溫下工作，不可選有非金屬元件的聯(lián)軸成本：同等條件下，盡量選擇價(jià)格低，維護(hù)簡單的聯(lián)軸器； 計(jì)(論文)5.4聯(lián)軸器材料半聯(lián)軸器的材料常用45、20Cr鋼，也可用ZG270—500鑄鋼。鏈齒硬度最好為40HRC—45HRC。聯(lián)軸器應(yīng)有罩殼，用鋁合金鑄成。用單排鏈時(shí)，滾子和套筒受力，銷軸只起聯(lián)接作用，結(jié)構(gòu)可靠性好；用雙排鏈時(shí)，銷軸受剪力，承受沖擊能力較差，銷軸與外鏈板之間的過盈配合容易松動。在高速輕載場合，宜選用較小鏈節(jié)距的鏈條，重量輕，離心力?。辉诘退僦剌d場合，宜選用較大鏈節(jié)距的鏈條，以便加大承載面積。鏈輪齒數(shù)一般為12~22。為避本機(jī)構(gòu)查GB4323-84,選用TL4型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其尺寸參數(shù)如表所示， 型號公稱軸孔直袖孔長度DS八質(zhì)量計(jì)(論文)1TL75004036566888計(jì)(論文)76500/210/218.898取KA=1.7則許用轉(zhuǎn)距：63N*M許用最大轉(zhuǎn)速：5700r/min軸徑：20-80mm計(jì)(論文)第六章圓柱齒輪傳動設(shè)計(jì)齒輪傳動的適用范圍很廣，傳遞功率可高達(dá)數(shù)萬千瓦圓周速度可達(dá)150m/s(最高300m/s),直徑能做到10m以上，單級傳動比可達(dá)8或更大，因此在機(jī)器中應(yīng)用很廣。6.1齒輪傳動特點(diǎn)與分類和其他機(jī)械傳動比較，齒輪傳動的主要優(yōu)點(diǎn)是：工作可靠，使用壽命長；瞬時(shí)傳動比為常數(shù)；傳動效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；功率和速度適用范圍很廣等。缺點(diǎn)是：齒輪制造需專用機(jī)床和設(shè)備，成本較高；精度低時(shí)，振動和噪聲較大；不宜用于軸間距離大的傳動等。計(jì)(論文)按齒線相對于齒輪母線方向分：直齒，斜齒，人宇齒曲線齒按齒輪傳動工作條件分：閉式傳動，形式傳動，半形式傳動按齒廓曲線分：漸開線齒，擺線齒，圓弧齒按齒面硬度分：軟齒面(≤350佃),硬齒面(>350佃)6.2齒輪傳動的主要參數(shù)與基本要求齒輪傳動應(yīng)滿足兩項(xiàng)基本要求：1)傳動平穩(wěn)；2)承載能在齒輪設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和科研中，有關(guān)齒廓曲線、齒輪強(qiáng)度、制造精度、加工方法以及熱理工藝等，基本上都是圍繞這兩個(gè)基本要求進(jìn)行的。6.2.1主要參數(shù)——基本齒廓。漸開線齒輪輪齒的基本齒廓及其基本參數(shù)見表12.2或查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊?！?shù)。為了減少齒輪刀具種數(shù)，規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)見表12.3或查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊。計(jì)(論文) 中心距。薦用的中心距系列見表12,4或查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊?！獋鲃颖萯、齒數(shù)比u。主動輪轉(zhuǎn)速nl與從動輪轉(zhuǎn)速n2之比稱為傳動比i。大齒輪的齒數(shù)z2與小齒輪齒數(shù)z1之比稱為齒數(shù)比u。——標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m:①斜齒輪及人宇齒輪取法向模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，錐齒輪取大端模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。②標(biāo)準(zhǔn)中優(yōu)先采用第一系列，括號內(nèi)的模數(shù)盡可能不用——變位系數(shù)。刀具從切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪的位置移動某一徑向距離(通稱變位量)后切制的齒輪，稱為徑向變位系數(shù)。刀具變位量用xm表示，x稱為變位系數(shù)。刀具向齒輪中心移動，x為負(fù)值，反之為正值。隨著x的改變，輪齒形狀也改變，因而可使?jié)u開線上的不同部分作為工作齒廓，以改善嚙合性質(zhì)。由變位齒輪所組成的齒輪傳動，若兩輪變位系數(shù)的絕對值相等，但一為正值，另一為負(fù)值，即x1=-x2稱為“高度變位”,此時(shí)，傳動的嚙合角等于分度圓壓力角，分度圓計(jì)(論文)高和齒根高有所變化。若x1=-x2;x1+x2≠0,這種齒輪傳動稱為角度變位齒輪傳動。此時(shí)，嚙合角將不等于分度圓壓力角，分度圓和節(jié)圓不再重合。6.2.2精度等級的選擇在漸開線圓柱齒輪和錐齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)(GB10095—-88和GBII365—89)中，規(guī)定了12個(gè)精度等級，按精度高低依次為1—12級，根據(jù)對運(yùn)動準(zhǔn)確性、傳動平穩(wěn)性和載荷分布均勻性的要求不同，每個(gè)精度等級的各項(xiàng)公差相應(yīng)分成三個(gè)組：第I公差組、第Ⅱ公差組和第Ⅲ公差組。6.2.3齒輪傳動的失效形式齒輪傳動的失效形式主要有輪齒折斷和齒面損傷兩類。齒面損傷又有齒面接觸疲勞磨損(點(diǎn)蝕)、膠合、磨粒磨損和塑性流動等。減速器中齒輪分布如圖所示，齒輪的傳動形式一般有：觸觸也度(式模磨輪乞人左牛計(jì)(論文)1)齒輪傳動：按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式作齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，不按齒面接疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式計(jì)算無需用齒面接觸疲勞強(qiáng)校核公式進(jìn)行校核。開數(shù)加大10%-15%(考慮1—電機(jī)：2及6一聯(lián)軸器：3-減速器：4—局神裂齒輪傳動；5—氟意級齒輪傳動：7—輸送機(jī)1—電機(jī)：2及6一聯(lián)軸器：3-減速器：4—局神裂齒輪傳動；5—氟意級齒輪傳動：7—輸送機(jī)滾筒帶式輸送機(jī)傳動簡圖模數(shù)一般不小于1.5-2mm(以防意外斷齒)。2)齒輪傳動：方法一齒面閉式齒輪傳動傳動，接觸疲勞點(diǎn)蝕是主要失效形式，計(jì)算時(shí)先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式求出小齒輪直徑d?和接觸齒寬b,再用齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核公式進(jìn)行校核硬齒面閉式齒輪傳動計(jì)算時(shí)先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式求出模數(shù)m和接觸齒寬b,再用齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式進(jìn)行校核。方法二不論軟硬齒面都分別按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式求出模數(shù)m,按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式求出小齒輪分度圓直徑d?,再按d?=mZ?調(diào)整齒數(shù)Z?。與方法一相比，這樣設(shè)計(jì) -陜西理工學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)出的齒輪傳動，既剛好滿足接觸疲勞強(qiáng)度，又剛好滿足彎曲疲勞強(qiáng)度，所以結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。6.3齒輪參數(shù)計(jì)算材料選擇：小齒輪40Cr(調(diào)質(zhì))硬度280HBs大齒輪45#鋼(調(diào)質(zhì))硬度240HBs;(硬度差40HBs)材料選擇：運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器速度不高，故選用6級和7級精選擇初選螺旋角β=14度，取Z1=21,Z2=4*21=84高速級斜齒輪、圓柱齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)選擇精度等級、材料及齒數(shù)選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì)),硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為240HBS;減速器一般選用7級精度(GB10095-88)選取螺旋角，初選螺旋角β=14° 一陜四理工學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)(2)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)(以下公式、表、圖均出自《機(jī)械設(shè)計(jì)》)①試選載荷系數(shù)kt=1.6②查閱資料可得，選取區(qū)域系數(shù)zh=2.433③查閱資料可得，=0.78,=0.87,④查閱資料可得，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限m=560Mpa大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限m2⑤查閱資料可得，選取持寬系數(shù)=1⑥查閱資料可得，材料的彈性影響系數(shù)zE=200Mpa⑦查閱資料可得，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N?=N?/μ=2.045×101?/2.7=7.574×10?⑧查閱資料可得，接觸疲勞強(qiáng)度系數(shù)kHN=1,kHN?=1.11⑨計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%,安全系數(shù)s=1(《簡明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》) 計(jì)(論文)(3)計(jì)算小齒輪分度圓直徑dt②計(jì)算圓周速度③計(jì)算齒寬b及模數(shù)mnt④計(jì)算縱向重合度g⑤計(jì)算載荷系數(shù)k根據(jù)v=3m/s,7級精度，查閱資料可得，kv=1.15查閱資料可得，kHg的計(jì)算公式 計(jì)(論文)kg=1.15+0.18(1+0.6φa2)⑥按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，⑦計(jì)算模數(shù)m。(3)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)確定計(jì)算參數(shù)①計(jì)算載荷系數(shù)k=kAkvkrakrg=1×1.14×1.②根據(jù)縱向重合度εg=1.665,查閱資料可得，螺 計(jì)(論文)旋角影響系數(shù)③計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)④查取齒形系數(shù)，⑤查取應(yīng)力校正系數(shù)，Ysai=1.568,Ysaz=1.727=560Mpa,大齒輪的彎曲疲勞極限°⑧計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)s=1.4, 計(jì)(論文)⑨計(jì)算大、小齒輪的并加以比較大齒輪的數(shù)值大。設(shè)計(jì)計(jì)算對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)m?大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，m,=2,但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d?=29取z?=20,則z?=uz?=2.9×27=78.3,圓整取z?=79。(4)幾何尺寸計(jì)算①計(jì)算中心矩圓整中心矩a=120mm②按圓整中心矩修正螺旋角 計(jì)(論文)因β值改變不多，故參數(shù)a、k、zH等不必修正。③計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑④計(jì)算齒輪寬度低速級斜齒輪圓柱齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)選精度等級、材料及齒數(shù)②精度選7級精度3.842×18=69.158,圓整為z?=70④選取螺旋角，初選螺旋角β=14° 計(jì)(論文)(2)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)①試選載荷系數(shù)：kt=1.6②查閱資料可得，選取區(qū)域系數(shù)zh=2.433④查閱資料可得，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限：⑤查閱資料可得選取齒輪系數(shù)：9=1⑥查閱資料可得材料的彈性影響系數(shù)：⑦計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N=N389=20×10⑧查閱資料可得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN?=0.93,⑨計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取決效概率為1%,安全系數(shù)S=L(《簡明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》) 計(jì)(論文)計(jì)算小齒輪分度圓直徑d?t①②計(jì)算圓周速度③計(jì)算齒寬b及模數(shù)mnt④計(jì)算縱向重合度p⑤計(jì)算載荷系數(shù)k查閱資料可得K?=1查閱資料可得動載系數(shù)K=1.05,查閱資料可得Km的計(jì)算公式： 計(jì)(論文)查閱資料可得Kμ=Kg=1.2⑥實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，查閱資料可得⑦計(jì)算模數(shù)m。(2)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，確定計(jì)算參數(shù)①計(jì)算載荷系數(shù)k=kKKK=1×103×14×132=1.93②根據(jù)縱向重合度p=1.506,查閱資料可得螺旋角影響系③計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)④直取齒形系數(shù)(插值法)查閱資料可得Yg=2.768;Ya?=2.225 計(jì)(論文)⑤查取校正系數(shù)查閱資料可得Ys=1.558;Ys?=1.765⑥查閱資料可得小齒輪的彎曲強(qiáng)度極限“=500的彎曲強(qiáng)度極限?⑦查閱資料可得彎曲疲勞壽命系數(shù)：Km=0.91;Km=⑧計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)：S=1.4,⑨計(jì)算大小齒輪的并加以比較大齒輪的數(shù)值大(3)設(shè)計(jì)計(jì)算于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取m,=2,但為 計(jì)(論文)了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度需要，接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d?=40mm,則由：(4)幾何尺寸計(jì)算①計(jì)算中心距圓整中心矩a=122mm②按圓整后的中心距修正螺旋角因β值改變不多，故參數(shù)a、K?、Z等不必修正。③計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑④計(jì)算齒輪寬度計(jì)(論文)高速級齒輪傳動h,=m((h·XJ=2.h=2;α?=20;C=0.25;Xn=0;k,=m,(h-X1=2,1·0251=25mm·B?=45mmB?=36mm低速轉(zhuǎn)齒輪傳動h.=m.(,C-X)=2,41·025)=25mm;t=fcosa=4742·cos2005=41.23m計(jì)(論文)B.=45mB.=5m第七章軸承的設(shè)計(jì)及校核7.1軸承種類的選擇查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》第二版吳宗澤羅圣國主編高等教育出版社出版P62滾動軸承由于采用兩端固定采用深溝球軸承。型號為6303和6300。7.2深溝球軸承結(jié)構(gòu)組成。其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，是生產(chǎn)最普遍，應(yīng)用最廣泛的一類軸承。該類軸承主要用來承受徑向負(fù)荷，但也可承受一定量的任一方向的軸向負(fù)荷。當(dāng)在一定范圍內(nèi)，加大軸承的徑向游隙，此種軸承具有角接觸軸承的性質(zhì)，還可以承受較 計(jì)(論文)大的軸向負(fù)荷。深溝球軸承裝在軸上以后，可使軸或外殼的軸向位移限制在軸承的徑向游隙范圍內(nèi)。同時(shí)，當(dāng)外殼孔和軸(或外圈對內(nèi)圈)相對有傾斜時(shí)，(不超過8~—16~根據(jù)游隙確定)仍然可以正常地工作，然而，既有傾斜存在，就必然要降低軸承的使用壽命。深溝球軸承與其它類型相同尺寸的軸承相比，摩擦損失最小，極限轉(zhuǎn)速較高。在轉(zhuǎn)速較高不宜采用推力球軸承的情況下，可用此類軸承承受純軸向負(fù)荷。如若提高其制造精度，并采用膠木、青銅、硬鋁等材質(zhì)的實(shí)體保持架，其轉(zhuǎn)速還可提高。ZBBD4PBBD4P計(jì)(論文)開內(nèi)徑d寬度B倒角r鋼球極限轉(zhuǎn)速重早Immmmh數(shù)：量油96β25910108工47017610968215109078314D10907142713075529D130073Bm844計(jì)(論文)6163000873)】086900800284832b9008100409470029008003050372090D3808002深溝球軸承結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，是生產(chǎn)批量最大、應(yīng)用范圍最廣的一類軸承，主要用以承受徑向負(fù)荷。當(dāng)軸承的徑向游隙加大時(shí)，具有角接觸球軸承的性能，不承受加大的軸向負(fù)荷。此類軸承摩擦系數(shù)小，震動、噪聲低，極限轉(zhuǎn)速高。不耐沖擊，不適宜承受較重負(fù)荷。深溝球軸承一般采用鋼板沖壓浪形保持架，也可采用工程塑料、銅制實(shí)體保持架。密封軸承內(nèi)部根據(jù)不同的使用環(huán)境可添加相應(yīng)的軸承專用潤滑脂?？纱笈康纳a(chǎn)外徑小于260mm的普通級深溝球軸承應(yīng)用于各類汽車的變速箱、發(fā)動機(jī)、水泵等部位，并適合計(jì)(論文)其它各種機(jī)械上采用。根據(jù)用戶的要求，可制造高級精度,各種游隙組別，特殊振動，噪聲要求(Z1、Z2或V1、V2)的深溝球軸承。A.深溝球軸承60000型；B.外圍有止動槽的深溝球軸承60000-N型；C.一面帶防塵蓋的深溝球軸承60000-Z型，兩面帶防塵蓋的60000-2Z型；D.一面帶防塵圈(接觸式)的深溝球軸承60000-RS型，兩面接觸密封60000-2RS型；E.一面帶密封圈(非接觸式)的深溝球軸承60000-RZ型，兩面非接觸式的深溝球軸承60000-2RS型；F.雙列深溝球軸承40000型；G.有裝球缺口的深溝球軸承200、300型或200V、7.3軸承計(jì)算高速軸軸承計(jì)(論文)計(jì)(論文)滿足十年(300天*十年=72000小時(shí))壽命。所選軸承合格。低速軸軸承基本步驟同上。結(jié)論：滿足十年(300天*10年=72000小時(shí))壽命。第八章箱體設(shè)計(jì)8.1箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)手冊表，取箱體座壁厚度為δ=10mm,箱蓋厚為δ1=10mm箱座凸緣厚度為b=15mm,箱蓋凸緣厚度為b1=15mm,地腳螺釘df=10mm,數(shù)目為4。軸承離連接螺栓直徑d1=0.75*df=12mm。箱蓋與箱座連接螺栓直徑d2=0.5df=8mm。窺視孔蓋螺釘直徑d4=0.375*16=6mm。定位銷直徑d=0.75d2=6mm.連接螺栓d2間距L=398mm。 計(jì)(論文)軸承離合器半徑R1=12mm。外箱壁至軸承座端面距離L1=40mm。大齒輪與內(nèi)箱壁距離△L1=20mm。齒輪端面與內(nèi)箱壁距離△L2=15mm。箱蓋、箱座肋厚m1=8.5mm,m=8.5mm。軸承離連接螺栓距離s=60mm。氈圈油封高速軸取d=25,D=39,B1=7,d1=24.8.2、箱體加工參數(shù)設(shè)計(jì)8.2.1建立數(shù)控加工所需要的基本數(shù)據(jù)庫這些數(shù)據(jù)庫包括機(jī)床、刀具、夾具、工藝參數(shù)的選擇和參數(shù)設(shè)置，還有加工幾何設(shè)定，即銑削體積加工范圍，銑削曲面加工范圍，銑削窗口加工范圍，孔加工范圍等。這一過程可以首先完成，也可以在后面需要時(shí)再完成。計(jì)(論文)操作實(shí)際上就是一系列NC工序的集合。其設(shè)置包括以下內(nèi)容：(1)操作名稱(2)定義加工機(jī)床(3)創(chuàng)建夾具(4)定義刀位數(shù)據(jù)輸出的參考坐標(biāo)系(5)創(chuàng)建安全退刀面(6)關(guān)于本操作的備注(7)設(shè)置操作的基本參數(shù)(8)定義起始點(diǎn)和返回點(diǎn)8.2.3為指定的操作定義NC工序8.3箱體數(shù)控加工文件的生成8.3.1裝配參考模型和工件計(jì)(論文)在【菜單管理器】中選MfgMode(制造模型)→(參考模型)→在【打在【菜單管理器】中選MfgModel(制造模型)→Assemble(裝配)→WorkPiece(工件)→在【打開】屏幕出現(xiàn)【元件放置】對話框，在約束類型下拉菜單選【坐標(biāo)系】→分別選取參考模型和工件上的坐標(biāo)系→【確定】。裝配的加工模型，如圖4-6所示。之之—陜西理工學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)圖4-6裝配的加工模型4-7加工曲面草圖8.3.2創(chuàng)建銑削加工幾何(1)創(chuàng)建箱座上表面和底面兩個(gè)加工曲面幾何在【菜單管理器】中選MfgSetup(制造設(shè)置)→關(guān)閉Geometry(制造幾何形狀)→MillSurface(銑削曲面)→Create(創(chuàng)建)→輸入曲面名稱：face1→Add(增加)計(jì)(論文)繪參照→選兩個(gè)參照面FRON和TOP-畫出一條長240mm的直線(長些也可)。如圖4-7所示→擊√圖標(biāo)→UPTOSurface(至曲面)分別選取工件的兩個(gè)側(cè)面為拉伸至的曲面→【確定】。生成的加工曲面幾何如圖4-8所示圖4-8加工曲面face1同理創(chuàng)建底座下面加工曲面face2。(2)創(chuàng)建底座下面的槽加工體積塊Volume(銑削體積塊)→Create(創(chuàng)建)→輸入體積塊名(雙側(cè)都)→選RIGHT為草繪面繪制草圖如圖4-9所示→單擊√→選2SideBline(2側(cè)身度)→分別輸入兩側(cè)拉伸深度(大出底座)→單擊計(jì)(論文)【確定】。生成下部的加工幾何如圖4-10所示。截面草圖圖4-9加工體積草圖創(chuàng)建兩個(gè)操作，分別為加工上面和下面特征使用，操作在【菜單管理器】中選MfgSetup(制造設(shè)置)→Operation(操作)打開【操作設(shè)定】對話框，系統(tǒng)默認(rèn)第一個(gè)操作名為OP010。增加第二個(gè)操(9)機(jī)床的設(shè)置計(jì)(論文)在加工操作設(shè)置中，加工機(jī)床是相當(dāng)重要的信息。加工機(jī)床制造廠商為滿足用戶的需求，而生產(chǎn)各種類型的加工機(jī)床，由于加工機(jī)床的機(jī)械運(yùn)動方式及控制器的不同，使機(jī)械控制碼的語法與內(nèi)容也不同，因此所設(shè)計(jì)的加工程序是在何種加工機(jī)床上使用，關(guān)系著在Pro/NC中設(shè)計(jì)完成加工刀具路徑后所輸出的刀具運(yùn)動信息形成及內(nèi)容，因?yàn)椴煌纬傻募庸C(jī)床上進(jìn)行加工動作的控制時(shí)，所需要的控制信息并不會相同，因此在進(jìn)行刀具加工路徑設(shè)計(jì)之前，必須先設(shè)定所使用的加工機(jī)床形式?？梢愿鶕?jù)加工目的及所設(shè)計(jì)的加工程序選擇適用的加工機(jī)床。方法：在【操作設(shè)定】對話框中單擊圖標(biāo)→打開【機(jī)對話框，設(shè)置機(jī)床名稱：MACH01,機(jī)床類型：(10)夾具設(shè)計(jì)計(jì)(論文)銑削加工時(shí)將工件坯料多余的材料切削掉。因此在實(shí)際的加工過程中，刀具與工件必然會因切削材料的動作而產(chǎn)生相當(dāng)大的作用力。同時(shí)，加工刀具的切削運(yùn)動時(shí)以加工坐標(biāo)系統(tǒng)為基準(zhǔn)。進(jìn)行一系列的加工動作。因此工件在整個(gè)加工坐標(biāo)系統(tǒng)中必須維持在一個(gè)固定的位置。所以工件在加工過程中需要使用夾具固定其空間位置，并確保不隨加工過程中的切削力而產(chǎn)生位移或造成破壞。夾具的設(shè)計(jì)與使用會因?yàn)榧庸l件或工件坯料幾何形狀的不同，使用的情形也會隨著改變。要在制造過程中使用夾具，必須首先為制造模型定義夾具設(shè)置。每個(gè)夾具設(shè)置有一個(gè)名稱，并包含應(yīng)該設(shè)置激活時(shí)在模型中出現(xiàn)的夾具的信息。一次只能激活一個(gè)設(shè)置?？梢栽谥圃炷Ｐ椭惺褂迷O(shè)置名操作夾具。創(chuàng)建夾具方法：計(jì)(論文)先在實(shí)體模塊中創(chuàng)建夾具零件。如文件名Fp1.prt。如圖4-11所示為壓板。在【操作設(shè)置】對話框，夾具設(shè)置右邊擊口圖標(biāo)，出現(xiàn)【夾具設(shè)定】對話框，擊+圖標(biāo)打開夾具零件壓板模型Fp1.prt,出現(xiàn)【元件放置】對話框，將壓板用適當(dāng)?shù)募s束類型裝配到加工模型上。如圖4-12所示完成加工上表面的夾具設(shè)定。圖1-11夾具零件圖4-12加工上表面夾具用同樣方法創(chuàng)建加工下表面 計(jì)(論文)(3)建立加工坐標(biāo)系在Pro/NC中，坐標(biāo)系是操作與數(shù)控加工軌跡設(shè)置中的一個(gè)元素，用來定義工件在機(jī)床上的方位，并作為生成CL數(shù)方法：在【操作設(shè)定】對話框中選加工零點(diǎn)右側(cè)帶箭頭OP010、OP020兩個(gè)操圖4-13加工下表面夾具作。如圖4-12和4-13所示。(4)創(chuàng)建退刀面退刀面又稱安全抬刀面，是用來定義切削后刀具要退到的高度。根據(jù)加工需要，可以指定退刀面為平面、圓柱面球面或指定曲面。方法：在【操作設(shè)定】對話框中點(diǎn)選曲面右側(cè)帶箭頭圖計(jì)(論文)標(biāo)→分別創(chuàng)建相距上表面和下表面為10mm的兩個(gè)操作退刀面ATM1、ATM2,它們分別屬于OP010、OP020兩個(gè)操作。如圖1-12和1-13所示。在設(shè)計(jì)整個(gè)加工工藝的各項(xiàng)要素中，加工時(shí)所使用的刀具信息時(shí)相當(dāng)重要的一項(xiàng)要素，針對不同的加工目的所進(jìn)行的加工工藝設(shè)計(jì)，所使用的刀具也會不同。因此在進(jìn)行加工程序設(shè)計(jì)前選擇適當(dāng)?shù)募庸さ毒邥r(shí)一項(xiàng)重要的步驟。例如進(jìn)行銑床加工的工藝設(shè)計(jì)，需要選擇各式銑刀進(jìn)行加工，進(jìn)行鉆削加工的工藝設(shè)計(jì)，需要選擇個(gè)類型的鉆削加工刀具。在Pro/NC的加工設(shè)計(jì)程序中，可以執(zhí)行刀具設(shè)計(jì)的選項(xiàng)Tooling(刀具)選項(xiàng)設(shè)定加工程序的刀具庫信息，但也可計(jì)(論文)以在加工程序設(shè)計(jì)中進(jìn)行刀具選擇和設(shè)計(jì)。方法：【菜單管理器】中選MfgSetup(制造設(shè)置)→Tooling(刀具)→選取MACH01機(jī)床→出現(xiàn)【刀具設(shè)定】對話框，如圖4-14所示。LLaMACH01:刀具設(shè)定×名字類型材料單位幾何切割刀具直徑長度角半徑側(cè)角度毫米設(shè)置名稱進(jìn)給應(yīng)用圖4-14刀具設(shè)定對話框分別按下列各表設(shè)定編輯框和下拉列表的值。編號：1名稱：TO1類型：銑削計(jì)(論文)幾何設(shè)置直徑：50長度：50刀具材料：YG8編號：2名稱：TO2類型：銑削幾何設(shè)置直徑：8長度：60刀具材料：HSS編號：3名稱：TO3類型：銑削幾何設(shè)置直徑：80長度：60刀具材料：YG8建議：Bottom_face編號：4名稱：T04幾何設(shè)置直徑：20長度：60刀具材料：YG8對于箱體來說，需要加工箱體上表面、油槽、下表面、槽和—陜四理工學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)編號：5名稱：T05類型：鉆孔幾何設(shè)置直徑：17長度：50刀具材料：HSS建議：Bottom_Drill【建議】項(xiàng)目的生成方法：點(diǎn)選主菜單的【編輯】→【表注釋】→出現(xiàn)【設(shè)定刀具】表注釋對話框，如圖4-15所示。選中【新建注釋】在注釋欄輸入注釋內(nèi)容。設(shè)定