帶式輸送機傳動裝置設(shè)計,輸送,傳動,裝置,設(shè)計
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
專 業(yè) 班 級 學(xué)生姓名
一．設(shè)計（論文）題目：C616型普通車床改造為經(jīng)濟型數(shù)控車床
二．原始資料： C616型普通車床總體設(shè)計相關(guān)資料、結(jié)構(gòu)分析圖、機械設(shè)計手冊、機床改造設(shè)計手冊、非標手冊、數(shù)控改造相關(guān)資料、已有原機型。
三．設(shè)計（論文）要求：要求學(xué)生對C616普通車床進行數(shù)控改造。利用微機對縱橫進給系統(tǒng)進行開環(huán)控制。驅(qū)動元件采用步進電機，傳動系統(tǒng)采用滾珠絲杠副，刀架采用自動轉(zhuǎn)位刀架。在滿足使用要求的前提下，對機床的改動盡可能減少，以降低成本.根據(jù)C616車床有關(guān)資料以及數(shù)控車床的改造經(jīng)驗?zāi)軌蜻\用所學(xué)的機械設(shè)計與機械零件基礎(chǔ)知識對機床進行改造，提供設(shè)計說明書，并通過CAD設(shè)計軟件繪制所設(shè)計總裝圖及外形結(jié)構(gòu)圖。
四．畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容：
1設(shè)計（論文）說明書（根據(jù)大綱要求） 設(shè)計說明書一份
2 設(shè)計（論文）圖紙 C616車床改數(shù)控的橫向進給系統(tǒng)圖、 C616車床改數(shù)控的縱向進給系統(tǒng)圖 、 機床改造外形圖
五．畢業(yè)設(shè)計（論文）工作期限：
任務(wù)書發(fā)給日期 2005 年 11月 15日
設(shè)計（論文）工作自 2005年 11月 15日 至 2006年 6月 15日
設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師
學(xué)科（方向）負責人
主管院長
本科生畢業(yè)論文開題報告書
題 目 Z32K型搖臂鉆床變速
箱的改進設(shè)計
學(xué)生姓名
學(xué) 號
專業(yè)班級
指導(dǎo)老師
2006年 3月 18 日
論文（設(shè)計）題目
Z32K型搖臂鉆床變速箱的改進設(shè)計
課題目的、意義及相關(guān)研究動態(tài)：
1. 課題目的、意義
搖臂鉆床主軸裝在搖臂上，可以沿著搖臂導(dǎo)軌移動，而搖臂鉆床又可以繞立柱做旋轉(zhuǎn)。主軸箱上搖臂的水平運動和搖臂旋轉(zhuǎn)運動兩運動相結(jié)合，可以使主軸高速運動到機床尺寸范圍內(nèi)的任意位置，搖臂鉆床又可以沿著立柱上下調(diào)整。Z32K型搖臂鉆床主要是適合大中型零件的多孔加工。在實際的操作過程中，這種老牌型號鉆床還是存在著許多不足之處，例如搖臂鉆床的升降系統(tǒng)。由于Z32K型搖臂鉆床的升降系統(tǒng)是單手柄集中操作，操作起來比較麻煩，搖臂鉆床體架太重，費力又費時，以前為了適當?shù)厥×?，根?jù)杠桿原理，手柄長度又比較長，稍微操作不當，容易發(fā)生意外事故。為了提高工作效率，減少工人的勞動強度，避免不必要的意外事故發(fā)生，很是有必要對Z32K型搖臂鉆床變速箱進行改進設(shè)計，將原單手柄集中操作系統(tǒng)改進能實現(xiàn)快速自動升降。這樣的話，可以使工作效率大大地提高和降低工人的勞動強度。
2. 相關(guān)研究動態(tài)
沈陽機床股份有限公司中捷搖臂鉆床廠的產(chǎn)品國內(nèi)市場占有率高達70％，出口產(chǎn)品遍及中東、北美、西歐等86個國家和地區(qū)。進入市場經(jīng)濟后，國內(nèi)機床行業(yè)競爭日趨激烈，與中捷搖臂鉆廠生產(chǎn)相同型號產(chǎn)品的企業(yè)有40多家，中捷搖臂鉆廠產(chǎn)品領(lǐng)先優(yōu)勢受到挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對挑戰(zhàn)，中捷搖臂鉆廠在產(chǎn)品賣得正火的時候，提出了進行跨越產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整。第一，用先進技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)品。如普通搖臂鉆床實現(xiàn)了五軸聯(lián)動，價格由幾萬元上升到幾十萬元，達到中國搖臂鉆床最高水平。第二，向國際先進水平靠攏，不斷擴大產(chǎn)品領(lǐng)先優(yōu)勢。ZK系列、橋式和動橋系列產(chǎn)品，十幾項技術(shù)居國內(nèi)領(lǐng)先地位。ZK3050獲得自主知識產(chǎn)權(quán)，并成為國家重點新產(chǎn)品；Z3580A萬向搖臂鉆，在任何空間、任意方向、任意位置上實現(xiàn)鉆削功能，不僅填補了國內(nèi)空白，在國外也不多見。在國際著名的芝加哥機床展覽會上，中捷搖臂鉆廠參展產(chǎn)品被一位美籍華商相中并當場拉走。德國、意大利、西臘、瑞典、伊朗等國家和地區(qū)紛紛提出做中捷牌搖臂鉆的代理經(jīng)銷商。在上海國際機床展覽會上，沈陽機床股份有限公司參展的數(shù)控鉆銑床，同時被國內(nèi)三家企業(yè)看好。
搖臂鉆床和大多數(shù)機床一樣，將向數(shù)控自動化、機電一體化和智能化方向發(fā)展。搖臂鉆床未來的發(fā)展趨勢是：應(yīng)用電子計算機技術(shù)，簡化機械結(jié)構(gòu)，提高和擴大自動化工作的功能，使機床適應(yīng)于納入柔性制造系統(tǒng)工作；提高功率主運動和進給運動的速度，相應(yīng)提高結(jié)構(gòu)的動、靜剛度以適應(yīng)采用新型刀具的需要，提高切削效率；提高加工精度并發(fā)展超精密加工機床，以適應(yīng)電子機械、航天等新興工業(yè)的需要。
課題的主要內(nèi)容（觀點）、創(chuàng)新之處：
1.主要內(nèi)容
本課題的主要任務(wù)是對Z32K型搖臂鉆床變速箱進行改進設(shè)計，它要求我們通過調(diào)研，發(fā)現(xiàn)原有舊型搖臂鉆床在實際生產(chǎn)使用過程中存在的缺點與不足，然后針對其缺點與不足進行變速箱改進設(shè)計，以達到改善、提高其使用性能。在設(shè)計過程中，在充分考慮在現(xiàn)有生產(chǎn)條件以及材料選擇的同時，重點研究問題有：變速箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計、傳動設(shè)計、升降系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及傳動連接設(shè)計、裝備圖的繪制、設(shè)計改進后變速箱的可行性、實用性以及它的經(jīng)濟性。
2.創(chuàng)新之處
本次設(shè)計主要是改進搖臂鉆床的升降系統(tǒng)。通過變速箱內(nèi)齒輪嚙合的改變，從而實現(xiàn)自動升降。此次設(shè)計的創(chuàng)新之處是將原有的手動升降改為自動升降。
研究方法、設(shè)計方案或論文撰寫提綱：
1. 研究方法與設(shè)計方案
本課題屬于對傳動部件進行改進設(shè)計，所以設(shè)計要求設(shè)計者須具備一定的有關(guān)機械傳動方面的知識和機械設(shè)計方面的知識，還須對Z32K型搖臂鉆床的變速箱的傳動等結(jié)構(gòu)部分有一定的了解。根據(jù)以往的課題設(shè)計經(jīng)驗，采用理論與實際相結(jié)合的方法，多看、多想、多動手。多查相關(guān)資料，多和指導(dǎo)老師交流，理論聯(lián)系實際，選擇最優(yōu)方案。
針對調(diào)研后發(fā)現(xiàn)存在的問題，絲桿螺距較大（P=6），兩圓錐齒輪傳動時，傳動比雖小，但機床的體架太重，升降比較費時費力，為了適當省力，手柄長度過長，操作動作大，當拖板接近變速箱時，進給手柄與升降手柄容易打在一起，操作者易受傷。而市面上有一種升降系統(tǒng)是在絲桿的端頭安裝小型電機和減速器，這種升降系統(tǒng)雖然彌補了手動升降的缺點，但是又派生了另外的缺點。我查閱相關(guān)資料，采用基本理論與實踐相結(jié)合的辦法，與老師、工人、同學(xué)研究討論，已初步設(shè)計出一套方案。
我的研究設(shè)計方案大體是：直接采用原有的電動機作為升降系統(tǒng)的動力源，在變速箱內(nèi)附加若干齒輪，在原有的主運動傳動系統(tǒng)中，通過齒輪的變化嚙合，把動力傳到螺母上，使螺母達到轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)自動升降。
2. 論文撰寫提綱
1 ) 了解Z32K型搖臂鉆床的工作環(huán)境及工作原理,并對搖臂鉆床的傳動部分進行分析,尤其了解其升降系統(tǒng)；
2 ) 制定傳動方案；
3 ) 繪制傳動運動簡圖；
4 ) 電機功率輸入時,對其進行運動和動力分析；
5 ) 通過繪制Z32K型搖臂鉆床傳動總裝圖從而計算出各零件的尺寸及裝配關(guān)系
完成期限和預(yù)期進度：
1.2006.02.15 ------ 2006.03.15 查閱、搜索相關(guān)資料和專業(yè)英語翻譯；
2.2006.03.16 ------ 2006.03.31 畢業(yè)實習與調(diào)研及開題報告階段；
3.2006.04.03 ------ 2006.05.19 畢業(yè)設(shè)計主要工作階段，完成各種運動和動力設(shè)計計算、校核及所有圖紙；
4.2006.05.21 ------ 2006.06.02 完成說明書的編寫和收尾工作。
主要參考資料：
1 He Guang Ping . Self-reconfiguration Of Underactuated Redundant Manipulators With Optimizing The Flexibility Ellipsoid . Chinese Journal of Mechanical Engineering 2005,VOL 18: 92-97
2 張世安.擺線針輪行星傳動中擺線輪最佳修形量的分析與計算 機械科學(xué)與技術(shù)，2002（6）：906-908
3 孫橫,傅則紹.機械原理 北京：高等教育出版社，1993
4 邱宣懷.機械設(shè)計 北京：高等教育出版社，1994
5 周開勤.機械零件手冊 北京：高等教育出版社，1989
6 申永勝主編.機械原理教程 北京：清華大學(xué)出版社，1999
7 濮良貴，紀名剛主編.機械設(shè)計（第七版） 北京：高等教育出版社，2002
8 龔溎義主編.機械設(shè)計課程設(shè)計圖冊 北京：高等教育出版社，2002
9 吳宗澤主編.機械設(shè)計使用手冊 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999
10 陳遠章主編.現(xiàn)代機械設(shè)備設(shè)計手冊（ 第2卷） 北京：機械工業(yè)出版社，1996
11 黃靖遠.機械設(shè)計學(xué) 北京：機械工業(yè)出版社，1999
12 陳鐵鳴主編.新編機械設(shè)計課程設(shè)計圖冊 北京：高等教育出版社，2003
13 成大仙主編.機械設(shè)計手冊（第1、2、3卷）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002
指導(dǎo)教師意見：
簽名： 年 月 日
開 題 報 告 會 紀 要
時 間
地 點
與
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職務(wù)（職稱）
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會議記錄摘要：
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年 月 日
系工作小組意見
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年 月 日
大學(xué)畢業(yè)生設(shè)計,設(shè)計標題:普通鉆床改造為多軸鉆床 班 級: 學(xué) 號: 設(shè) 計 人: 校內(nèi)指導(dǎo)老師: 校外指導(dǎo)老師:,前 言,本設(shè)計材料出自XXXXX有限公司 由于該產(chǎn)品為本公司核心產(chǎn)品，對該產(chǎn)品文件管理較嚴，故本次設(shè)計中涉及知識產(chǎn)權(quán)的的部分技術(shù)要求將不做詳細說明. 本設(shè)計產(chǎn)品主要是用于機械零件加工。,概述,本設(shè)計是關(guān)于普通鉆床改造為多軸鉆床的設(shè)計。普通鉆床為單軸機床，但安裝上多軸箱就會成為多軸的鉆床，改造成多軸鉆床后，能大大地縮短加工時間，提高生產(chǎn)效率。因此本設(shè)計的重點是多軸箱的設(shè)計，設(shè)計內(nèi)容包括齒輪分布與選用、軸的設(shè)計、多軸箱的選用、導(dǎo)向裝置設(shè)計等。 據(jù)統(tǒng)計，一般在車間中普通機床的平均切削時間很少超過全部工作時間的15%。其余時間是看圖、裝卸工件、調(diào)換刀具、操作機床、測量 以及清除鐵屑等等。使用數(shù)控機床雖然能提高85%，但購置費用大。某些情況下，即使生產(chǎn)率高，但加工相同的零件，其成本不一定比普通機床低。故必須更多地縮短加工時間。不同的加工方法有不同的特點，就鉆削加工而言，多軸加工是一種通過少量投資來提高生產(chǎn)率的有效措施。,多軸加工的優(yōu)勢,雖然不可調(diào)式多軸頭在自動線中早有應(yīng)用，但只局限于大批量生產(chǎn)。即使采用可調(diào)式多軸頭擴大了使用范圍，仍然遠不能滿足批量小、孔型復(fù)雜的要求。尤其隨著工業(yè)的發(fā)展，大型復(fù)雜的多軸加工更是引人注目。例如原子能發(fā)電站中大型冷凝器水冷壁管板有15000個ψ20孔，若以搖臂鉆床加工，單單鉆孔與锪沉頭孔就要842.5小時，另外還要劃線工時151.1小時。但若以數(shù)控八軸落地鉆床加工，鉆锪孔只要171.6小時，劃線也簡單，只要1.9小時。因此，利用數(shù)控控制的二個坐標軸，使刀具正確地對準加工位置，結(jié)合多軸加工不但可以擴大加工范圍，而且在提高精度的基礎(chǔ)上還能大大地提高工效，迅速地制造出原來不易加工的零件。有人分析大型高速柴油機30種箱形與桿形零件的2000多個鉆孔操作中，有40%可以在自動更換主軸箱機床中用二軸、三軸或四軸多軸頭加工，平均可減少20%的加工時間。1975年法國巴黎機床展覽會也反映了多軸加工的使用愈來愈多這一趨勢。,多軸加工的設(shè)備,多軸加工是在一次進給中同時加工許多孔或同時在許多相同或不同工件上各加工一個孔。這不僅縮短切削時間，提高精度，減少裝夾或定位時間，并且在數(shù)控機床中不必計算坐標，減少字塊數(shù)而簡化編程。它可以采用以下一些設(shè)備進行加工：立鉆或搖臂鉆上裝多軸頭、多軸鉆床、多軸組合機床心及自動更換主軸箱機床。甚至可以通過二個能自動調(diào)節(jié)軸距的主軸或多軸箱，結(jié)合數(shù)控工作臺縱橫二個方向的運動，加工各種圓形或橢圓形孔組的一個或幾個工序?，F(xiàn)在就這方面的現(xiàn)狀作一簡介。,設(shè)計內(nèi)容與要求,在一批鑄鐵連接件上有同一個面上有多個孔加工。在普通立式鉆床上進行孔加工，通常是一個孔一個孔的鉆削，生產(chǎn)效率低，用非標設(shè)備，即組合機床加工，生產(chǎn)效率高，但設(shè)備投資大。但把一批普通立式普通單軸鉆床改造為立式多軸鉆床，改造后的多軸鉆床，可以同時完成多個孔的鉆、擴、鉸、等工序。 件零件圖，材料：鑄鐵HT200；料厚：5mm；硬度：HBS170-240HBS；年產(chǎn)量：1000萬件；4-6.7尺寸精度IT13. 在規(guī)定的時間內(nèi)按時按量完成設(shè)計任務(wù)； 要會查閱相關(guān)資料和手冊； 注意設(shè)計說明書的完整性和統(tǒng)一性； 會運用相關(guān)軟件。,被加工零件圖,,,,設(shè)計步驟,1 .多軸齒輪傳動箱的設(shè)計:設(shè)計前的準備;傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算. 2.多軸箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計與零部件圖的繪制 :箱蓋、箱體和中間板結(jié)構(gòu) ;多軸箱軸的設(shè)計 3.導(dǎo)向裝置的設(shè)計 4.接桿刀具的設(shè)計,,結(jié) 束 語,因為本人還未有多少社會實際經(jīng)驗故本設(shè)計中有錯誤和不完善的地方，希望各位老師給予指導(dǎo)和幫助. 更希望各位老師讓我通過這次答辯，讓我得以畢業(yè). 在此我感謝老師和工程師對我的指導(dǎo)幫助. 感謝所有幫助我完成畢業(yè)設(shè)計的老師、同學(xué)和朋友. 感謝給我答辯的老師,請各位老師提問,謝謝！,帶式輸送機傳動裝置設(shè)計 28
摘 要
運輸機械用減速器（JB/T9002-1999）包括：二級傳動硬齒面DBY和中硬齒面DBZ兩個系列及三級傳動硬齒面DCY和中硬齒面DCZ兩個系列。第一級傳動為錐齒輪，第二、第三級傳動為漸開線圓柱齒輪。錐齒輪齒形為格里森弧線齒或克林根貝爾格延伸外擺線齒。齒輪及齒輪軸均采用優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件。硬齒面經(jīng)滲碳、淬火磨齒，齒面硬度為：齒輪軸58-62HRC；齒輪54-58HRC。圓柱和圓錐齒輪精度分別不低于GB/T10095和GB/T11365中的6級。中硬齒面減速器的錐齒輪采用硬齒面，圓柱齒輪采用調(diào)質(zhì)、精滾，齒面硬度為：齒輪軸306-332HB，大齒輪273-314HB，齒輪精度為7級。
這種減速器主要適用于運輸機械，也可用于冶金、礦山、石油、化工等通用機械.其工作條件為：
a. 輸入軸最高轉(zhuǎn)速不大于1500r/min；
b. 齒輪圓周速度不大于20m/s；
c. 工作環(huán)境溫度為-40—45度，當環(huán)境溫度低于0度時，啟動前潤滑油應(yīng)預(yù)熱。
從以上資料我們可以看出齒輪減速器結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率高、運行平穩(wěn)、傳動比大、體積小、加工方便、壽命長等等.因此，隨著我國社會主義建設(shè)的飛速發(fā)展，國內(nèi)已有許多單位自行設(shè)計和制造了這種減速器，并且已日益廣泛地應(yīng)用在國防、礦山、冶金、化工、紡織、起重運輸、建筑工程、食品工業(yè)和儀表制造等工業(yè)部門的機械設(shè)備中，今后將會得到更加廣泛的應(yīng)用。
本文首先介紹了帶式輸送機傳動裝置的研究背景，通過對參考文獻進行詳細的分析，闡述了齒輪、減速器等的相關(guān)內(nèi)容；在技術(shù)路線中，論述齒輪和軸的選擇及其基本參數(shù)的選擇和幾何尺寸的計算，兩個主要強度的驗算等在這次設(shè)計中所需要考慮的一些技術(shù)問題做了介紹；為畢業(yè)設(shè)計寫作建立了進度表，為以后的設(shè)計工作提供了一個指導(dǎo)。最后，給出了一些參考文獻，可以用來查閱相關(guān)的資料，給自己的設(shè)計帶來方便。
關(guān)鍵詞 電動機，齒輪，軸，圓錐-圓柱齒輪傳動減速器
目 錄
一 文獻綜述………………………………………………………………………1
二 結(jié)構(gòu)設(shè)計
三 設(shè)計計算過程及說明……………………………………………………….3
1 選擇電動機.......................................................... ....................................….3
2 傳動裝置的總傳動比及其分配.......................................….............................3
3 計算傳動裝置的運動和動力裝置參數(shù)..................................…........................3
4 帶傳動設(shè)計.......................................................…..........................................4
5 齒輪傳動設(shè)計.....................................................…........................................5
6 軸的設(shè)計.........................................................................................…...........11
7 軸承的選擇 ...............................................................................................…22
8 鍵的選擇.......................................................….........................................…22
9 減速機箱體的設(shè)計................................................…......................................23
10 減速器附件設(shè)計.......................................................................................….23
11 密封與潤滑.......................................................…........................................24
四 設(shè)計小節(jié)………………………………………………………………….……25
五 參考文獻………………………………………………….……………………26
1 緒論
通過查閱一些文獻我們可以了解到帶式傳動裝置的設(shè)計情況，為我所要做的課題確定研究的方向和設(shè)計的內(nèi)容。
1.1 帶傳動
帶傳動是機械設(shè)備中應(yīng)用較多的傳動裝置之一，主要有主動輪、從動輪和傳動帶組成。工作時靠帶與帶輪間的摩擦或嚙合實現(xiàn)主、從動輪間運動和動力的傳遞。
帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、價格低廉、緩沖吸振及過載打滑以保護其他零件的優(yōu)點。
1.2圓錐-圓柱齒輪傳動減速器
YK系列圓錐-圓柱齒輪傳動減速器適用的工作條件：環(huán)境溫度為-40～40度；輸入軸轉(zhuǎn)速不得大于1500r/min,齒輪嚙合線速度不大于25m/s，電機啟動轉(zhuǎn)矩為減速器額定轉(zhuǎn)矩的兩倍。YK系列的特點：采用一級圓弧錐齒輪和一、二、三級圓柱齒輪組合，把錐齒輪作為高速級（四級減速器時作為第二級），以減小錐齒輪的尺寸；齒輪均采用優(yōu)質(zhì)合金鋼滲碳淬火、精加工而成，圓柱齒輪精度達到GB/T10095中的6級，圓錐齒輪精度達到GB/T11365中的7級；中心距、公稱傳動比等主要參數(shù)均采用R20優(yōu)先數(shù)系；結(jié)構(gòu)上采用模塊式設(shè)計方法，主要零件可以互換；除底座式實心輸出軸的基本型外，還派生出輸出軸為空心軸的有底座懸掛結(jié)構(gòu)；有多中潤滑、冷卻、裝配型式。所以有較大的覆蓋面，可以滿足較多工業(yè)部門的使用要求。
減速器的選用原則：（1）按機械強度確定減速器的規(guī)格。減速器的額定功率P1N 是按載荷平穩(wěn)、每天工作小于等于10h、每小時啟動5次、允許啟動轉(zhuǎn)矩為工作轉(zhuǎn)矩的兩倍、單向運轉(zhuǎn)、單對齒輪的接觸強度安全系數(shù)為1、失效概率小于等于1%等條件算確定.當載荷性質(zhì)不同，每天工作小時數(shù)不同時，應(yīng)根據(jù)工作機載荷分類按各種系數(shù)進行修正.減速器雙向運轉(zhuǎn)時，需視情況將P1N乘上0.7～1.0的系數(shù)，當反向載荷大、換向頻繁、選用的可靠度KR較低時取小值，反之取大值。功率按下式計算：P2m=P2*KA*KS*KR ，其中P2 為工作功率； KA 為使用系數(shù)； KS 為啟動系數(shù)； KR 為可靠系數(shù)。（2）熱功率效核.減速器的許用熱功率PG適用于環(huán)境溫度20℃，每小時100%連續(xù)運轉(zhuǎn)和功率利用律（指P2/P1N×100%）為100%的情況，不符合上述情況時，應(yīng)進行修正。（3）校核軸伸部位承受的徑向載荷。
2結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.1V帶傳動
帶傳動設(shè)計時，應(yīng)檢查帶輪的尺寸與其相關(guān)零部件尺寸是否協(xié)調(diào)。例如對于安裝在減速器或電動機軸上的帶輪外徑應(yīng)與減速器、電動機中心高相協(xié)調(diào)，避免與機座或其它零、部件發(fā)生碰撞。
2.2減速器內(nèi)部的傳動零件
減速器外部傳動件設(shè)計完成后，可進行減速器內(nèi)部傳動零件的設(shè)計計算。
1） 齒輪材料的選擇應(yīng)與齒坯尺寸及齒坯的制造方法協(xié)調(diào)。如齒坯直徑較大需用鑄造毛坯時，應(yīng)選鑄剛或鑄鐵材料。各級大、小齒輪應(yīng)該可能減少材料品種。
2） 蝸輪材料的選者與相對滑動速度有關(guān)。因此，設(shè)計時可按初估的滑速度選擇材料。在傳動尺寸確定后，校核起滑動速度是否在初估值的范圍內(nèi)，檢查所選材料是否合適。
3） 傳動件的尺寸和參數(shù)取值要正確、合理。齒輪和蝸輪的模數(shù)必須符合標準。圓柱齒輪和蝸桿傳動的中心距應(yīng)盡量圓整。對斜齒輪圓柱齒輪傳動還可通過改變螺旋角的大小來進行調(diào)整。
根據(jù)設(shè)計計算結(jié)果，將傳動零件的有關(guān)數(shù)據(jù)和尺寸整理列表，并畫出其結(jié)構(gòu)簡圖，以備在裝配圖設(shè)計和軸、軸承、鍵聯(lián)結(jié)等校核計算時應(yīng)用。
聯(lián)軸器的選擇
減速器的類型應(yīng)該根據(jù)工作要求選定。聯(lián)接電動機軸與減速器，由于軸的轉(zhuǎn)速高，一般應(yīng)選用具有緩沖、吸振作用的彈性聯(lián)軸器，例如彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器。減速器低速軸（輸出軸）與工作機軸聯(lián)接用的連周期，由于軸的轉(zhuǎn)速較低，傳遞的轉(zhuǎn)距較大，又因為減速器軸與工作機軸之間往往有較大的軸線偏移，因此常選用剛性可以移動聯(lián)軸器，例如滾子鏈聯(lián)軸器、齒式聯(lián)軸器。對于中、小型減速器，其輸出與工作機軸的軸線便宜不很大時，也可以選用彈性柱銷聯(lián)軸器這類彈性可移式聯(lián)軸器。
聯(lián)軸器型號按計算轉(zhuǎn)距進行選擇。所選定的聯(lián)軸器，起軸孔直徑的范圍應(yīng)與被聯(lián)接兩軸的直徑相適應(yīng)。應(yīng)注意減速器高速軸外伸段軸徑與電動機的軸徑不得相差很大，否則難以選擇合適的聯(lián)軸器。
3 設(shè)計計算過程及說明
3.1選擇電動機
3.1.1電動機類型和結(jié)構(gòu)型式選擇
Y系列籠型三相異步電動機,臥式閉型電電動機。
3.1.2選擇電動機容量
工作機所需功率
==7.98kw
=80.7r/min
電動機的輸出功率
==10.4kw
η=*…..* =0.82*0.98*0.95*0.98*0.97*0.98*0.98*0.97*0.98*0.98*0.99*0.96=0.77
確定電動機的額定功率
Ped>=Pd
3.1.3選擇電動機的轉(zhuǎn)速
同步轉(zhuǎn)速 1500r/min。
3.1.4確定電動機型號
選擇 Y160M-4 額定功率 11kw 轉(zhuǎn)速 1460r/min
3.2傳動裝置的總傳動比及其分配
i==18.1 帶傳動 i=2 圓錐 i= 2.5 圓柱 i= 4
3.3計算傳動裝置的運動和動力裝置參數(shù)
各軸轉(zhuǎn)速: 電動機軸 =1460r/min
減速箱輸入軸 ==486.7 r/min
高速軸 ==235.1 r/min
低速軸 ==58.8 r/min
各軸輸入功率: ==11kw
=*0.95=10.45kw
=*0.98*0.97*0.98=9.73KW
=*0.98*0.97*0.98=9.07KW
各軸轉(zhuǎn)矩:T0=9550*/=72.0N*m
T1=9550*/=205.0 N*m
T2=9550*/=395.2 N*m
T3=9550*/=1493.1 N*m
3.4帶傳動設(shè)計
3.4.1定v帶型號和帶輪直徑
工作情況系數(shù) =1.1
計算功率 ==1.1*11=12.1kw
選帶型號 A型
小帶輪直徑 =100mm
大帶輪直徑 =(1-0.01)*100*3=297mm
大帶輪轉(zhuǎn)速 = =481.8r/min
3.4.2計算帶長
求 = (+)/2 =198.5mm
求Δ Δ=(-)/2=98.5mm
2(+)>=a>=0.7*(+)
初取中心距 a=600mm
帶長 L=πDm+2*a+=1839.5
基準長度 =2000mm
求中心距和包角
中心距 a= + =344.18+337.06=681.24<700mm
小輪包角 α1=180°-(D2-D1)*60°=180°-(297-100)*60°/681.24 =162.6>120°
數(shù)求帶根 v=3.14**/(60*1000)=7.64m/s
傳動比 i=/=2
帶根數(shù) =1.32kw =0.95
=1.03 ΔP=0.17kw
z=/((+Δ)**)=12.1/((1.32+0.17)*0.95*1.03)=8.3 取9根
求軸上載荷
張緊力 =500*/v*z(2.5-)/+qv*v=500*12.1/(7.64*9)*(2.5-0.95)/0.95+0.10*=149.3N
軸上載荷 =2*sin(/2)=2*9*149.3*sin(162.6°/2)=2656.5N
3.5齒輪傳動設(shè)計
直齒錐齒: 軸交角∑=90° 傳遞功率P=10.45kw
小齒輪轉(zhuǎn)速=486.7r/m 傳動比i=2.07
載荷平穩(wěn),直齒為刨齒,小齒輪40Cr,調(diào)質(zhì)處理,241HB~~286HB
平均260HB,大齒輪用45號鋼,217HB~~255HB 平均230HB
齒面接觸疲勞強度計算
齒數(shù)和精度等級 取=24 =i*=48
選八級精度
使用系數(shù)=1.0 動載荷系數(shù)=1.15
齒間載荷分配系數(shù) 估計*Ft/b<100N/mm
cos=u/=2/=0.89
cos=1/=1/=0.44
=/ cos=24/0.89=26.97
=/ cos=48/0.44=109.1
αv=(1.88-3.2(1/(2*)+1/(2*)))cos=1.85
==0.85
==1.4
齒向載荷分布函數(shù) =1.9
載荷系數(shù) ==1*1.5*1.4*1.9=3.99
轉(zhuǎn)矩 =9.55**=9.55**10.45/486.7=20505N.mm
彈性系數(shù) =189.8
節(jié)點區(qū)域系數(shù) =2.5
接觸疲勞強度 =710Mpa
=680Mpa
接觸最小安全系數(shù)=1.5
接觸壽命系數(shù) ==1.0
許用接觸應(yīng)力 []= */=710*/1.05=676Mpa
[]= */=680*/1.05=648Mpa
小輪大端分度圓直徑 =0.3
=70mm
驗算圓周速度及Ka*Ft/b
=(1-0.5R) =(1-0.5R)70=59.5mm
==3.1459.5*486.7/60000=1.5m/s
=
b=*R=*d/(2*sin)=*/(2*=20.4mm
*/b=1.0*689.2/20.4=33.8N/mm<100N/mm
確定傳動尺寸
大端模數(shù) m=/=70/24=2.9mm
實際大端分度圓直徑d =m=3*24=84
=m=3*48=144
b=*R=0.3*80.5=24.15mm
齒根彎曲疲勞強度計算
齒面系數(shù) =2.72 =2.38
應(yīng)力修正系數(shù) =1.66 =1.78
重合度系數(shù) =0.25+0.75/ =0.25+0.75/0.85=0.66
齒間載荷分配系數(shù) */b<100N/mm
=1/=1/0.66=1.56
載荷系數(shù) ==1*1.15*1.56*1.9=3.4
彎曲疲勞極限 =600MPa
=570MPa
彎曲最小安全系數(shù) =1.25
彎曲壽命系數(shù) ==1.0
尺寸系數(shù) =1.0
許用彎曲應(yīng)力 []= lim/=600*1.0*1.0/1.25=480MPa
[]=570*1.0*1.0/1.25=456MPa
驗算
===152
<[]
==152*2.38*1.78/(2.72*1.66)=142.6MPa
標準斜齒圓柱齒輪
小齒輪用40Cr調(diào)質(zhì)處理,硬度241HB~~286HB 平均260MPa
大齒輪用45號鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度229HB~~286HB 平均241MPa
初步計算
轉(zhuǎn)矩=9.55**9.73/235.1=39524N.mm
齒數(shù)系數(shù)=1.0
值 取=85
初步計算的許用接觸應(yīng)力[H1]=0.96Hlim1=0.9*710=619MPa
[H2]=0.9Hlim2=1.9*580=522MPa
初步計算的小齒輪直徑 =Ad=85*=48.1mm
取 d1=50mm
初步尺寬b=d*=1*50=50mm
校核計算
圓周速度 v==0.62m/s
精度等級 選九級精度
齒數(shù)z和模數(shù)m 初步齒數(shù)=19; =i*19=4*19=76
和螺旋角 =/=50/19=2.63158
=2.5mm
=arcos=arccos2.5/2.63158=18.2°
使用系數(shù) =1.10
動載系數(shù) =1.5
齒間載荷分配系數(shù)
==2*39524/50=1581N
=1.1*1.581/50=34N/mm<100N/mm
=[1.88-3.2[1/+1/]cos=[1.88-3.25*(1/19+1/76)]cos18.2°
=1.59
===2.0
==1.59+2.0=3.59
= arctan=arctan=20.9°
cos =cos18.2°20cos°/20.9cos°=0.95
齒向載荷分布系數(shù) =A+B[1+0.6*]+c*b/1000=1.36
=** * =1.10*1.05*1.76*1.36=2.76
彈性系數(shù) =189.8
節(jié)點區(qū)域系數(shù) =2.5
重合度系數(shù) 取
螺旋角系數(shù) =
許用接觸應(yīng)力
驗算
=189.8*2.38*0.97=647MPa<690MPa
齒根彎曲疲勞強度驗算
齒行系數(shù)YFa =
Y=2.72 Y=2.2
應(yīng)力修正系數(shù) =1.56 =1.79
重合度系數(shù)
=1.61
螺旋角系數(shù)
齒向載荷分配系數(shù)
=1.76<
齒向載荷分布系數(shù) b/h=50.(2.25*2.5)=8.9
=1.27
載荷系數(shù) K=**
許用彎曲應(yīng)力
驗算
3.6軸的設(shè)計
輸入軸
選用45鋼調(diào)質(zhì)
取 d=35mm
計算齒輪受力
=84mm
=(1-0.5
=689.2N
=tan
=
計算支反力
水平面反力 =1102.7N
=-413.5N
垂直面反力 =-1235.7N
=4115.5N
水平面受力圖
垂直面受力圖
水平面彎矩圖
垂直彎矩圖
合成彎矩圖
轉(zhuǎn)矩圖
許用應(yīng)力
許用應(yīng)力值
應(yīng)力校正系數(shù)
當量彎矩圖
軸徑
高速軸
軸材料選用45鋼調(diào)質(zhì),
取 d=40mm
計算螺旋角
齒輪直徑 小輪 =
大輪
小齒輪受力 轉(zhuǎn)矩=9.55*
圓周力 =2*/=2*39524/50=1581N
徑向力
畫小齒輪軸受力圖
水平反力 =1358.1N
=912.1N
垂直反力 =594.7N
=103.3N
水平受力圖
垂直受力圖
水平彎矩圖
垂直彎矩圖
合成彎矩圖
畫轉(zhuǎn)矩圖
應(yīng)力校正系數(shù)
畫當量彎矩圖
=50220N.mm
校核軸徑 =20.3<40mm
低速軸
材料同前兩軸
畫大齒輪受力圖
計算支反力
水平反力 =1185.8 =395.2N
垂直反力 =21.2N =584.6N
垂直受力圖
水平彎矩圖
垂直彎矩圖
合成彎矩圖
轉(zhuǎn)矩圖
當量彎矩
校核軸徑
=26<60mm
3.7軸承的選擇
輸入軸軸承選擇:
選用圓錐滾子軸承30208 e=0.37 Y=1.6 Cr=63000N
=1177.7N
=4297.0N
=/(2*Y)=368N
=/(2*Y)=1342.8N
=1228.4N =1342.8N
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