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      基于UG NX的單級圓柱齒輪減速器建模

      時間:2019-05-14 02:57:05下載本文作者:會員上傳
      簡介:寫寫幫文庫小編為你整理了多篇相關(guān)的《基于UG NX的單級圓柱齒輪減速器建模》,但愿對你工作學(xué)習(xí)有幫助,當(dāng)然你在寫寫幫文庫還可以找到更多《基于UG NX的單級圓柱齒輪減速器建?!?。

      第一篇:基于UG NX的單級圓柱齒輪減速器建模

      華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)

      畢業(yè)設(shè)計(jì)[論文]

      基于Unigraphics NX的單級圓

      柱齒輪減速器建模

      2010年 5月 26日

      I

      目:

      華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)

      目 錄

      摘要???????????????????????????2 Abstract?????????????????????????3 前言???????????????????????????4 1.UG簡介???????????????????????6 1.1 UG發(fā)展歷程及影響????????????????6 1.2 UG的功能與特點(diǎn)??????????????????8 1.3 UG的用戶界面???????????????????11 1.4 UG的系統(tǒng)組成及硬件要求??????????????12 2.繪制草圖????????????????????????13 2.1 草圖的概述與通用操作???????????????13 2.2 草圖曲線繪制與編輯????????????????14 2.3 草圖形狀約束???????????????????18 3.特征建模與操作?????????????????????21 3.1 UG造型概述???????????????????21 3.2 特征建模?????????????????????21 3.3 特征操作?????????????????????24 4.減速器實(shí)例建模與裝配??????????????????26 4.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及模型分析????????????????26 4.2 減速器零件的造型設(shè)計(jì)???????????????28 4.3 減速器零件裝配?????????????????36 5.結(jié)束語?????????????????????????38 6.參考文獻(xiàn)????????????????????????39 7.致謝??????????????????????????40

      第二篇:機(jī)械大3上學(xué)期--單級圓柱齒輪減速器

      單級圓柱齒輪減速器

      圖8-1為單級圓柱齒輪減速器的立體圖;圖8-2為單級圓柱齒輪減速器的裝配圖(之一:凸緣式端蓋);圖8-3 高速齒輪軸工作圖;圖8-4 圓柱齒輪工作圖;圖8-5 低速軸工作圖;圖8-6 減速器箱蓋工作圖;圖8-7 減速器箱座工作圖;圖8-8為單級圓柱齒輪減速器的裝配圖(之二:嵌入式端蓋)。

      8-1

      單級圓柱齒輪減速器立體圖

      圖8-2 單級圓柱齒輪

      減速器裝配圖(之一)

      圖8-4 圓柱齒輪工作圖

      -5

      低速軸工作圖

      圖8-8為單級圓柱齒輪減速器的裝配圖

      第三篇:帶式運(yùn)輸機(jī)的單級圓柱齒輪減速器例題

      帶式運(yùn)輸機(jī)的單級圓柱齒輪減速器(計(jì)算過程及計(jì)算說明)

      一、傳動方案擬定

      設(shè)計(jì)單級圓柱齒輪減速器和一級帶傳動(圖)

      (1)工作條件:使用年限10年,工作為兩班工作制,載荷平穩(wěn),環(huán)境清潔。(2)原始數(shù)據(jù):滾筒圓周力F = 1300N;帶速v = 1.4m/s; 滾筒直徑D = 250mm。

      二、電動機(jī)選擇

      1、電動機(jī)類型的選擇: Y系列三相異步電動機(jī)

      2、電動機(jī)功率選擇:(1)傳動裝置的總效率: η = η帶×η聯(lián)軸器×η齒輪×η3軸承

      由手冊表1-7查得η帶=0.96、η聯(lián)軸器=、η齒=、η軸承=。故 η = 0.96×0.99×0.97×0.993 = 0.895(2)工作機(jī)所需的功率Pw: Pw = Fv/1000ηw

      由手冊表1-7查得ηw=0.96,故

      Pw = 1300×1.4/(1000×0.96)= 1.896kw(3)所需電動機(jī)的功率Pd:

      Pd = Pw/η = 1.896/0.895= 2.12kw

      3、確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速:

      滾筒工作轉(zhuǎn)速:nw = 60×1000v/πD = 60×1000×1.4/(π×250)= 107.00r/min 按手冊表13-2推薦的傳動比合理范圍,取圓柱齒輪傳動傳動比范圍i齒 = 3~5。取V帶傳動比i帶 = 2~4,則總傳動比的合理范圍為i = 6~20。故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為

      nd' = i × nw =(6~20)× 107.00 = 642~2140r/min 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、和1500r/min。

      方案 電動機(jī)型號 額定功率/kw 電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速(r/min)滿載轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)矩

      軸伸直徑

      Y132S-8

      2.2

      750

      710

      2.0

      2

      Y112M-6

      2.2

      1000

      940

      2.0

      3

      Y100L1-4

      2.2

      1500

      1420

      2.2

      根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速,由有關(guān)手冊查出有三種適用的電動機(jī)型號:因此有三種傳動方案。綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比,可見第2方案比較適合,則選n = 1000r/min。

      4、確定電動機(jī)型號

      根據(jù)以上選用的電動機(jī)類型,所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速,選定電動機(jī)型號為Y112M-6。其主要性能:額定功率:2.2KW,滿載轉(zhuǎn)速940r/min,額定轉(zhuǎn)矩2.0。

      三、計(jì)算總傳動比及分配各級的傳動比

      1、總傳動比:i = nm/nw = 940/107 = 8.78

      2、分配各級傳動比

      (1)據(jù)手冊表1-7,取齒輪i齒 = 4(單級減速器i = 3~5合理)(2)∵i = i齒 × i帶

      ∴i帶 = i /i齒 = 8.78/4 =2.2

      四、運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)計(jì)算

      1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速(r/min)nI = nm = 940r/min nII = nI/i帶 = 940/2.2 = 427.27r/min nIII = nII/i齒 = 427.27/4 = 106.82r/min

      2、計(jì)算各軸的功率(kW)PI = Pd = 2.12 KW PII = PI × η帶 = 2.12 × 0.96 = 2.035kw PIII = PII × η軸承 × η齒 = 2.035 × 0.99 × 0.97 = 1.954kw

      3、計(jì)算各軸扭矩(N·m)TI = 9.55 × 106 × PI/nI = 9.55 × 106 × 2.12/940 = 2.154 × 104 N·mm TII = 9.55 × 106 × PII/nII = 9.55 × 106 × 2.035/427.27 = 4.548 × 104 N·mm TIII = 9.55 × 106 × PIII/nIII = 9.55 × 106× 1.95/106.82 = 1.753 × 105 N·m

      五、傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算

      1、V帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)選擇普通V帶

      由課本表13-查得:KA = 1.3,PC = KAP = 1.2 × 2.12 = 2.544kw 又nI = nm = 940r/min,由課本圖13-

      得:選用A型V帶。(2)確定帶輪基準(zhǔn)直徑d1、d2

      由課本表13-和圖13-中推薦的小帶輪基準(zhǔn)直徑為80~100mm,故

      取d1 = 100mm > dmin = 80

      d2 = id1 = 2.2 × 100 = 220mm 選取標(biāo)準(zhǔn)值d2 = 224mm 實(shí)際傳動比 i = d2/d1 = 224/100 = 2.24(3)驗(yàn)算帶速v v = πd1n1/(60×1000)= π×100×940/(60×1000)= 4.92 < 5 m/s,帶速不合適。重新設(shè)計(jì)。取d1 = 140mm

      d2 = id1 = 2.2 × 140 = 308mm 選取標(biāo)準(zhǔn)值d2 = 315mm 實(shí)際傳動比 i = d2/d1 = 315/140 = 2.25 v = πd1n1/(60×1000)= π×140×940/(60×1000)= 6.89 > 5 m/s,帶速合適。(4)確定V帶基準(zhǔn)長度Ld和中心矩a

      初步選擇中心距

      a0 =(0.7~2)(d1+d2)=(0.7~2)(140+315)= 318.5~910 取a0 = 600 mm(d2?d1)2?(315?140)2 L0?2a0?(d1?d2)??2?600??(140?315)?24a024?600?(315?140)2?2?600??(140?315)??1927mm 24?600?根據(jù)課本表13-取Ld = 2000mm 實(shí)際中心距:a?a0?(5)驗(yàn)算小帶輪包角α1 由課本式(13-)得 Ld?L02000?1927?600??636 mm 22?1?180??d2?d1315?140?57.3??180???57.3??164.2??120?,合適。a636(6)確定V帶的根數(shù)z

      由課本式(13-)得

      z?Pc

      (P0??P0)K?KL2 根據(jù)d1 = 140mm,n1 = 940r/min,查表13-

      用線性插入法得:P0 = 1.62kW 又i = 2.25,查表13-用線性插入法得:△P0 = 0.108kW

      由表13-得KL = 1.03,由表13-,用線性插入法得Kα = 0.962,由此可得:

      z?2.544(1.62?0.108)?0.962?1.03?1.49

      取z = 2根

      (6)計(jì)算作用在帶輪軸上的壓力FQ

      由課本表13-查得q = 0.10kg/m,由式13-得V帶的初拉力:

      F500Pc0?zv(2.5K?1)?qv2?500?2.5442?6.89???2.5?0.962?1????0.10?6.892?152.3N ?作用在軸上的壓力FQ,zsin?12?2?2?152.3?sin164.2?FQ?22?585.3 N(7)設(shè)計(jì)結(jié)果:選用2根A-2000,GB11544-89V帶,中心距a = 600mm,帶輪直徑d1=140mm,力FQ = 585.3N。

      2、齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算

      (1)選擇齒輪材料及確定許用應(yīng)力

      考慮減速器傳遞功率不在,所以齒輪采用軟齒面。

      小齒輪選用40MnB調(diào)質(zhì),齒面硬度為260HBS(表11-); 大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì),齒面硬220HBS(表11-)。

      由圖11-

      ,查得:σHlim1 = 700MPa,σHlim2 = 560MPa。由表11-,SH=1.1,故

      [??Hlim1H1]?S?7001.1?636MPa,[??2560H2]?HlimS??509MPa HH1.1由圖11-

      ,查得:σFlim1 = 240MPa,σFlim2 = 190MPa。由表11-,SF=1.3,故

      [?lim1240F1]??FS??185MPa,[??lim21901.3F2]?FS??146MPa FF1.3(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)

      由課本表11-,取K = 1.1,齒寬系數(shù)ψa = 0.4。

      nIII?ni?9402.25?417.8r/min 帶TPIIII?9.55?106?n?9.55?106?2.035?4.652?104kW II417.8u?i8.78齒?ii?帶2.25?3.902 按式11-,計(jì)算中心距

      2a?(u?1)3???335?KTII3?24?[?]???u?(3.902?1)?335?1.1?4.652H?a?509????100.4?3.902?118.8mm 初取a = 125mm m?(0.01~0.02)a?(0.01~0.02)?125?1.25~2.5mmm。

      d2 = 250mm,軸上壓

      由課本表4-,取m = 2mm。

      則小齒輪齒數(shù):z1?2a2?125??25.5

      m(1?i)2?(1?3.902)取z1 = 25,則z2 = iz1 = 3.902 × 25 ≈ 98,取z2 = 98。實(shí)際傳動比 i齒?i?i齒3.92?3.902z298??3.92,??0.46%?5%,合適。z125i齒3.90211m(z1?z2)??2?(25?98)?123 22確定中心距

      a?齒寬

      b??aa?0.4?123?49.2mm 取b2 = 50mm,b1 = 55mm。

      (3)驗(yàn)算輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度

      由課本圖11-查得YF1 = 2.73,YF2 = 2.22。按課本式11-計(jì)算彎曲應(yīng)力

      2KTIIYF12?1.1?4.652?104?2.73?F1???55.9?[?F1]

      bm2z150?22?25?F2?YF22.22?F1??55.9?45.4?[?F2],安全。YF12.73(4)確定齒輪的精度

      v??d1nII60?1000???2?25?417.860000?1.094m/s 由課本表11-

      選8級精度。

      (5)主要幾何尺寸

      分度圓直徑:d1 = mz1 = 2 × 25 = 50mm,d2 = mz2 = 2×98 = 196mm ?齒頂圓直徑:da1?d1?2ham?50?2?1?2?54mm,?da2?d2?2ham?196?2?1?2?200mm,齒根圓直徑:df1?d1?2(ha?c)m?50?2?(1?0.25)?2?45mm,?df2?d2?2(ha?c?)m?196?2?(1?0.25)?2?191mm。??(6)計(jì)算齒輪上的作用力

      2TII2?4.652?104Ft1???1860.8N d150Fr1?Ft1tg??1860.8?tg20??604.6N Ft2??Ft1,F(xiàn)r2??Fr1

      六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

      (一)輸入軸(I軸)的設(shè)計(jì)計(jì)算

      1、按扭矩初估軸徑

      選用40MnB調(diào)質(zhì),硬度241~286HBS 根據(jù)課本式14-

      計(jì)算最小軸徑d?C3PII nII由課本表14-

      查得C = 107~98,取C = 102,則

      d?102?

      32、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

      俯視圖草圖 2.035?17.3mm 417.85

      3、確定軸各段直徑和長度

      ①段裝小帶輪:d1=28mm 長度取L1=50mm ∵h(yuǎn)=2a a=手冊

      mm ②段:d2 = d1+2h =28+

      =35mm 初選用6208型深溝球軸承,其內(nèi)徑為d=40mm,寬度為B=18mm,外徑D=80mm。

      考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁,軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長為Δ3+(2~3)=13mm,通過密封蓋軸段長應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度,并考慮帶輪和箱體外壁應(yīng)有一定距離L'而定,為此,取該段長為l2=c1+c2+δ+(5~10)-B-13=70 mm,③段裝軸承:d3 = d =40mm,L3=B+Δ3+(2~3)=31mm ④段:直徑d4=d3+2a=40+

      =47mm,L4=Δ2-(2~3)=13mm ⑤段:直徑d5=d=40mm,L5=B+Δ3+(2~3)=31mm

      (二)輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

      1、按扭矩初估軸徑

      選用45鋼調(diào)質(zhì),硬度241~286HBS 根據(jù)課本式14-

      計(jì)算最小軸徑d?C3由課本表14-

      查得C = 118~107,則

      PIII nIIId?(118~107)?

      32、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.035?28.17~29mm 417.8

      3、確定軸各段直徑和長度

      ①段裝聯(lián)軸器GYH4:d1=32mm 長度取l1=60-2=58mm ∵h(yuǎn)=2a a=手冊

      mm ②段:d2 = d1+2h =32+

      =40mm 初選用6209型深溝球軸承,其內(nèi)徑為d=45mm,寬度為B=19mm,外徑D=85mm。

      ③段裝軸承:d3 = d =45mm,l3=B+Δ3+(2~3)+Δ2+(b1-b2)/2+(2~3)=19+10+2+13+2.5+2=48.5mm ④段裝齒輪:直徑d4=d3+2a=40+

      =47.5mm,l4=b2-(2~3)=50-2=48mm ⑤段為軸環(huán):直徑d5= d4+2a =48+

      =60mm。⑥段裝軸承:d6 = d =45mm

      4、軸的強(qiáng)度校核

      (1)求水平面的支承反力

      FAH=FBH=Ft2/2=1860.8/2=930.4N(2)畫水平面的彎矩圖

      C點(diǎn)的彎矩

      MCH?FAH?63?930mm.4?63?58615.2N·(3)求垂直面的支承反力

      FAV=FBV=Fr2/2=604.6/2=302.3N(4)畫垂直面的彎矩圖

      C點(diǎn)的彎矩

      MCV?FAV?63?302.3?63?19044mm.9N·(5)畫合成彎矩圖

      22MC?MCH?MCV?58615.22?19044.92?61631.5 N·mm(6)畫轉(zhuǎn)矩圖: TIII?i齒TII?3.902?4.652?10?181521 N·mm

      4(7)求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩

      ①最大彎矩處 MeC?②最細(xì)處 Me?2MC?(?T)2?61631.52?(0.6?181521)2?125141.5N·mm M2?(?T)2?02?(0.6?181521)2?108912.6 N·mm(8)計(jì)算危險(xiǎn)截面處的直徑

      ①裝齒輪處

      由表14-查得σB=650MPa,由表14-

      查得[σ-1b]=60MPa,則

      d?3Me125141.5?3?27.53mm 0.1[??1b]0.1?60考慮到鍵槽對軸的削弱,將d值加大4%,故d?1.04?27.53?28.62

      d?3Me108912.6?3?26.28

      0.1[??1b]0.1?60考慮到鍵槽對軸的削弱,將d值加大4%,故d?1.04?26.28?27.33

      七、校核滾動軸承的壽命

      由課本附錄1查得軸承6209的Cr=31.5kN,C0r=20.5kN。

      又根據(jù)已知條件,軸承預(yù)計(jì)壽命Lh?8?2?8?250?32000小時 軸承受力 Fa=0 Fr?1?22FAV?FAH?302.32?930.42?978.3N·mm故P=Fr=978.3N

      310C??fPP?60n??1?978.3?60?106.82??32000?6Lh?????4831.2N

      八、鍵連接的選擇和計(jì)算

      裝聯(lián)軸器軸段,鍵選45鋼,由表10-10,[σp]=110MPa。由d1=32mm,由課本表10-9b?h?10?8,鍵長L=60-(5~10)=50mm。

      ?p?4T4?181521??70.9<[σp] dhl32?8?(50?10)鍵的強(qiáng)度足夠。檢查:

      (1)電動機(jī)型號、電動機(jī)輸出軸的軸徑、軸伸出長度、電動機(jī)的中心高;

      (2)聯(lián)軸器的型號、孔徑范圍、孔寬和拆裝尺寸要求;

      (3)各傳動件的主要尺寸和參數(shù),如齒輪傳動中心距、分度圓直徑、齒頂圓直徑以及齒輪的寬度;

      (4)軸承的類型;

      (5)箱體的結(jié)構(gòu)方案(剖分式或整體式);

      (6)所推薦箱體結(jié)構(gòu)的有關(guān)尺寸。

      畫裝配圖時,應(yīng)選好比例尺,布置好圖面。草圖的比例尺應(yīng)與正式圖比例尺同,并優(yōu)先用1:1比例尺,以便于繪圖并有真實(shí)感。

      減速器裝配圖一般需三個視圖才能完全表達(dá)各主要零部件的相對位置、尺寸和結(jié)構(gòu),必要時附加些局部試圖和剖視圖,并應(yīng)盡量將減速器的工作原理和主要裝配關(guān)系表達(dá)在一個視圖上。根據(jù)傳動件尺寸的大小,參考類似結(jié)構(gòu)估計(jì)出減速器的結(jié)構(gòu)大小,并考慮標(biāo)題欄、明細(xì)表、零件號、技術(shù)要求等的位置,作好圖面的合理布置。

      如下圖所示:

      裝配圖的布置

      編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書

      1、設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的內(nèi)容概括如下:(1)目錄。

      (2)設(shè)計(jì)任務(wù)書。

      (3)傳動方案的擬定和說明(4)電動機(jī)的選擇。

      (5)計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)。(6)三角帶傳動設(shè)計(jì)。(7)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算。(8)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算。

      (9)滾動軸承的選擇及計(jì)算。(10)鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算。

      (11)聯(lián)軸器的選擇。

      (12)潤滑與密封(潤滑與密封方式的選擇、潤滑劑的選擇)(13)設(shè)計(jì)小結(jié)(本設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)、及課程設(shè)計(jì)的體會)。(14)參考資料目錄。

      還可以包括一些其它技術(shù)說明,例如裝拆、安裝的注意事項(xiàng),維護(hù)保養(yǎng)的 要求等。

      2、編寫說明書的要求(一律用word編制打?。?/p>

      (1)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書要求論述清楚,文字精煉,計(jì)算正確。

      (2)說明書一律采用A4紙按一定格式打印,裝訂成冊,封面格式可參照 圖1,說明書格式可參照圖2。(3)說明書中應(yīng)附有必要的插圖。

      (4)計(jì)算中所引用的公式和數(shù)據(jù)應(yīng)有根據(jù),并注明其來源(如由資料[ ] p.×式(×-×)等)。

      (5)說明書中每一自成單元的內(nèi)容,應(yīng)有大小標(biāo)題,使其醒目便于查閱。(6)計(jì)算過程應(yīng)層次分明。一般可列出計(jì)算內(nèi)容,寫出計(jì)算公式,然后 代入數(shù)據(jù),略去具體驗(yàn)算過程,直接得出計(jì)算結(jié)果,并寫上結(jié)論性用語,如“合格”、“安全”、“強(qiáng)度足夠”等。對技術(shù)計(jì)算出的數(shù)據(jù),需圓整的應(yīng) 予圓整,屬于精確計(jì)算的不得隨意圓整。

      第四篇:雙級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書

      兩級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書

      一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 1.設(shè)計(jì)任務(wù)

      設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳送機(jī)構(gòu)傳動系統(tǒng)。要求傳動系統(tǒng)中含有兩級圓柱齒輪減速器。具體工作任務(wù):

      (1)繪制減速器裝配圖一張;(2)繪制零件工作圖2張;

      (3)編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1份。2.傳動系統(tǒng)方案

      圖中各部件為:

      1.電動機(jī);2.連軸器;3.減速器; 4.連軸器;5.滾筒; 6.輸送帶

      3.原始數(shù)據(jù)

      輸送帶有效拉力F=3000N;

      輸送帶工作速度v=1.3m/s(允許誤差±5%); 輸送機(jī)滾筒直徑d=355mm; 減速器設(shè)計(jì)壽命5年。4.工作條件

      兩班制,常溫下連續(xù)工作;空載啟動,工作載荷有輕微振動;電壓為380/220V三相交流電。

      二、傳動系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 1.電機(jī)的選擇

      按設(shè)計(jì)要求及工作條件選用Y系列三相異步電機(jī),臥式封閉結(jié)構(gòu),電壓330V。1)電動機(jī)容量的選擇

      根據(jù)已知條件計(jì)算工作機(jī)所需有效功率

      Pw?F?v?3000?1.31000?3.9kW

      設(shè):?4w——輸送機(jī)滾筒軸(4軸)至輸送帶之間的傳送效率;

      ?c——聯(lián)軸器效率,?c?0.99(參考文獻(xiàn)1附表B-10);

      ?g——閉式圓柱齒輪傳動效率,?g?0.97(參考文獻(xiàn)1附表B-10);

      兩級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書

      由傳動系統(tǒng)方案知:

      i01?i34?1

      則兩級圓柱齒輪傳動比

      i??i12?i34?13.73

      為便于兩級圓柱齒輪減速器采用浸油潤滑,當(dāng)兩對齒輪的配對材料相同、齒面硬度HBS?350、齒寬系數(shù)相等時,考慮齒面接觸強(qiáng)度接近相等的條件,取高速級傳動比

      i12?(1.3~1.5)i?4.38

      那么

      i?23?ii?3.13

      12那么各傳動比分配結(jié)果如下:

      i01?1,i12?4.38,i23?3.13,i34?1

      3.傳動系統(tǒng)的運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算

      傳動系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩計(jì)算如下: 0軸(電機(jī)軸)

      n0?nm?960r/min

      P0?Pr?4.59kW

      T04.590?9550Pn?9550?960?45.66N?m

      01軸(高速軸)

      n1?n0i?960r/min 01P1?Pr??01?4.54kW

      T4.541?9550P1n?9550?1960?45.16N?m

      2軸(中間軸)

      n2?n1i?219.18r/min

      12P2?P1??12?4.36kW

      兩級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書

      根據(jù)參考文獻(xiàn)2圖8-35查得壽命系數(shù)ZN1?0.92,ZN2?0.96 因?yàn)橐粚X輪均為軟齒面,故工作硬化系數(shù)ZW?1 一般設(shè)計(jì)中取潤滑系數(shù)ZL?1

      根據(jù)參考文獻(xiàn)2表8-8,當(dāng)失效概率小于1/100時,取接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)SH'min?1

      將以上數(shù)值帶入許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式

      [?H1]?ZN1??H',lim1S?0.92?560?515MPa

      H'min1[??ZN2??H',lim2?0.96?500H2]SH'min1?480MPa

      (3)按齒面接觸強(qiáng)度條件計(jì)算中心距a 由參考文獻(xiàn)2中式8-45

      'a?(u?1)500KTZ'''?231???ZEHZ?Z???mm au??[?H]?初設(shè)螺旋角?'?10?(由最后幾何條件確定)理論傳動比i12'?u'?4.38 高速軸轉(zhuǎn)矩T1?45.16N?m

      齒寬系數(shù)?a?0.35(見參考文獻(xiàn)1表4-3)初取載荷系數(shù)K'?1.85

      彈性系數(shù)Z??189.8MPa(據(jù)參考書目2表8-7)初取節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Z'H?2.475 初取重合度系數(shù)Z'E?0.80 初取螺旋角系數(shù)Z'??0.992 將以上數(shù)據(jù)帶入中心距計(jì)算公式

      兩級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書

      齒輪精度取8級

      按參考文獻(xiàn)2圖8-21,KV?1.13

      ○3齒向載荷分布系數(shù)K? 按參考文獻(xiàn)2圖8-24,軟齒面,不對稱布置,?(u?1)?ad?2?0.96,K??1.14

      ○4齒間載荷分配系數(shù)K? 端面重合度???[1.88?3.2(1z?1?1.68

      1z)]cos?2縱向重合度?bsin????m?1.60

      n由參考文獻(xiàn)2式(8-38),重合度????????1.68?1.60?3.28K??1.43

      K?KAKVK?K??1?1.13?1.14?1.43?1.84?K'

      原設(shè)計(jì)偏于安全,不再重新進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。(5)驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度

      1)根據(jù)參考文獻(xiàn)2圖8-32(c)查得

      ?F',lim1?240MPa

      ?F',lim2?200MPa

      2)接觸應(yīng)力變化總次數(shù)

      N1?60n1?Lh?60?960?1?24000?1.382?109

      N82?60n2?Lh?60?219.18?1?24000?3.16?10

      根據(jù)參考文獻(xiàn)2圖8-45查得壽命系數(shù)YN1?0.88,YN2?0.93(2)根據(jù)參考文獻(xiàn)2表8-8得SF'min?1.25(3)齒形系數(shù),根據(jù)參考文獻(xiàn)2圖8-28 YFa1?2.6,YFa2?2.2

      (4)應(yīng)力修正系數(shù),根據(jù)參考文獻(xiàn)2圖8-29 YSa1?1.62,YSa2?1.83

      兩級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書

      大齒輪材料為45鋼(正火),硬度HBS2=170~217(2)確定許用接觸應(yīng)力[?HP3]和[?HP4] 由文獻(xiàn)2知接觸應(yīng)力計(jì)算公式為:

      [?H]??H',limSH'minZNZWZLMPa

      根據(jù)參考文獻(xiàn)2圖8-33(c)查得

      ?H',lim3?560MPa ?500MPa ?H',lim4根據(jù)接觸應(yīng)力變化總次數(shù)

      N3?60n2?Lh?60?219.18?1?24000?3.16?10N4?60n3?Lh?60?70.02?1?24000?1.01?1088

      根據(jù)參考文獻(xiàn)2圖8-35查得壽命系數(shù)ZN3?0.96,ZN4?1 因?yàn)橐粚X輪均為軟齒面,故工作硬化系數(shù)ZW?1 一般設(shè)計(jì)中取潤滑系數(shù)ZL?1

      根據(jù)參考文獻(xiàn)2表8-8,當(dāng)失效概率小于1/100時,取接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)SH'min?1

      將以上數(shù)值帶入許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式

      [?H3]?ZN3??H',lim3SH'minZN4??H',lim4SH'min?0.96?56011?5001?537.6MPa

      [?H4]???500MPa

      (3)按齒面接觸強(qiáng)度條件計(jì)算中心距a 由參考文獻(xiàn)2中式8-45

      '''500KT1?ZEZHZ?Z?a?(u?1)3??au?[?H]?'?mm ???2理論傳動比i23'?u'?3.13 轉(zhuǎn)矩T2?189.97N?m

      齒寬系數(shù)?a?0.35(見參考文獻(xiàn)1表4-3)

      兩級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書

      ○1使用系數(shù)KA,按參考文獻(xiàn)2表8-5,KA?1 ○2動載系數(shù)KV 齒輪圓周速度v??d3n23.14?98?219.1860000?60000?1.12ms

      齒輪精度取8級

      按參考文獻(xiàn)2圖8-21,KV?1.13

      ○3齒向載荷分布系數(shù)K? 按參考文獻(xiàn)2圖8-24,軟齒面,不對稱布置

      ?d?bd?0.71,K??1.11

      3○4齒間載荷分配系數(shù)K? 端面重合度?1??[1.88?3.2(z?11.79

      1z)]?2縱向重合度?r????1.79

      由參考文獻(xiàn)2式(8-38),重合度??????r?1.79?1.79?3.58K??1.44

      K?KAKVK?K??1?1.13?1.11?1.44?1.80?K'

      原設(shè)計(jì)偏于安全,不再重新進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。(5)驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度

      1)根據(jù)參考文獻(xiàn)2圖8-32(c)查得

      ?F',lim3?240MPa

      ?F',lim4?200MPa

      2)接觸應(yīng)力變化總次數(shù)

      N3?60n2?Lh?60?219.18?1?24000?3.16?108

      N4?60n3?Lh?60?70.02?1?24000?1.01?108

      根據(jù)參考文獻(xiàn)2圖8-45查得壽命系數(shù)YN3?0.92,YN4?0.96(6)根據(jù)參考文獻(xiàn)2表8-8得SF'min?1.25

      兩級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書

      四、減速器軸的設(shè)計(jì) 1.軸的布置

      a1?140mm,a2?200mm

      bh1?54mm,bh2?49mm,bl1?75mm,bl2?70mm

      考慮相鄰齒輪沿軸向不發(fā)生干涉,計(jì)入尺寸s?11mm

      考慮齒輪與箱體內(nèi)壁沿軸向不發(fā)生干涉,計(jì)入尺寸k?10mm 為保證滾動軸承放入箱體軸承座孔內(nèi),計(jì)入尺寸c?4mm 初取軸承寬度為n1?20mm,n2?22mm,n3?22mm 3根軸的支撐跨距分別為

      l1?2?(c?k)?bh1?s?bl1?n1?2?(4?10)?54?11?75?20?188mm l2?2?(c?k)?bh1?s?bl1?n2?2?(4?10)?54?11?75?22?190mm l3?2?(c?k)?bh1?s?bl1?n3?2?(4?10)?54?11?75?22?190mm

      2.高速軸的設(shè)計(jì)

      A.選擇軸的材料及熱處理

      小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。選用45號鋼調(diào)質(zhì)。

      B.軸的受力分析 軸的受力簡圖如圖:

      兩級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書

      ?Md1A?0.RBy?lAB?Fa1?2?Fr1?lAC?0.得到

      RBy=120.23N ?MB?0.Fr1?lBC?Fd1a1?2?RAy?lAB?0.得到

      RAy=509.30N 合成支撐反力為:RA?1334.48N,RB?474.66N(3)計(jì)算彎矩 水平面內(nèi):

      MAX?MBX?0.MCx?RBxlBC?62908N?mm

      豎直面內(nèi):

      MAy?MBy?0.MCy??RAylAC?25974N?mm MCy??RBylBC?16472N?mm

      兩級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書

      減速器高速軸的結(jié)構(gòu)如下圖:

      3.中間軸的設(shè)計(jì)

      A.選擇軸的材料及熱處理 選用45號鋼調(diào)質(zhì)。

      B.軸的受力分析 軸的受力簡圖如圖:

      lAB?l3?190mm

      lbl1BC?c?k?2?n32?52mm

      lAC?lAB?lBC?138mm

      (1)計(jì)算齒輪的嚙合力

      FT2189.87t2?2000d?2000?2239.06N?1589.31NFr2?Ftan?nt2cos??1589.31?tan20?cos11?52'59''N?591.13NFa2?Ft2tan??1589.31?tan11?52'59''?334.44N

      F2000T22000?189.97t3?d?398?3876.94NFr3?Ft3tan?n?3876.94?tan20??1411.10N(2)求支撐反力 在水平面內(nèi),有

      兩級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書

      M??RAylAC?12752N?mm M??Fr3lBD?(RBy?Fr3)lBC?40460N?mm

      CyCyMDy?RBylBD?109813N?m

      合成彎矩:

      MA?MB?0

      M?M22C?Cx?MCy??17951N?mmM22C??MCx?MCy??42386.6N?mm MD?M2DX?M2DY?219268N?mm

      (4)合成扭矩T=Ft2·d2/2=189970N·mm

      (5)軸的初步計(jì)算 根據(jù)參考文獻(xiàn)2式16-6,d?310M2?(?T)2[?]mm

      根據(jù)參考文獻(xiàn)2表16-7,軸的材料為45號鋼調(diào)質(zhì)處理,?b?637MPa

      兩級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書

      lAB?l3?190mm

      ll1BC?c?k?b2?n32?62.5mm

      lAC?lAB?lBC?127.5mm

      (1)計(jì)算齒輪的嚙合力

      F32000?571.47t4?2000Td?4302N?3784.57N

      Fr1?Ft1tan?n?3784.57?tan20?N?1377.47N(2)求支撐反力 在水平面內(nèi),有

      ?MB?0.Ft4lBC?RAxlAB?0得到RAx=3784.57N ?MA?0.RBxlAB?Ft4lAC?0得到RBy=2539.65N 在豎直面內(nèi),有

      兩級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書

      (4)合成扭矩T?Ft4?d4/2?571470N?mm

      (5)軸的初步計(jì)算 根據(jù)參考文獻(xiàn)2式16-6,d?310M2?(?T)2[?]mm

      根據(jù)參考文獻(xiàn)2表16-7,軸的材料為45號鋼調(diào)質(zhì)處理,?b?637MPa 根據(jù)參考文獻(xiàn)2表16-3,插值得[??1]?58.7MPa 取折算系數(shù)??0.6 代入得,d?310M2?(?T)2[?]?38.87mm

      (6)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

      按經(jīng)驗(yàn)公式,減速器輸入端的軸端直徑

      dd?(0.3~0.35)dm?(0.3~0.35)?200?60~70mm

      參考聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)軸孔直徑,取dd?72mm

      安裝齒輪、聯(lián)軸器處軸肩結(jié)構(gòu)尺寸按參考文獻(xiàn)1表5-1確定。減速器低速軸的結(jié)構(gòu)如下圖:

      兩級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書

      根據(jù)參考文獻(xiàn)2表17-8,沖擊載荷系數(shù)fp?1.5。當(dāng)量動載荷

      Pr?fp(XFr?YFa)?1.5?(0.56?3507.75?2.30?334.44)N?4100.33N

      11C?hn?js?PrL?P60Lr(106)?22157.96?Cr故所選軸承滿足壽命要求。

      6209軸承:D?85mm,damin?52mm,B?19mm 3.低速軸滾動軸承的選擇

      Fr?2702.64N,n?70.02rmin,Lh?2.5?16?300?12000h。

      初選滾動軸承6013GB/T276,基本額定動載荷Cr?32000N,基本額定靜載荷C0r?24800N。

      根據(jù)參考文獻(xiàn)2表17-8,沖擊載荷系數(shù)fp?1.5。當(dāng)量動載荷

      Pr?fpFr?1.5?2702.64?4053.96N11

      C?js?PrL?Pr(60Lhn106)??14976?Cr故所選軸承滿足壽命要求。

      6013軸承:D?100mm,damin?72mm,B?18mm

      六、鍵和聯(lián)軸器的選擇 1.高速軸鍵和聯(lián)軸器的選擇

      (1)高速軸的工作轉(zhuǎn)矩T1?45.16N?m,工作轉(zhuǎn)速為n1?960r/min。

      根據(jù)參考文獻(xiàn)2表18-1,取工作情況系數(shù)K?1.75。計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc?KT?79.03N?m

      根據(jù)參考文獻(xiàn)2附錄c-16,選聯(lián)軸器為 LX3聯(lián)軸器YA38?82YA32?82GB/T5014?2003。

      許用轉(zhuǎn)矩[T]?1250N?m,許用轉(zhuǎn)速[T]?4750r/min

      兩級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書

      選A型普通平鍵。

      d31?71mm,L31?70mm,L31?70?5~10mm?60~65mm '根據(jù)參考文獻(xiàn)2表16-8選取20?12?63GB1096:

      b?20mm,h?12mm,L?63mm

      根據(jù)參考文獻(xiàn)2表16-9查得許用擠壓應(yīng)力[?p]?110MPa

      ?p?FA?4000Tdhl?62.39MPa?[?p]

      滿足要求。

      (2)根據(jù)參考文獻(xiàn)2表18-1,取工作情況系數(shù)K?1.75。計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc?KT?1069.28N?m

      根據(jù)參考文獻(xiàn)2附錄c-16,選聯(lián)軸器為 LX4聯(lián)軸器YA55?112YA48?112GB/T4323。

      許用轉(zhuǎn)矩[T]?2500N?m,許用轉(zhuǎn)速[n]?3870r/min 均符合要求。

      (10)選A型普通平鍵。

      d32?55mm,L11?112mm,L11?112?5~10mm?102~107mm '根據(jù)參考文獻(xiàn)2表16-8選取16?10?100GB1096:

      b?16mm,h?10mm,L?100mm,l?84mm

      根據(jù)參考文獻(xiàn)2表16-9查得許用擠壓應(yīng)力[?p]?110MPa

      ?p?FA?4000Tdbl?4000?571.4755?10?84?49.48MPa?[?p]

      滿足要求。

      七、減速器潤滑方式潤滑劑及密封裝置的選擇

      (一)潤滑:

      由參考文獻(xiàn)1建議,齒輪采用浸油潤滑;當(dāng)齒輪圓周速度v?12m/s時,圓柱齒輪浸油深度以一個齒高、但不小于10mm為宜,大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x≥30~50mm。軸承潤滑采用脂潤滑,潤滑脂的加入量為軸承空隙體積的13~12,采

      (二)密封:

      防止外界的灰塵、水分等侵入軸承,并阻止?jié)櫥瑒┑穆┦А㈤唴⒖嘉墨I(xiàn)1,高低速軸密封圈為氈圈密封。箱體與箱座接合面的密封采用密封膠進(jìn)行密封。

      第五篇:機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)--單級直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書

      機(jī)械課程設(shè)計(jì)說明書

      單級直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)

      設(shè)計(jì)題目 單級直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)

      學(xué) 院

      ___________________________ 專業(yè)班級 ___________________________ 設(shè) 計(jì) 人 ___________________________ 學(xué) 號

      ___________________________ 指導(dǎo)教師

      _________________________ 完成日期

      _________________________

      目 錄

      一、前言…………….…………………………………………2

      二、設(shè)計(jì)任務(wù)…………….……………………………………2

      三、計(jì)算過程及計(jì)算說明…………………………………….3

      (一)電動機(jī)選擇…………………………………………….3

      (二)計(jì)算總傳動比及分配各級的傳動比………………….4(三)運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)計(jì)算…………………………….4(四)傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………...5

      (五)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及軸承的選擇計(jì)算……………………...9(六)鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算…………………………………….13

      四、減速器的潤滑與密封……………………………………………..14 五 減速器箱體及其附件………………………………………………..15

      六、設(shè)計(jì)小結(jié)……………………………………………………17

      七、參考資料……………………………………………………19

      一、前言(一)設(shè)計(jì)目的:

      通過本課程設(shè)計(jì)將學(xué)過的基礎(chǔ)理論知識進(jìn)行綜合應(yīng)用,培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算能力,熟悉一般的機(jī)械裝置設(shè)計(jì)過程。(二)傳動方案的分析:

      機(jī)器一般是由原動機(jī)、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動機(jī)的運(yùn)動和動力、變換其運(yùn)動形式以滿足工作裝置的需要,是機(jī)器的重要組成部分。傳動裝置是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。合理的傳動方案除滿足工作裝置的功能外,還要求結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護(hù)方便。-

      本設(shè)計(jì)中原動機(jī)為電動機(jī),工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動方案采用了一級傳動,傳動為單級直齒圓柱齒輪減速器。齒輪傳動的傳動效率高,適用的功率和速度范圍廣,使用壽命較長,是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一。本設(shè)計(jì)采用的是單級直齒輪傳動。

      二、設(shè)計(jì)任務(wù)

      設(shè)計(jì)一臺用帶式運(yùn)輸?shù)闹饼X圓柱齒輪減速器運(yùn)輸機(jī)運(yùn)送沙子單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)載荷,有輕微沖擊,環(huán)境有輕度粉塵,使用期限八年,兩班制工作(每班8小時,每年按300天計(jì)算)。

      原始數(shù)據(jù):運(yùn)輸帶工作拉力F=1800N;帶速V=1m/s;滾筒直徑D=200mm,帶速允許誤差<5%。具體要求:

      1、電動機(jī)類型確定

      2、單機(jī)減速器的齒輪、軸、軸承、箱體等的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算

      3、A1裝配圖一張

      4、編寫一份設(shè)計(jì)說明書

      三、計(jì)算過程及計(jì)算說明

      (一)電動機(jī)選擇

      1、電動機(jī)類型的選擇: Y系列三相異步電動機(jī)

      2、電動機(jī)功率選擇(1)傳動裝置的總功率:

      η總=0.96×0.99×0.99×0.97×0.99×0.96=0.86(2)電機(jī)所需的工作功率: P工作=FV/1000η總 =1800×1/1000×0.86 =2.09KW

      3、確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速: 計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速: n筒=60×1000V/πD =60×1000×1/π×200 =95.49r/min 按手冊推薦的傳動比合理范圍,取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍I‘1=3~6。取V帶傳動比I’2=2~4,則總傳動比理時范圍為I‘a(chǎn)=6~24。故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n’d=I‘a(chǎn)×n筒=573~2291r/min 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、和1500r/min等。

      根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速,由有關(guān)手冊查出有三種適用的電動機(jī)型號,綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比,可見第2方案比較適合,則選n=1000r/min。

      4、確定電動機(jī)型號

      根據(jù)以上選用的電動機(jī)類型,所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速,選定電動機(jī)型號為Y112M-6。其主要性能:額定功率:2.2KW,滿載轉(zhuǎn)速940r/min,質(zhì)量45kg

      (二)計(jì)算總傳動比及分配各級的傳動比 總傳動比:i總=n電動/n筒=940/95.49=10 i2=i/2.5=4(三)、運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)計(jì)算

      1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速(r/min)V帶高速軸 nI=n電機(jī)=940r/min 減速器高速軸nII=nI/iV帶=940/2.5=376(r/min)減速器低速軸nIII=nII/ i減速器=376/4=94(r/min)

      2、計(jì)算各軸的輸入功率(KW)V帶低速軸 PI=P工作=2.2KW 減速器高速軸 PII=PI×η帶=2.2×0.96=2.11KW 減速器低速軸 PIII=PII×η軸承×η齒輪= 2.03KW

      3、計(jì)算各軸扭矩(N?m)電動機(jī)輸出軸 TI=9550×PI/nI =9550×202/940=22.35N?m 減速器高速軸 TII=9550×PII/nII =9550×2.11/376=53.59N?m 減速器低速軸 TIII=9550×PIII/nIII =9550×2.03/94=206.23N?m(四)傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算

      1、齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算

      (1)選擇齒輪材料及精度等級

      考慮減速器傳遞功率不大,所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì),齒面硬度為240~260HBS,取260HBS。大齒輪選用45鋼,調(diào)質(zhì),齒面硬度220HBS;根據(jù)課本P74表6-5選8級精度。齒面精糙度Ra≤1.6~3.2μm(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)

      由d1≥76.43(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3 確定有關(guān)參數(shù)如下:傳動比i齒=4 取小齒輪齒數(shù)Z1=24。則大齒輪齒數(shù): Z2=iZ1=4×24=96 齒數(shù)比:u=i0=4 由課本取φd=0.75(3)轉(zhuǎn)矩T1 T1=22350N?mm(4)載荷系數(shù)k 由課本取k=1.2(5)許用接觸應(yīng)力[σH] [σH]= σHlimZNT/SH由課本查得: σHlimZ1=710Mpa σHlimZ2=620Mpa 由課本P133式6-52計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL NL1=60n1rth=60×458.2×1×(16×365×8)=1.28×109 NL2=NL1/i=1.28×109/6=2.14×108 由課本P135圖6-34查得接觸疲勞的壽命系數(shù): ZNT1=0.92 ZNT2=0.98 通用齒輪和一般工業(yè)齒輪,按一般可靠度要求選取安全系數(shù)SH=1.0 [σH]1=σHlim1ZNT1/SH=710×0.92/1.0Mpa =653.2Mpa [σH]2=σHlim2ZNT2/SH=620×0.98/1.0Mpa =607.6Mpa 故得:

      d1≥76.43(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3 =76.43[1.2×22350×(6+1)/0.75×4×607]1/3mm =46.21mm 模數(shù):m=d1/Z1=46.21/24=1.93mm 根據(jù)課本取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù):m=2mm(6)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 根據(jù)課本 式

      σF=(2kT1/bm2Z1)YFaYSa≤[σH] 確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)

      分度圓直徑:d1=mZ1=2×24mm=48mm d2=mZ2=2×96mm=192mm 齒寬:b=φdd1=0.75×48mm=36mm 取b=40mm b1=45mm(7)齒形系數(shù)YFa和應(yīng)力修正系數(shù)YSa 根據(jù)齒數(shù)Z1=20,Z2=120由表6-9相得 YFa1=2.80 YSa1=1.55 YFa2=2.14 YSa2=1.83(8)許用彎曲應(yīng)力[σF] 根據(jù)課本 式:

      [σF]= σFlim YSTYNT/SF 由課本圖 查得:

      σFlim1=290Mpa σFlim2 =210Mpa 由圖6-36查得:YNT1=0.88 YNT2=0.9 試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)YST=2 按一般可靠度選取安全系數(shù)SF=1.25 計(jì)算兩輪的許用彎曲應(yīng)力

      [σF]1=σFlim1 YSTYNT1/SF=290×2×0.88/1.25Mpa =408.32Mpa [σF]2=σFlim2 YSTYNT2/SF =210×2×0.9/1.25Mpa =302.4Mpa 將求得的各參數(shù)代入式(6-49)σF1=(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1 =(2×1×50021.8/45×2.52×20)×2.80×1.55Mpa =77.2Mpa< [σF]1 σF2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1 =(2×1×50021.8/45×2.52×120)×2.14×1.83Mpa =11.6Mpa< [σF]2 故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠(9)計(jì)算齒輪傳動的中心矩a a=m/2(Z1+Z2)=2/2(24+96)=100mm(10)計(jì)算齒輪的圓周速度V V=πd1n1/60×1000=3.14×48×940/60×1000 =2.36 m/s

      (五)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及軸承的選擇計(jì)算 輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

      1、按扭矩初算軸徑

      選用40Cr調(diào)質(zhì),硬度217~255HBS 根據(jù)課本,取c=110 d≥110(2.11/382.1)1/3mm=19.44mm 考慮有鍵槽,將直徑增大5%,則 d=19.7×(1+5%)mm=20.69 ∴選d=25mm

      2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

      (1)軸上零件的定位,固定和裝配

      單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央,相對兩軸承對稱分布,齒輪左面由軸肩定位,右面用套筒軸向固定,聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定,兩軸承分別以軸肩和大筒定位,則采用過渡配合固定(2)確定軸各段直徑和長度

      工段:d1=25mm 長度取L1=50mm ∵h(yuǎn)=2c c=1.5mm II段:d2=d1+2h=25+2×2×1.5=31mm ∴d2=31mm 初選用6207型深溝球軸承,其內(nèi)徑為35mm, 寬度為16mm.考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁,軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長為20mm,通過密封蓋軸段長應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度,并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定,為此,取該段長為55mm,安裝齒輪段長度應(yīng)比輪轂寬度小2mm,故II段長: L2=(2+20+16+55)=93mm III段直徑d3=35mm L3=L1-L=50-2=48mm Ⅳ段直徑d4=45mm 由手冊得:c=1.5 h=2c=2×1.5=3mm d4=d3+2h=35+2×3=41mm 長度與右面的套筒相同,即L4=20mm 但此段左面的滾動軸承的定位軸肩考慮,應(yīng)便于軸承的拆卸,應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)查取由手冊得安裝尺寸h=3.該段直徑應(yīng)?。海?0+3×2)=36mm 因此將Ⅳ段設(shè)計(jì)成階梯形,左段直徑為36mm Ⅴ段直徑d5=30mm.長度L5=19mm 由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=100mm(3)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算

      ①求分度圓直徑:已知d1=48mm ②求轉(zhuǎn)矩:已知T2=52780N?mm ③求圓周力:Ft 根據(jù)課本 式得

      Ft=2T2/d2=52780/48=1099.583N ④求徑向力Fr 根據(jù)課本P127(6-35)式得

      Fr=Ft?tanα=1099.58×tan200=400.21N ⑤因?yàn)樵撦S兩軸承對稱,所以:LA=LB=50mm(7)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度 由式(6-3)

      σe=Mec/0.1d33=99.6/0.1×353 =14.5MPa< [σ-1]b=60MPa ∴該軸強(qiáng)度足夠。輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

      1、按扭矩初算軸徑

      選用45#調(diào)質(zhì)鋼,硬度(217~255HBS)根據(jù)課本 取c=115 d≥c(P3/n3)1/3=33.41mm 取d=35mm

      2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

      (1)軸的零件定位,固定和裝配

      單級減速器中,可以將齒輪安排在箱體中央,相對兩軸承對稱分布,齒輪左面用軸肩定位,右面用套筒軸向定位,周向定位采用鍵和過渡配合,兩軸承分別以軸承肩和套筒定位,周向定位則用過渡配合或過盈配合,軸呈階狀,左軸承從左面裝入,齒輪套筒,右軸承和皮帶輪依次從右面裝入。(2)確定軸的各段直徑和長度

      初選6209型深溝球軸承,其內(nèi)徑為45mm,寬度為19mm??紤]齒輪端面和箱體內(nèi)壁,軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離,則取套筒長為20mm,則該段長41mm,安裝齒輪段長度為輪轂寬度為2mm。(3)按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算

      ①求分度圓直徑:已知d2=192mm ②求轉(zhuǎn)矩:已知T3=20300N?mm ③求圓周力Ft:根據(jù)課本P127(6-34)式得 Ft=2T3/d2=2×271×103/300=1806.7N ④求徑向力Fr根據(jù)課本P127(6-35)式得 Fr=Ft?tanα=1806.7×0.36379=657.2N ⑤∵兩軸承對稱 ∴LA=LB=49mm(六)鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 軸徑d1=25mm,L1=50mm 查手冊得,選用C型平鍵,得:

      鍵A 8×7 GB1096-79 l=L1-b=50-8=42mm h=7mm 根據(jù)課本得

      σp=4T2/dhl=4×48000/22×7×42 =29.68Mpa<[σR](2、輸入軸與齒輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接

      軸徑d3=35mm L3=48mm T=271N?m 查手冊P51 選A型平鍵 鍵10×8 GB1096-79 l=L3-b=48-10=38mm h=8mm σp=4T/dhl=4×271000/35×8×38 =101.87Mpa<[σp](110Mpa)

      3、輸出軸與齒輪2聯(lián)接用平鍵聯(lián)接 軸徑d2=50mm L2=50mm T=61.5Nm 查手冊P51 選用A型平鍵 鍵16×10 GB1096-79 l=L2-b=50-16=34mm h=10mm 據(jù)課本P243式(10-5)得

      σp=4T/dhl=4×6100/51×10×34=60.3Mpa<[σp]

      四、減速器的潤滑與密封 齒輪傳動的潤滑

      高速級齒輪圓周轉(zhuǎn)速為2.0m/s 低速級齒輪圓周轉(zhuǎn)速為0.69m/s 所以選擇脂潤滑的潤滑方式,可用旋蓋式、壓注式油杯向軸承室加注潤滑脂。潤滑油牌號的確定及油量計(jì)算

      減速器中傳動件通常用浸油(油浴)潤滑

      選用牌號為L-AN32的全損耗系統(tǒng)用油,其主要用于一般機(jī)床齒輪減速箱、中小型機(jī)床導(dǎo)軌。油面高度為浸過高速級大齒輪一個全齒,油量計(jì)算: V=a×b×h=543×146×57=4.52×106mm3 軸承的潤滑

      選用牌號為ZGN69-2的滾動軸承脂,該潤滑脂適用于各種機(jī)械設(shè)備的滾動軸承潤滑,適用工作溫度≤90°C 脂潤滑結(jié)構(gòu)簡單、易于密封,但潤滑效果不如油潤滑,故常用于開式齒輪傳動、開式蝸桿傳動和低速滾動軸承的潤滑。

      滾動軸承采用脂潤滑時,潤滑脂的填充量不應(yīng)超過軸承空間的1/3~1/2。減速器的密封 選用氈圈密封方式。

      其密封效果是靠矩形氈圈安裝于梯形槽中所產(chǎn)生的徑向壓力來實(shí)現(xiàn)的。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、價廉,但磨損較快、壽命短。它主要用于軸承采用脂潤滑,且密封處軸的表面圓周速度較小的場合,對粗、半粗及航空用氈圈其最大圓周速度分別為3m/s、5m/s、7m/s,工作溫度t≤90°C

      五、減速器箱體及其附件(1)窺視孔和視孔蓋

      窺視孔應(yīng)設(shè)在箱蓋頂部能看見齒輪嚙合區(qū)的位置,大小以手能伸入箱體內(nèi)檢查操作為宜。

      窺視孔處應(yīng)設(shè)計(jì)凸臺以便于加工。視孔蓋可用螺釘緊固在凸臺上,并考慮密封。(2)通氣器

      通氣器設(shè)置在箱蓋頂部或視孔蓋上。較完善的通氣器內(nèi)部制成一定曲路,并設(shè)置金屬網(wǎng)。

      選擇通氣器類型的時候應(yīng)考慮其對環(huán)境的適應(yīng)性,其規(guī)格尺寸應(yīng)與減速器大小相適應(yīng)。(3)油面指示器

      油面指示器應(yīng)設(shè)置在便于觀察且油面較穩(wěn)定的部位,如低速軸附近。

      常用的油面指示器有圓形油標(biāo)、長形油標(biāo)、管狀油標(biāo),油標(biāo)尺等形式。

      油標(biāo)尺的結(jié)構(gòu)簡單,在減速器中較常采用。油標(biāo)尺上有表示最高及最低油面的刻線。裝有隔離套的油尺可以減輕油攪動的影響。

      油標(biāo)尺安裝位置不能太低,以避免油溢出油標(biāo)尺座孔。(4)放油孔和螺塞

      放油孔應(yīng)設(shè)置在油池的最低處,平時用螺塞堵住。采用圓柱螺塞時,座箱上裝螺塞處應(yīng)設(shè)置凸臺,并加封油墊片。放油孔不能高于油池底面,以避免排油不凈。(5)起吊裝置

      吊環(huán)螺釘可按照起重量選擇。為保證起吊安全,吊環(huán)螺釘應(yīng)完全擰入螺孔。箱蓋安裝吊環(huán)螺釘處應(yīng)設(shè)置凸臺,以使吊環(huán)螺釘孔有足夠深度。

      箱蓋吊耳、吊鉤和箱座吊鉤的結(jié)構(gòu)尺寸在設(shè)計(jì)時可以進(jìn)行適當(dāng)修改。(6)定位銷

      常采用圓錐銷作定位銷。兩定位銷之間的距離越遠(yuǎn)越可靠,因此,通常將其設(shè)置在箱體聯(lián)接凸緣的對角處,并應(yīng)作非對稱布置。定位銷的長度應(yīng)大于箱蓋、箱座凸緣厚度之和。(7)起蓋螺釘

      起蓋螺釘設(shè)置在箱蓋聯(lián)接凸緣上,其螺紋有效長度應(yīng)大于箱蓋凸緣厚度。起蓋螺釘直徑可與箱蓋凸緣螺釘直徑相同,螺釘端部制成圓柱形并光滑導(dǎo)角或制成半球形。

      六、設(shè)計(jì)小結(jié)

      一個星期的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了。這一個星期以來,我是感慨良多,有痛苦也有快樂,發(fā)過火,流過汗,學(xué)到的東西也很多。大家常掛在嘴邊的一句話:哥畫的不是圖,畫的是寂寞。但經(jīng)過了那么多天的奮戰(zhàn),當(dāng)我們平生最大的一幅圖在我們自己的設(shè)計(jì)中成型時,我們才發(fā)現(xiàn):我們畫的不是寂寞,而是成功的歷程。成就感在我們的心中蕩漾……

      首先,我要感謝頂著炎熱的天氣在教室里指導(dǎo)我們的陳老師,是他在我們幾乎絕望的時候給了我們鼓勵,給了我們信心,也是他在我們遇到困難的時候出現(xiàn)在我們的身邊。

      通過一個星期的學(xué)習(xí)與實(shí)踐,我知道了在設(shè)計(jì)的過程中必須嚴(yán)肅認(rèn)真,刻苦專研,一絲不茍,精益求精,才能在設(shè)計(jì)思想,方法和技能各方面獲得較好的鍛煉與提高。必須發(fā)揮設(shè)計(jì)的主動性,主動思考問題分析問題和解決問題設(shè)計(jì)中要正確處理參考已有資料和創(chuàng)新的關(guān)系。熟悉和利用已有的資料,既可避免許多重復(fù)的工作,加快設(shè)計(jì)進(jìn)程,同時也是提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要保證。善于掌握和使用各種資料,如參考和分析已有的結(jié)構(gòu)方案,合理選用已有的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),也是設(shè)計(jì)工作能力的重要方面。機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)邊計(jì)算,邊繪圖,邊修改,設(shè)計(jì)計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)繪圖交替進(jìn)行,這與按計(jì)劃完成設(shè)計(jì)任務(wù)并不矛盾,應(yīng)從第一次設(shè)計(jì)開始就注意逐步掌握正確的設(shè)計(jì)方法。

      安排課程設(shè)計(jì)的基本目的,在于通過理論與實(shí)際的結(jié)合、人與人的溝通,進(jìn)一步提高思想覺悟。尤其是觀察、分析和解決問題的實(shí)際工作能力,以便培養(yǎng)成為能夠主動適應(yīng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要的高素質(zhì)的復(fù)合型人才。-

      作為整個學(xué)習(xí)體系的有機(jī)組成部分,課程設(shè)計(jì)雖然安排在一周進(jìn)行,但并不具有絕對獨(dú)立的意義。它的一個重要功能,在于運(yùn)用學(xué)習(xí)成果,檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果。運(yùn)用學(xué)習(xí)成果,把課堂上學(xué)到的系統(tǒng)化的理論知識,嘗試性地應(yīng)用于實(shí)際設(shè)計(jì)工作,并從理論的高度對設(shè)計(jì)工作的現(xiàn)代化提出一些有針對性的建議和設(shè)想。檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果,看一看課堂學(xué)習(xí)與實(shí)際工作到底有多大距離,并通過綜合分析,找出學(xué)習(xí)中存在的不足,以便為完善學(xué)習(xí)計(jì)劃,改變學(xué)習(xí)內(nèi)容與方法提供實(shí)踐依據(jù)。

      對我們非機(jī)械專業(yè)的本科生來說,實(shí)際能力的培養(yǎng)至關(guān)重要,而這種實(shí)際能力的培養(yǎng)單靠課堂教學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,必須從課堂走向?qū)嵺`。這也是一次設(shè)計(jì)工作的預(yù)演和準(zhǔn)備。通過課程設(shè)計(jì),讓我們找出自身狀況與實(shí)際需要的差距,并在以后的學(xué)習(xí)期間及時補(bǔ)充相關(guān)知識,為求職與正式工作做好充分的知識、能力準(zhǔn)備,從而縮短從校園走向社會的心理轉(zhuǎn)型期。課程設(shè)計(jì)促進(jìn)了我系人才培養(yǎng)計(jì)劃的完善和課程設(shè)置的調(diào)整。課程設(shè)計(jì)達(dá)到了專業(yè)學(xué)習(xí)的預(yù)期目的。在一個星期的課程設(shè)計(jì)之后,我們普遍感到不僅實(shí)際動手能力有所提高,更重要的是通過對機(jī)械設(shè)計(jì)流程的了解,進(jìn)一步激發(fā)了我們對專業(yè)知識的興趣,并能夠結(jié)合實(shí)際存在的問題在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行更深入的學(xué)習(xí)。

      課程設(shè)計(jì)需要刻苦耐勞,努力鉆研的精神,有時可能需要連續(xù)幾個小時、十幾個小時不停的工作進(jìn)行攻關(guān), 雖然過程很辛苦,有時還會有放棄的念頭,但始終堅(jiān)持下來,完成了設(shè)計(jì),而且學(xué)到了,應(yīng)該是補(bǔ)回了許多以前沒學(xué)好的知識,同時鞏固了這些知識,提高了運(yùn)用所學(xué)知識的能力。最后出成果的瞬間是喜悅、是輕松、是舒了口氣!-

      至于此次課程設(shè)計(jì)中的不足,我將在今后的學(xué)習(xí)的加以改進(jìn),不斷的完善自己,認(rèn)真學(xué)習(xí)自己的專業(yè)知識,希望在畢業(yè)的時候能成為一個合格的工科人才。

      七、參考資料目錄

      機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì) 高等教育出版社 1995年12月版 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 湖南大學(xué)出版社 2005年8月版

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