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1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 課程設(shè)計(jì)說明書 題目： 二級(jí)學(xué)院 年級(jí)專業(yè) 學(xué)號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 教師職稱 精彩文檔 目錄 第一局部緒論 1 第二局部 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明 1 2.1 課題題目 1 2.2 主要技術(shù)參數(shù)說明 1 2.3 傳動(dòng)系統(tǒng)工作條件 1 2.4 傳動(dòng)系統(tǒng)方案的選擇 2 第三局部減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計(jì)算 2 3.1 減速器結(jié)構(gòu) 2 3.2 電動(dòng)機(jī)選擇 2 3.3 傳動(dòng)比分配 3 3.4 動(dòng)力運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算 3 第四局部齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 4 4.1 齒輪材料和熱處理的選擇 4 4.2 齒輪幾何尺寸的

2、設(shè)計(jì)計(jì)算 4 4.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 第五局部 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 10 5.1 軸的材料和熱處理的選擇 10 5.2 軸幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 10 5.2.1 根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑 11 5.2.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 5.2.3 軸的強(qiáng)度校核 14 第六局部軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇 16 6.1 軸承的選擇及校核 16 6.2 鍵的選擇計(jì)算及校核 17 6.3 聯(lián)軸器的選擇 18 第七局部 減速器潤(rùn)滑、密封及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算 18 7.1 潤(rùn)滑的選擇確定 18 7.2 密封的選擇確定 18 7.3 減速器附件

3、的選擇確定 19 7.4 箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 19 第八局部總結(jié) 20 參考文獻(xiàn) 21 計(jì)算結(jié)果 F=2.3KN V=1.5m/s D=300mm 計(jì)算及說明 第一局部緒論 隨著現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)的開展和應(yīng)用,在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域,已經(jīng)可以用 現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)方法和手段,從眾多的設(shè)計(jì)方案中尋找出最正確的設(shè)計(jì) 方案,從而大大提升設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量.在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí),都希望得 到一個(gè)最優(yōu)方案,這個(gè)方案既能滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性及工藝 性能等方面的要求,又使機(jī)械重量最輕、本錢最低和傳動(dòng)性能最 好.然而,由于傳統(tǒng)的常規(guī)設(shè)計(jì)方案是憑借設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)直觀判 斷,靠人工進(jìn)行有限次計(jì)算做出的,往往

4、很難得到最優(yōu)結(jié)果.應(yīng)用最 優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,使優(yōu)化設(shè)計(jì)成為可能. 斜齒圓柱齒輪減速器是一種使用非常廣泛的機(jī)械傳動(dòng)裝 置,它具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)和在不變位的情況下可湊配中央距 等優(yōu)點(diǎn).我國(guó)目前生產(chǎn)的減速器還存在著體積大 ,重量重、承載能 力低、本錢高和使用壽命短等問題,對(duì)減速器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),選擇最 佳參數(shù),是提升承載水平、減輕重量和降低本錢等完善各項(xiàng)指標(biāo)的 一種重要途徑. 培養(yǎng)了我們查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)、圖冊(cè) 及相關(guān)技術(shù)資料的水平以及計(jì)算、繪圖數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方 第二局部 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明 2.1課題題目 一級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器〔用于帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的減速器〕

5、 2.2主要技術(shù)參數(shù)說明 輸送帶的最大有效拉力F=2.3KN,輸送帶的工作速度V=1.5m/s, 輸送機(jī)滾筒直徑D=300mm 2.3傳動(dòng)系統(tǒng)工作條件 帶式輸送機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),載荷較平穩(wěn),兩班制工作,每班工作 8 小時(shí),空載啟動(dòng),工作期限為八年,每年工作 280天；檢修期間隔 為三年.在中小型機(jī)械廠小批量生產(chǎn) 2.4傳動(dòng)系統(tǒng)方案的選擇 X X 4 2 1-電功柳 2 -誦傳動(dòng) 3- 斜齒園柱齒輪傳動(dòng) 4- 璉軸器 %-帶古運(yùn)蛙機(jī) 圖2-1 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 第三局部減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計(jì)算 3.1減速器結(jié)構(gòu) 本減速器設(shè)計(jì)為水平剖分,封閉臥式

6、結(jié)構(gòu). 3.2電動(dòng)機(jī)的選擇 1〕工作機(jī)輸出功率： 廠 FV _ 230^1.5 P w 一 k w = = 3.45kw 1000 1000 2〕傳動(dòng)效率口 ：查?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)?P:10表2-4 ① V帶傳動(dòng)3 =°.96 ② 滾動(dòng)軸承：^2=0.96 ③ 斜齒輪傳動(dòng)：8級(jí)精度的一般齒輪傳動(dòng)〔油潤(rùn)滑〕=-0.98 ④ 聯(lián)軸器：彈性聯(lián)軸器-=°.99 ⑤ 滾筒：=0.96 總傳動(dòng)效率口 = n?2^^?^0.82 3〕 電動(dòng)機(jī)輸入功率Pd =-PwL = 3jj45 = 4.21kw d □總 0.82 因電動(dòng)機(jī)額定功率Ped需要略大于Fd即可,由附表3— 1

7、查出Y系 列三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù),選電動(dòng)機(jī)額疋功率 Ped=5.5kw. 4〕 轉(zhuǎn)速 Pw =3.45kw □總=0.82 Pd =4.21kw  Ped = 5.5kw 工作機(jī)滾筒轉(zhuǎn)速為：  60x1000xV 60x1000x1.5 “ 一/ . n — 一 一95.54r / min jtD 3.14x300 由于總傳動(dòng)比等于齒輪的傳動(dòng)比與帶的傳動(dòng)比之積,查(機(jī)械 設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書)附表1 圓柱齒輪傳動(dòng)其傳動(dòng)比常用值：3-6 V帶傳動(dòng)其傳動(dòng)比常用值：2-4 那么總傳動(dòng)比1總合理范圍為：6-24 故電動(dòng)轉(zhuǎn)速的大致可選范圍為 n 日總"=

8、(6-24) x 95.54=573r/min —2293r/min 對(duì)額定功率為5.5kw的丫系列電動(dòng)機(jī)而言,可供選擇的同步轉(zhuǎn) 速有：750 r/min、1000 r/min、1500 r/min,取轉(zhuǎn)速為 1000 r/min. 型號(hào)為Y132M2-6 5)由?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)?P235表20-1選丫132S-4型電動(dòng)機(jī),主 要技術(shù)數(shù)據(jù)如下： n=95.54r/m in 電動(dòng)機(jī)型號(hào)： Y132M2-6 詁、=9.46 帶傳動(dòng)比：h=3 齒輪傳動(dòng)比： i2 =3.4 n0 = 960r / min m = 320r / min n2 = 94.12r / min n

9、3 = 94.12r /mi n 型號(hào) 額定功率 (KW 滿載轉(zhuǎn)速 (r/min ) 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 Y132M2-6 5.5 960 2.1 2.2 表3-1電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 3.3傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配 系統(tǒng)總傳動(dòng)比 查資料可知電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 n =1140r/min 1 根據(jù)關(guān)系式點(diǎn)=-得： n i 總=n 二-9型=10.05 總 n 95.54 參考?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)?P:5表2-1 :取取V帶傳動(dòng)h =3 貝齒輪的的傳動(dòng)比i2=^= 艷=3.35止3.4 i1 3 3. 4動(dòng)力動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 1)每個(gè)軸的

10、轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)速 n0 = n =960r / min 小齒輪軸1的轉(zhuǎn)速①=皿=960 = 320r / min i1 3  大齒輪軸 II 的轉(zhuǎn)速 n2 二“1 =32° =94.12r/min i2 3.4 滾筒軸的轉(zhuǎn)速n3 = n2 =94.12 r/min p0 = 4.21kw R = 4.04kw P2 = 3.80kw P3 = 3.61kw T0 = 41.88N m T1 =120.57N m T2 =385.57 N m T3 =366.29N m 3) 每個(gè)軸的輸入功率 電動(dòng)機(jī)輸出軸的輸入功率 po =pd =4.21kw 小齒輪軸I的

11、輸入功率P^Po ^4.21 0.96=4.04kw 大齒輪軸II的輸入功率P2 = =4.04>(0.96漢0.98 =3.80kw 滾筒軸的輸入功率 ￡ =P2 2 4 =3.8 0.96 0.99 =3.61kw 4) 各個(gè)軸的轉(zhuǎn)矩計(jì)算 電動(dòng)機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)矩： P 4 21 T0 =9550 匕=9550 41.88N m n0 960 小齒輪軸I的轉(zhuǎn)矩： P 4 04 T1 =9550 1 =9550 120.57 N m n1 320 大齒輪軸II的轉(zhuǎn)矩： P2 3.80 T2 =9550 2 =9550 385.57 N m n2 94.12 滾筒軸的轉(zhuǎn)

12、矩： T3 =9550 P3 =9550 3.61 =366.29N m n3 94.12 以上計(jì)算結(jié)果列表如下： 軸名 功率P/KW 轉(zhuǎn)矩/(N ? m) 轉(zhuǎn)速 n/(r/mi n) 電動(dòng)機(jī)軸 4.21 41.88 960. 00 小齒輪1軸 4.04 120.57 320. 00 大齒輪II 軸 3.80 385.57 94.12 滾筒軸 3.61 366.29 94.12 表3-2參數(shù)結(jié)果 第四局部齒輪的設(shè)計(jì) 4.1齒輪材料和熱處理的選擇： 材料選擇：由?機(jī)械設(shè)計(jì)?表10-1選擇小齒輪材料為45Cr調(diào) 質(zhì),齒面硬度為280HBS

13、大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì),齒面硬度為240HBS 二者材料硬度差為40HBS 4.2齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1選擇精度等級(jí)及齒數(shù) 1〕 按圖2-1傳動(dòng)方案選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 2〕 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器,速度不高,設(shè)計(jì)為通用減速器 , 應(yīng)選用7級(jí)精度〔GB10095-88 3〕 由于傳動(dòng)過程中粉塵較多項(xiàng)選擇用閉式傳動(dòng) ,應(yīng)選用小齒輪齒 數(shù)為 Zi =24,大齒輪齒數(shù) Z2=24x 3.2=76.8,取 Z2=77. 4〕 選取螺旋升角：初選螺旋升角 B =14°. 2 ?按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 按?機(jī)械設(shè)計(jì)?〔10-21〕試算,即 〔1〕確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1〕 試選 Kt

14、 =1.6. 2〕 由?機(jī)械設(shè)計(jì)?217頁圖10-30選取區(qū)域系數(shù)Zh =2.4330 3〕 由?機(jī)械設(shè)計(jì)?215頁圖10-26查得： 答=0.78, % =0.87,貝名匕 + 界兇=1.65. 4〕 由?機(jī)械設(shè)計(jì)?表3-6選取齒寬系數(shù)0 d =1. 5〕 由?機(jī)械設(shè)計(jì)?表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)： 1 Ze =189.8MPa 2 6〕 由?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-21c、d按齒面硬度查得小齒輪的接 觸疲勞強(qiáng)度極限＜^問1 =600MPa ;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 °H lim 2 = 550MPa 7〕 由表3-2查得小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩： T1 =142.39 N m

15、=142390N mm 8〕 由式?機(jī)械設(shè)計(jì)?式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 8 N1 =60mjlh =60^320^1 x 〔2 x8 匯300匯 10〕 = 9.216汽10 8 9.216 "0 8 N2 — -2.8^10 3.2 9〕 由?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1-0.90 ; Khn2 =0.95 10〕 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1 %, 平安系數(shù) T1=142390N mm 2= = 142390N mm 2「6 142390 4?2 2?433 189?8 3.2 J 531.25 丿 1 1

16、.65 2 = 64.80 mm =1,由?機(jī) 械設(shè)計(jì)?式10-12得 KHN 1 匚 lim 1 上 H ]1 : S 0.9 600=540MPa K HN 2'- lim 2 [〞jh ]2 0.95 550 =522.5MPa 許用接觸應(yīng)力: Z」H1M」40 522占 MPa =531.25MPa 〔2〕計(jì)算 1) 計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1t,由計(jì)算公式得 d1t 2) 計(jì)算圓周速度 7：d1tn! 3.14 64.80 320 , 一, m/ s = 1.1m/ s v = 60 1000 60 1000 3)計(jì)

17、算齒寬b及模數(shù)m〞 b = dd1t=1 64.80 = 64.80mm d1t cos ： 64.80 cos14；. “ 1t 2.62mm mint 24 h = 2.25mnt = 2.25 2.62 = 5.895mm ,.,64.80 心 b/ h 10.99 5.895 4〕 計(jì)算縱向重合度 … 1 = 0.318 dZ1 tan 一：=0.318 1 24 tan 14’ =1.903 5〕 計(jì)算載荷系數(shù)K 由?機(jī)械設(shè)計(jì)?查表10-2得使用系數(shù)kA=1,根據(jù)v=1.1m/s,7 級(jí)精度,由?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)kv =1.1 ;由?機(jī)械設(shè)

18、計(jì)?表10-4查得3?1.42 ；由?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖 10-13查得 k^ =1.35 ； 由表 10-3 查得 =1.4 故載荷系數(shù) k=kAkVkH*H,1 1.11 1.4 1.42=2.21 6〕按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑由?機(jī)械設(shè) 計(jì)?式〔10=10a〕得： 2.21 72.17mm 1.6 d"1 = d1t = 64.80 x v =1.1m/s b=64.80mm mt =2.62 h=5.895  7〕計(jì)算模數(shù)mn m^=d1co^ = 72^^os^ = 2.92mm Zi 3 ?按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 24 由?機(jī)械設(shè)計(jì)?式〔

19、10-17〕 、』2kT1Y0cos2 0 YFaYsa mn「 2 ' lcF ] 〔1〕確定計(jì)算參數(shù) 1〕 計(jì)算載荷系數(shù) k kAkvkF -.kF 1 = 1 1.1 1.4 1.35 = 2.10 2〕 根據(jù)縱向重合度廠=1.903,從?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-28查得螺 旋角影響系數(shù)丫廠0.88 3〕 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) cos戸 Z2 Z2 cos3 ： cos314 24 二4 26.27 cos 14 77 -84.29 d1=72.17mm mi=2.92 4〕 查取齒形系數(shù) 由?機(jī)械設(shè)計(jì)?表10-5查得YFa1 =2.592 YFa2 =2.21

20、1 5〕 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由?機(jī)械設(shè)計(jì)?表10-5查得Ysa1 =1.592 Ysa2 =1.774 6〕 由?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 二FE1 500MPa ,查得大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 匚FE2 =380MPa. 7〕 由?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)kFN1 =0.85 kFN2 =0.88. 8〕 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞平安系數(shù)S=1.4,由?機(jī)械設(shè)計(jì)?式〔10-12 〕 丘F ] KfnWfe1 =°85氷500 = 303.57 MPa 1 S 1.4 KFN2 二 FE2 0.88 380 238.86

21、MPa S 1.4 9〕計(jì)算大小齒輪的 Y：a Ysa并加以比擬 YFa1Ysa1 2.592 1.596 0.01363 303.57 '>f 1 丫Fa2Ysa2 lcF 1 F 2 小齒輪的數(shù)值較大 〔10〕設(shè)計(jì)計(jì)算 2211 177^0.01642 238.86  1 242 1.65 m「：2 2?10 0.88 142390 10(cos14) 0.01642 =2.65 mm 比照計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎 曲疲勞計(jì)算的法面模數(shù),可取彎曲疲勞計(jì)算的法面模數(shù) mn = 2.65mm,并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m^ 3.0mm,

22、已滿足彎曲強(qiáng)度. 但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度,需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得分度圓直 徑di = 72.17 mm來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù).于是由 d! cos ： 72.17 cosl4 mn 3 取= 23,那么 z2 = UZ] = 3.2 23 74 (1)計(jì)算中央距 (乙 Z2)mn 23 74 3 a 149.95mm 2cos P 2 江 cos14" 乙—1 = =23.34 將中央距圓整為150mm (2) 按圓整后的中央距修正螺旋角 R (z-^ + z2 )mn (23 + 74^3 r, 0, P = arccos = arccos = 14.07 =14 41

23、2 2a 2150 因[值改變不多,故參數(shù)y,K ],Zh不必修正. (3) 計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑 d1 71.13mm cos14.07 d2 =Z2g cos - 74 3 cos14.07 =228.87mm (4)計(jì)算齒輪寬度： 齒輪名 模數(shù) mn /mm 齒數(shù)Z 齒寬 B/mm 分度圓 直徑 d/mm 螺旋角 0/度 小齒輪 3 23 80 71. 13 14412'' 大齒輪 3 74 75 228. 87 r【'" 14412 b =1 ><71.13. =71.13mm 圓整后取 B2 = 75

24、mm, B^i = 80mm 大齒輪有關(guān)參數(shù)整理于下表： 外表4-1 Z1 =23 Z2 二 74 a 二 149.95mm d^i = 71.13mm d2 = 228.87 mm 4. 3齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1. 確定齒輪的外形尺寸(以大齒輪為例) 齒頂圓直徑 da = d 2ha = d 2mn 二 228.87 2 3mm 二 234.87mm B1 = 80mm B2 = 75mm 有關(guān)尺寸參數(shù): 圖 10-39 因齒頂.圓直徑大于160mm而又小于500,應(yīng)選用腹板式結(jié)構(gòu)為 宜.其他有關(guān)尺寸按?機(jī)械設(shè)計(jì)?圖10-39推薦用的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)

25、并繪制大齒輪零件圖如圖4-1所示 da =d 2ha =d 2mn =228.87 2 3mm =234.87mm 取D4二二55mm,d "為U軸安裝大齒輪處的軸徑. D3 =1.7D^ 93.5mm,圓整為 90mm D0 =da2 -12mn =234.87 -24 3=198.87mm,圓整為 195mm D2 =0.3(D0 -D3) =0.3 (195 -90) =31.5mm,圓整為 35mm D=D.D3=142.5m m 圓整為 145mm 2 C =0.25 B2 =0.2 75 = 15mm n = 0.5mn = 0.5 3= 1.5mm r=5mm 2.

26、 確定檢驗(yàn)工程及其允許值 大齒輪分度圓直徑為234.87mm查?互換性與測(cè)量技術(shù)根底? 表 10-6 到 10-9, 得： 單個(gè)齒距極限偏差fpt - -0.013mm 齒距累積總公差Fp = 0.05mm 螺旋線總公差F,0.016mm 3. 確定中央距極限偏差—f 中央距為149.95,查?互換性與測(cè)量技術(shù)根底?表 10-1得 f幵一土 - ±0.020,因此,中央距表示為： a-149.95± 0.020mm a 2 4.確定確定最小側(cè)隙和齒厚偏差 〔1 〕確定最小側(cè)隙jbnmin,由?互換性與測(cè)量技術(shù)根底?式 〔10-4〕得： 2 jbnmin =—〔0.

27、°6 +0.005a〕 +0.03mm=0.14mm 3 〔2〕 確定齒厚上偏差Esns,由?互換性與測(cè)量技術(shù)根底?式 10-9 得： Esns= jbnmin 0 = 0.14 0 = 0.0745mm 2cos 200 2cos 200 取負(fù)值為 Esns =-0.075mm 〔3〕 確定齒厚下偏差Esni,查?互換性與測(cè)量技術(shù)根底?表 10-5 得： 切齒徑向進(jìn)刀公差= IT 9= 0.115mm 按式10-10計(jì)算 丁和=Jf； x2tan2O0 = j0.0392+0.1152 x2tan20° =0.088mm 所以,Esni = Esns -Tsn = -

28、^075 - °.°88 = -°.163mm 5.確定齒坯精度 〔1〕 內(nèi)孔尺寸公差,查?互換性與測(cè)量技術(shù)根底?表 10-12 得 IT 7,即 *50 H 7. 〔2〕 齒頂圓直徑偏差,查?互換性與測(cè)量技術(shù)根底?表 10-12 得 ±0.05m = ±0.05漢 3 = ±0.15mm 〔3〕 查?互換性與測(cè)量技術(shù)根底?表 10-13得,端面圓跳動(dòng) 公差和頂圓徑向圓跳動(dòng)公差為 0.022mm 〔4〕 齒坯外表粗糙度 由?互換性與測(cè)量技術(shù)根底?表 10-14查得齒面Ra的上限值為 1.25 4m,由表10-15查得齒坯內(nèi)孔外表 &的上限值為1.25 ?m, 端面Ra的上限

29、值為2.5 Am,頂圓Ra的上限值為3.2 ?m,其余加 工外表粗糙度Ra的上限值取12.5 ?m 五局部軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1軸的材料和熱處理的選擇 選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.查?機(jī)械設(shè)計(jì)?表15-1,可知 fpt = ±0.013mm Fp = 0.05mm Fp = 0.016mm a =149.95±0.020mm 6 =640Mpa,；「s =275Mpa, .」=155Mpa, l-60Mpa 5.2軸幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1 .n軸的設(shè)計(jì) (1) 由表3-2可知軸上的功率P2、轉(zhuǎn)速n2和轉(zhuǎn)矩T2 F2 =4.63KW n2 =101.59r / min

30、 T2 =439.56N m (2) 初定軸的最小直徑 先按?機(jī)械設(shè)計(jì)?式(15-2 )初步估計(jì)軸的最小直徑.材料 為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)?機(jī)械設(shè)計(jì)?表15-3,取人=118 / 丄 1 從動(dòng)軸：d1min =人=118匯］ T = 42.1mm (n2 丿 1101.59 丿 主動(dòng)軸：d2min = A,~T =118" T = 29.0mm E 丿 1101.59 丿 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 d：(參看 圖5-2 ),為了使所選的軸直徑d：-與聯(lián)軸器的孔徑相適合,故先 選聯(lián)軸器. 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩G =?丁2,查?機(jī)械設(shè)計(jì)?表14-1,考慮 到轉(zhuǎn)

31、矩的變化很小,故Ka=1.3,,那么： Tca 二 Ka T2 =1.3 439560N m =571.428N m 根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tea要小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,又由于減速 器載荷平穩(wěn),速度不高,無特殊要求,考慮裝拆方便及經(jīng)濟(jì)問題, 查標(biāo)準(zhǔn)GB/T4323-2002,選用彈性柱銷聯(lián)軸器,型號(hào)為:LT8型聯(lián)軸 器,其公稱轉(zhuǎn)矩為：710N m 571.428N m. 半聯(lián)軸器的孔徑：d| =45mm,故取d— = 45mm,半聯(lián)軸器軸 孔長(zhǎng)度L^112mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為：L| =60mmo 即取 d1min = 45mm . (3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1)擬定軸上零件的裝

32、配方案 經(jīng)綜合分析,選用從動(dòng)軸上零件的裝配方案見圖 5-1所示的 裝配方案. (a)從動(dòng)軸的裝配 (b)主動(dòng)軸的裝配方案 圖5-1主、從動(dòng)軸的裝配方案 (2)根據(jù)軸向定位要求確定軸各段直徑和長(zhǎng)度 1) 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求,I -11軸段右端需制出一 軸肩,由定位軸肩高度h=(0.07-0.1)d,故取II -III段的直徑 du亠50mm,左端用軸端擋圈定位,按軸端直徑取軸端擋圈直徑 D =55mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度：J =112mm,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 ,故段的長(zhǎng)度應(yīng)比 L1 略短2-3mm取:lI _(

33、I =110mm. 2) 初步選擇滾動(dòng)軸承,因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作 用,應(yīng)選用單列圓錐滾子軸承,參照工作要求并根 據(jù)：du斗| =50mm.由?機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)?,初步選取0根本游隙 組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30310型,其尺 寸：d x D xT =50mm“10mmx 29.25mm, 故du」v =dvz =50mm 右端軸承米用軸肩定位,由定位軸肩高度 h=(0.07-0.1)d,軸肩 咼度取h=2.5mm因此dv 乂60mm.而左端滾動(dòng)軸承米用套筒進(jìn)行 軸向定位, 3) 取安裝齒輪處軸段的直徑：d|V_v =55mm,齒輪左端與左軸 承之間米用套筒定

34、位,齒輪輪轂的寬度為75mm為了使套筒端 面可靠地壓緊齒輪,此軸段應(yīng)略短與輪轂寬度2-3mm, 故?。? hv_v =72mm,齒輪右端米用軸肩疋位,軸肩咼度hn0.07d,取 h = 2.5mm,那么軸環(huán)處的直徑：dv衛(wèi)=50+2h = 60mm. 4) 軸承端蓋的總寬度為：20mm (由減速器及軸承端的結(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, 取端蓋的外端與半聯(lián)軸器右端面間的距離 1 = 30mm故取 In』=50mm. 5) 取齒輪距箱體內(nèi)壁距離為：a=16mm,考慮到箱體的鑄造誤 差,在確疋流動(dòng)軸承位置時(shí),應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離 s,取s=8mm,

35、 滾動(dòng)軸承寬度T=29.25mm30mm那么 Im JV =T +s+a+(75_72) = 30+8+16+3=57mm, 同理可算出：Igi =s+a =16+8 =24mm. 至此,已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度. (3) 軸上零件的周向定位 齒輪,半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接 1) 齒輪與軸的連接 按dv?-55mm查?機(jī)械設(shè)計(jì)?表6-1,得平鍵截面 b江h(huán) =16mm"0mm,鍵槽用鍵槽銑刀加工,根據(jù)鍵長(zhǎng)等于或略小于 轂長(zhǎng)度,即 L=B- (5-10) mm 故取:L=63mm, 為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性,應(yīng)選擇齒輪輪轂與軸 的配合為：旦7 %

36、2) 半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接,查?機(jī)械設(shè)計(jì)?表6-1,選用平鍵 為：^14mm<9mm100mm,半聯(lián)軸器與軸的配合為：旦2 . k6 滾動(dòng)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：m6. (4) 確定軸上圓角和倒角尺寸 參照?機(jī)械設(shè)計(jì)?表15-2,取軸端倒角為：1.6匯45=,各軸肩處圓 角半徑取R2 軸的材料為45鋼 調(diào)質(zhì)處理 主、從軸尺寸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖5-2所示: 〔5〕求軸上的載荷 1〕首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖〔圖5-3 〕做出軸的受力簡(jiǎn)圖如圖〔5-2〕 確定軸承的支點(diǎn)位置,對(duì)30310型圓錐滾子軸承,由?機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明 手冊(cè)?中查得a=23mm因此,作

37、為簡(jiǎn)支梁的軸承支承跨距 L2丄3= 71.5mm ? 38.5mm = 110mm,根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎 矩圖,扭矩圖和計(jì)算彎矩圖,可看出截面處計(jì)算彎矩最大,是軸的 dimin =45mm 彈性柱銷聯(lián)軸 器,型號(hào)為:LT8 型聯(lián)軸器 〔6〕按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 1〕 作用在齒輪上的力,如圖5-3所示 “宀亠 2T2 2 況439560 切向力：Ft = 2 = N =3841N d2 228.87 r 宀亠

38、 ta no tan20〞 徑向力：F「=Ft n =3841 匯 =1441 N cosE cos14"412 軸向力 Fa =FttanB =384仆tan14「412"=963N 2〕 求作用于軸上的支反力,如圖5-3所示 水平面內(nèi)支反力：FNH1 =1344N FNH2 =2497N 垂直面內(nèi)支反力：Fnv1 =1506N Fnv2=-65N 3〕 作出彎矩圖 分別計(jì)算水平面和垂直面內(nèi)各力產(chǎn)生的彎矩. 水平面內(nèi)： M H = Ft L2 = 274632 N mm 垂直面內(nèi)： MV1 = FNV丄2 =1506漢71.5 = 107679N mm M NV2 =

39、 Fnv2L3 =-65沃 38.5 =—2503N mm 計(jì)算總彎矩：由公式M = Jm H2 + M v2 M“ = Jmh2 +MV12 = J2746322 +1076792 =294987N mm M2 = Jmh2 + MV12 =5/274632^ +25032 = 274643N mm 4〕 作出扭矩圖:T^439560N m,如圖5-3所示. 5〕 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖〔圖5-3〕中可以看出截面C是 軸的危險(xiǎn)截面.根據(jù)?機(jī)械設(shè)計(jì)?式〔15-5〕及上述數(shù)據(jù),以及軸 單向旋轉(zhuǎn)、扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力,取 a =0.6 軸的計(jì)算

40、應(yīng)力： 』M； + 〔aT2 $ J2949872 + 〔0.6 漢439560〕2 ?一迥 一 0.1P52 "23.8MP 前選定軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,上述過程中已查得 L』=60MPa,因此▽ ca ￡嚴(yán)』,故平安. du」11 = 50mm du」v = 50mm dVi M = 50mm d|V_v =55mm dV』i =60mm 1］」=110mm lII Ji = 50mm liva =72mm liii _iv =57mm —=24mm Ft =3841N Fr 二1441N 6〕根據(jù)從動(dòng)軸的設(shè)計(jì)方法同樣可以定出主動(dòng)軸的尺寸,由于方法 類似,

41、這里不重復(fù),主、從動(dòng)軸尺寸見圖 5-2. 〔a〕主動(dòng)輪尺寸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 〔b〕從動(dòng)軸尺寸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖5-2主、從軸尺寸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 第六局部軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇 6.1軸承的選擇及校核 〔1〕 由上述軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已初步選擇單列圓錐滾子軸承 30310型, 2個(gè)為從動(dòng)軸承. 〔2〕 計(jì)算軸承壽命： 圓錐滾子軸承30310,相關(guān)參數(shù)查?機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)?得： Cr =76.91KN , ft =1.00, fp =1.2,^0.31N,Y =1.9 圖6-1受力簡(jiǎn)圖 Fa =963N 1〕畫軸力簡(jiǎn)圖如圖6-1所示,求軸向力Fa1,Fa2: F「1

42、 - F Fr1 J Fnh22 - Fnv2^ 2498N Fr2 2498 .657N 2 1.9 NH1 FNV1 - 2021N , Fr2 .r1 2021 Fd1 二 531N,Fd2 2Y 2 1.9 且Fae =963n :Fd2 Fae =657 963 =1620N .軸承I被壓緊,軸II被放松. Fa1 = Fae - Fd2 = 432N , Fa2 = Fd2 2〕 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 Fa1 432N 0.21 ：： e = 0.31N Fr1 4019N 查?機(jī)械設(shè)計(jì)?表13-5得 人=1,Y =0 Fa2 657N 0.26 ::

43、e =0.31N Fr2 2498N 查?機(jī)械設(shè)計(jì)?表13-5得X2 =1,丫2 =0 .R =fp X1 Fr1 =1.2 1 2021N =2423N P2 =fp X2 Fr2 =1.2 1 2498N =2998N 3〕 P2 a R可知P2是危險(xiǎn)軸承. 根據(jù)?機(jī)械設(shè)計(jì)?式〔13-5a〕計(jì)算軸承壽命,對(duì)于滾子軸承 10 3, 2Y Fd1 -531N = 657N. 106 fftCr ' 芯 106 / 3 Y 仆 76.91 "03 60nl P 丿 60 "01.59 < 2998 」 Lh 二 10 3 = 81649831 預(yù)期

44、壽命為：10年,兩班制 L =10 300 8 2 =48000h ：：Lh 因此軸承壽命合格. 6.2鍵的選擇計(jì)算及校核 〔1〕與半聯(lián)軸器配合軸段處的鍵,在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中已選用 圓頭平鍵b h L =14mm 9mm 100mm選擇45 Fnh1 = 1344N Fnh2 =2497N Fnv 1 = 1506 N F nv 2 ~ ~ 65 N MH = 274632 N.m Mw =107679 N.m M V2 = -2503 N.m M1 = 294987 N.m M 2 二 274643 N.m T2 二 439560 N m

45、 鋼,其許用擠壓應(yīng)力 g]p=120Mpa Ft 4000T2 4000 漢 439560 “ … 、 cp = —<- = = = 50.5Mpa ■<[c]p p hl hid 9x86x45 p 那么該鍵強(qiáng)度足夠,合格. (2)與大齒輪配合軸段處的鍵,選擇在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中已選 用圓頭平鍵b^h漢L=16mm“0mm沢63mm 45鋼,其許用擠壓應(yīng)力 b]p

46、=120Mpa Ft 4000T2 4000 漢 439560 cp = ― = = = 68.0Mpa ■< [c ] p p hl hld 10x47 x55 p 那么該鍵強(qiáng)度足夠,合格. 6.3聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩J =KaT2,查?機(jī)械設(shè)計(jì)?表14-1,考慮到 轉(zhuǎn)矩的變化很小,故Ka=1.3,,那么： TCa = Ka T2 =1.3 疋 439560 N m =571.428 N m 根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca要小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,又由于減速器 載荷平穩(wěn),速度不高,無特殊要求,考慮裝拆方便及經(jīng)濟(jì)問題,查 標(biāo)準(zhǔn)GB/T4323-2002,選用彈性柱銷聯(lián)軸器,型號(hào)

47、為:LT8型聯(lián)軸器, 其公稱轉(zhuǎn)矩為：710N m>571.428N m. 半聯(lián)軸器的孔徑：d| =45mm,故取d}j[ = 45mm,半聯(lián)軸器軸孔 長(zhǎng)度J =112mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為：L| =60mm 從動(dòng)軸承選圓錐 滾子軸承,型號(hào)： 30310( 2 個(gè)) 型號(hào) 公稱轉(zhuǎn)矩 許用轉(zhuǎn)速 軸孔 直徑 軸孔 長(zhǎng)度 外徑 軸孔 類型 軸孔 材料 LM5 710N m 2400r/min 45mm 112 mm 190mm Y型 HT200 表6-1 LT8型彈性柱銷聯(lián)軸器參數(shù) 第七局部減速器潤(rùn)滑、密封及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算 7.

48、1潤(rùn)滑的選擇確定 1. 齒輪v=1.08m/sL 12m/s,應(yīng)用噴油潤(rùn)滑,但考慮本錢需選 用浸油潤(rùn)滑.選用150號(hào)機(jī)械油(GB 443-1989),最低 最高油 面距(大齒輪)10—20mm需油量為1.5L左右. 2. 軸承采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑.選用ZL— 3型潤(rùn)滑脂(GB7324-1987), 用油量為軸承間隙的1口1為宜. 3 2 7.2密封的選擇確定 (1)箱座與箱蓋凸緣結(jié)合面的密封  選用在結(jié)合面涂密封漆或水玻璃的方法. 〔2〕 觀察孔和油孔等處結(jié)合面的密封 在觀察孔或螺塞與機(jī)體之間加石棉橡膠紙、墊片進(jìn)行密封. 〔3〕 軸承孔的密封 軸的外伸端與透蓋間的間隙,由于v

49、 ：：： 3m / s,應(yīng)選用半粗羊毛 氈加以密圭寸. 〔4〕 軸承靠近機(jī)體內(nèi)壁處用擋油環(huán)加以密封,預(yù)防潤(rùn)滑油進(jìn) 入軸承內(nèi)部. 7.3減速器附件的選擇確定 減速器附件包括螺栓、螺母、墊圈、銷、油標(biāo)尺、通氣器,附 件參數(shù)見表7-1. 名稱 功用 數(shù)量 材料 規(guī)格 螺栓 安裝端蓋 12 Q235 M6S6 GB 5782-1986 螺栓 安裝端蓋 24 Q235 M8 汽 25 GB 5782-1986 螺母 安裝 3 A M10 GB 6170-1986 墊圈 調(diào)整安裝 3 65Mn 10 GB 93-1987 銷

50、定位 2 35 A6><40 GB 117-1986 油標(biāo)尺 測(cè)量油面咼度 1 組合件 通氣器 透氣 1 A3 表7-1減速器附件參數(shù)表 7.4箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 箱座壁厚 =10mm 箱座凸緣厚度b=1.5,:=15mm 箱蓋厚度「=8mm 箱蓋凸緣厚度b = 12mm 箱底座凸緣厚度p = 2.5mm ,、：=25mm 軸承旁凸臺(tái)高度h=45mm,凸臺(tái)半徑R = 20mm 齒輪軸端面與內(nèi)機(jī)壁距離h=18mm 大齒輪齒頂與內(nèi)機(jī)壁距離 \ =12mm 小齒輪軸端面與內(nèi)機(jī)壁距離■ = 2=15mm 上下機(jī)體筋板厚度mi=6.8mm, m=

51、8.5mm 主動(dòng)軸承端蓋外徑Di=105mm 從動(dòng)軸承端蓋外徑D2=130mm 與齒輪連接處鍵 14 9 100 與齒輪連接處鍵 16 10 63 彈性柱銷聯(lián)軸 器,型號(hào)為:LT8 型聯(lián)軸器 地腳螺栓M16,數(shù)量6根 第八局部總結(jié) 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是我們機(jī)械類專業(yè)學(xué)生第一次全面的機(jī)械 設(shè)計(jì)練習(xí),在設(shè)計(jì)過程中雖然遇到了一些問題,但經(jīng)過一次一次的 更改和不斷的驗(yàn)證,最終找出來原因所在. 通過這次課程設(shè)計(jì),我們更深的學(xué)習(xí)到了一般的設(shè)計(jì)方法,掌 握了通用零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置和簡(jiǎn)單的機(jī)械設(shè)計(jì)原理,同時(shí)對(duì)制圖 標(biāo)準(zhǔn)也有了更多的了解,在課程設(shè)計(jì)的這段時(shí)光里,學(xué)到了很多書 本上的知識(shí)

52、,可以說是多門課程的綜合運(yùn)用,通過這次設(shè)計(jì),把我 們以前所學(xué)的知識(shí)都運(yùn)用出來了,這時(shí)才發(fā)現(xiàn),原來之前學(xué)的是那 么那么的少,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠這次設(shè)計(jì)所用.同時(shí)也深深感到自己初步掌 握的知識(shí)與實(shí)際需要還有很大的距離, 在今后還需要繼續(xù)學(xué)習(xí)和實(shí) 踐. 本設(shè)計(jì)由于時(shí)間緊張,在設(shè)計(jì)中肯定會(huì)有許多欠缺,假設(shè)想把它 變成實(shí)際產(chǎn)品的話還需要反復(fù)的考慮和探討.但作為一次練習(xí),確 實(shí)給我們帶來了很大的收獲,設(shè)計(jì)涉及到機(jī)械、電氣等多方面的內(nèi) 谷,通過設(shè)計(jì)計(jì)算、認(rèn)證、畫圖,提咼了我對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電動(dòng) 機(jī)的選用等方面的熟悉和應(yīng)用水平.總之,本次設(shè)計(jì)讓我受益非淺, 各方面的水平得到了一定的提升思考和解決的水平. 最后特別感

53、謝老師的悉心指導(dǎo),特別是在我們的設(shè)計(jì)思路中, 同時(shí)教導(dǎo)我學(xué)會(huì)獨(dú)立通過課程設(shè)計(jì), 使自己對(duì)所學(xué)機(jī)械的各門課程 進(jìn)一步加深了理解,對(duì)于各方面知識(shí)之間的聯(lián)系有了實(shí)際的體會(huì). 齒輪浸油潤(rùn)滑, 用150號(hào)機(jī)械油 軸承脂潤(rùn)滑,用 ZL— 3型潤(rùn)滑脂 參考文獻(xiàn) [1] 濮良貴,紀(jì)名剛?機(jī)械設(shè)計(jì)[M].第八版,北京：高等教育出版 社,2006. [2] 吳宗澤,羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[S].第三版,北京：高 等教育出版社,2005. [3] 徐學(xué)林.互換性與測(cè)量技術(shù)根底[M].長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)出版社, 2005. [4] 范元?jiǎng)?宋梅利,梁醫(yī).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].南京： 南京

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