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圓錐圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)

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《圓錐圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《圓錐圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)(46頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 設(shè)計(jì)題目: 圓錐圓柱齒輪減速器 目錄 設(shè)計(jì)任務(wù)書……………………………………………………3 傳動(dòng)方案的擬訂及說(shuō)明………………………………………3 電動(dòng)機(jī)的選擇…………………………………………………3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)……………………………5 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………7 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………..16 滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算……………………………………..38 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算…………………………………..42 聯(lián)

2、軸器的選擇………………………………………………..43 減速器附件的選擇…………………………………………..44 潤(rùn)滑與密封…………………………………………………...44 設(shè)計(jì)小結(jié)……………………………………………………...44 參考資料目錄………………………………………………...45 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的圓錐圓柱齒輪減速器,已知帶式運(yùn)輸機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒的圓周力(牽引力)F=2100N,帶速v=1.3m/s,卷筒直徑D=320mm,輸送機(jī)常溫下經(jīng)常滿載,空載起動(dòng),工作有輕震,不反轉(zhuǎn)。工作壽命10年(設(shè)每年工作300天),一班制。

3、 二、傳動(dòng)方案的擬訂及說(shuō)明 計(jì)算驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速 選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min的電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī),因此傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比約為13。根據(jù)總傳動(dòng)比數(shù)值,可擬定以下傳動(dòng)方案: 圖一 三、 選擇電動(dòng)機(jī) 1)電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式 按工作要求和工作條件,選用一般用途的Y(IP44)系列三相異步電動(dòng)機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 2)電動(dòng)機(jī)容量 (1)卷筒的輸出功率 (2)電動(dòng)機(jī)輸出功率 傳動(dòng)裝置的總效率 式中、…為從電動(dòng)機(jī)至卷筒軸的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸

4、承的效率。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》表2-4查得:V帶傳動(dòng)=0.96;滾動(dòng)軸承=0.988;圓柱齒輪傳動(dòng)=0.97;圓錐齒輪傳動(dòng)=0.96;彈性聯(lián)軸器=0.99;卷筒軸滑動(dòng)軸承=0.96;則 故 (3)電動(dòng)機(jī)額定功率 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》表20-1選取電動(dòng)機(jī)額定功率。 3)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》表2-1查得V帶傳動(dòng)常用傳動(dòng)比范圍,單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍,圓錐齒輪傳動(dòng)比范圍,則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為:

5、 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 初選同步轉(zhuǎn)速分別為1000r/min和1500r/min的兩種電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較,如下表: 方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率(kw) 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min) 電動(dòng)機(jī)質(zhì)量(kg) 同步 滿載 1 Y132M1-6 4 1000 960 73 2 Y112M-4 4 1500 1440 43 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 總傳動(dòng)比 V帶傳動(dòng) 二級(jí)減速器 12.37 3.1 3.99 18.56 4.64 4 兩方案均可行,但方案1傳動(dòng)比較小,傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小,因此采用方案1,選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y132M

6、1-6 4)電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形,安裝尺寸 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》表20-1、表20-2查得主要數(shù)據(jù),并記錄備用。 四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1)傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 2)分配各級(jí)傳動(dòng)比 因?yàn)槭菆A錐圓柱齒輪減速器,所以 圓錐圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 3)各軸轉(zhuǎn)速(軸號(hào)見圖一) 4)各軸輸入功率 按電動(dòng)機(jī)所需功率計(jì)算各軸輸入功率,即 5)各軸轉(zhuǎn)矩 項(xiàng)目 軸1 軸2 軸3 軸4 軸5 轉(zhuǎn)速(r/min) 960

7、 960 310 77.6 77.6 功率(kw) 3.36 3.29 3.16 3.02 2.98 轉(zhuǎn)矩(N*m) 33.43 32.73 97.35 371.66 366.74 傳動(dòng)比 1 1 3.1 3.99 1 效率 1 0.978 0.96 0.958 0.988 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 五、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 圓錐直齒輪設(shè)計(jì) 已知輸入功率,小齒輪轉(zhuǎn)速960r/min,齒數(shù)比u=3.1,由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),工作壽命10年(設(shè)每年工作300天),一班制,帶式輸送機(jī)工作

8、經(jīng)常滿載,空載起動(dòng),工作有輕震,不反轉(zhuǎn)。 1、 選定齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1) 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器,速度不高,故選用7級(jí)精度(GB10095-88) 2) 材料選擇 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-1選擇小齒輪材料為(調(diào)質(zhì)),硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為240HBS。 3) 選小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù),取整。則 2、 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算,即 (1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1) 試選載荷系數(shù) 2) 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩 3) 選齒寬系數(shù)

9、 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 4)由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限,大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 5)由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) 6) 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 7) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 8) 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,得 (2) 計(jì)算 1) 試算小齒輪分度圓直徑,代入中較小的值 2) 計(jì)算圓周速度v 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 3) 計(jì)算載荷系

10、數(shù) 根據(jù),7級(jí)精度,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù) 直齒輪 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-2查得使用系數(shù) 根據(jù)大齒輪兩端支撐,小齒輪作懸臂布置,查《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表得軸承系數(shù),則 接觸強(qiáng)度載荷系數(shù) 4) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,得 5) 計(jì)算模數(shù)m 取標(biāo)準(zhǔn)值 6) 計(jì)算齒輪相關(guān)參數(shù) 7) 圓整并確定齒寬 圓整取, 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 3、 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 1) 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)  2) 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 3) 由《機(jī)械

11、設(shè)計(jì)(第八版)》表10-5查得齒形系數(shù)   應(yīng)力校正系數(shù)   4) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖20-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限,大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 5) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)  6) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù),得 7)校核彎曲強(qiáng)度 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式進(jìn)行校核 滿足彎曲強(qiáng)度,所選參數(shù)合適。 圓柱斜齒輪設(shè)計(jì) 已知輸入功率,小齒輪轉(zhuǎn)速310r/min,齒數(shù)比u=4,由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),工作壽命10年(

12、設(shè)每年工作300天),一班制,帶式輸送機(jī)工作經(jīng)常滿載,空載起動(dòng),工作有輕震,不反轉(zhuǎn)。 1、 選定齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1) 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器,速度不高,故選用7級(jí)精度(GB10095-88) 2) 材料選擇 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-1選擇大小齒輪材料均為45鋼(調(diào)質(zhì)),小齒輪齒面硬度為250HBS,大齒輪齒面硬度為220HBS。 3) 選小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù) 4) 選取螺旋角。初選螺旋角 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) , 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算,即

13、 (1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1) 試選載荷系數(shù) 2) 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩 3) 選齒寬系數(shù) 4) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-30選取區(qū)域系數(shù) 5) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-26查得,,則 6) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) 7) 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 8) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限,大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 9) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果

14、 10)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,得 (2)計(jì)算 1)試算小齒輪分度圓直徑,由計(jì)算公式得 2) 計(jì)算圓周速度v 3) 計(jì)算齒寬b及模數(shù) 4) 計(jì)算縱向重合度 5)計(jì)算載荷系數(shù) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 根據(jù),7級(jí)精度,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-3查得 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-2查得使用系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-13查得 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表10-4查得 接觸強(qiáng)度

15、載荷系數(shù) 6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,得 7) 計(jì)算模數(shù) 取 8) 幾何尺寸計(jì)算 (1) 計(jì)算中心距 (2) 按圓整后的中心距修正螺旋角 因值改變不多,故參數(shù)、等不必修正 (3)計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 (4)計(jì)算齒輪寬度 圓整后取  3、 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 1) 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)  2) 根據(jù)重合度,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-28查得螺旋角影響系數(shù) 3) 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 4)由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表

16、10-5查得齒形系數(shù)   應(yīng)力校正系數(shù)   5) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖20-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限,大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 6)由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)  設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 7) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù),得 8) 校核彎曲強(qiáng)度 根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式進(jìn)行校核 滿足彎曲強(qiáng)度,所選參數(shù)合適。 六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 輸入軸設(shè)計(jì) 1、求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 2、求作用在齒輪上的力 已知高速

17、級(jí)小圓錐齒輪的分度圓半徑為 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 而 圓周力、徑向力及軸向力的方向如圖二所示 圖二 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 3、 初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表15-3,取,得,輸入軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑,為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩,查《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表14-1,由于轉(zhuǎn)矩變化很小,

18、故取,則 查《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》表17-4,選HL1型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為160000,半聯(lián)軸器的孔徑,故取,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為38mm。 4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1) 擬定軸上零件的裝配方案(見圖三) 圖三 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 (2) 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1) 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位,1-2軸段右端需制出一軸肩,故取2-3段的直徑 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,故選用單列圓錐滾子軸承,參照工作要求并根據(jù),由《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械

19、設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》表15-7中初步選取0基本游隙組,標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30306,其尺寸為,,而。 這對(duì)軸承均采用軸肩進(jìn)行軸向定位,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》表15-7查得30306型軸承的定位軸肩高度,因此取 3)取安裝齒輪處的軸段6-7的直徑;為使套筒可靠地壓緊軸承, 5-6段應(yīng)略短于軸承寬度,故取。 4)軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑油 的要求,求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離,故取 5)錐齒輪輪轂寬度為64.86mm,為使套筒端面可靠地壓緊齒輪取。 6) 由于,故取 (3) 軸上的周向定位

20、 圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接,按由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表6-1 查得平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長(zhǎng)為50mm,同時(shí)為保 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為;滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的,此處選軸的尺寸公差為k6。 (4) 確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 5、 求軸上的載荷 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 彎矩M 總彎矩 扭矩T 6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)

21、上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn),扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力,取,軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表15-1查得,故安全。 6、 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 (1) 判斷危險(xiǎn)截面 截面5右側(cè)受應(yīng)力最大 (2)截面5右側(cè) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面5右側(cè)彎矩M為 截面5上的扭矩為 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按《機(jī)械設(shè)計(jì)

22、(第八版)》附表3-2查取。因,,經(jīng)插值后查得 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-2可得軸的材料敏感系數(shù)為 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-2的尺寸系數(shù),扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。 軸按磨削加工,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理,即,則綜合系數(shù)為 又取碳鋼的特性系數(shù) 計(jì)算安全系數(shù)值 故可知安全。 中間軸設(shè)計(jì) 1、求中間軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩

23、 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 2、求作用在齒輪上的力 已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑 而 已知圓錐直齒輪的平均分度圓半徑 而 圓周力、,徑向力、及軸向力、的方向如圖四所示 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 圖四 3、初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為(調(diào)質(zhì)),根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表15-3,取,得,中間軸最小直徑顯然是安裝滾動(dòng)軸承的直徑和 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1)

24、擬定軸上零件的裝配方案(見下圖圖五) (2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1)初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力,故選用單列圓錐滾子軸承,參照工作要求并根據(jù),由《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》表15-7中初步選取0基本游隙組,標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30306,其尺寸為,。 這對(duì)軸承均采用套筒進(jìn)行軸向定位,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》表15-7查得30306型軸承的定位軸肩高度,因此取套筒直徑。 2)取安裝齒輪的軸段,錐齒輪左端與左軸承之間采用 設(shè)計(jì)計(jì)算

25、及說(shuō)明 結(jié)果 套筒定位,已知錐齒輪輪轂長(zhǎng),為了使套筒端面可靠地壓緊端面,此軸段應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng),故取,齒輪的右端采用軸肩定位,軸肩高度,故取,則軸環(huán)處的直徑為。 3) 已知圓柱直齒輪齒寬,為了使套筒端面可靠地壓緊端面,此軸 段應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng),故取。 4)箱體一小圓錐齒輪中心線為對(duì)稱軸,則取 。 (3)軸上的周向定位 圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接,按由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表6-1查得平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長(zhǎng)為22mm,同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為;圓柱齒輪的周向定位采用平鍵連接,按由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表6-1查得平鍵截面,鍵槽用鍵

26、槽銑刀加工,長(zhǎng)為56mm,同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為;滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的,此處選軸的尺寸公差為m6。 (4)確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 5、 求軸上的載荷 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 彎矩M 總彎矩 扭矩T 6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn),扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力,取,軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定軸的材料為(調(diào)質(zhì)),由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》

27、表15-1查得,故安全。 7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 (1)判斷危險(xiǎn)截面 截面5左右側(cè)受應(yīng)力最大 (2)截面5右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 截面5右側(cè)彎矩M為 截面5上的扭矩為 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 軸的材料為,調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附表3-2查取。因,,經(jīng)插值后查得 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-2可得軸的材料敏感系數(shù)為 故有效應(yīng)力

28、集中系數(shù)為 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-2的尺寸系數(shù),扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。 軸按磨削加工,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理,即,則綜合系數(shù)為 又取合金鋼的特性系數(shù) 計(jì)算安全系數(shù)值 故可知安全。 (3)截面5左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面5左側(cè)彎矩M為 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 截面5上的扭矩為 截面上的彎曲應(yīng)力 截

29、面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 過(guò)盈配合處的,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附表3-8用插值法求出,并取,于是得 軸按磨削加工,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 故得綜合系數(shù)為 計(jì)算安全系數(shù)值 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 故可知安全。 輸出軸設(shè)計(jì) 1、求輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 2、求作用在齒輪上的力 已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑 而 圓周力、徑向力及軸向力的方向如圖六所示 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明

30、結(jié)果 圖六 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 3、初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表15-3,取,得,輸出軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑,為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩,查《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表14-1,由于轉(zhuǎn)矩變化很小,故取,則 查《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》表17-4,選HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為630000,半聯(lián)軸器的孔徑,故取,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為84mm。 4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1) 擬定軸上零件

31、的裝配方案(見圖六) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 圖六 (2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1)為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位,1-2軸段右端需制出一軸肩,故取2-3段的 直徑,左端用軸端擋圈定位,按軸端擋圈直徑, 半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度,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1-2段的長(zhǎng)度應(yīng)比略短些,現(xiàn)取 。 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,故選用單列圓錐滾子軸承,參照工作要求并根據(jù),由《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》

32、表15-7中初步選取0基本游隙組,標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30310,其尺寸為,,而。 左端軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程》 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 表15-7查得30310型軸承的定位軸肩高度,因此??;齒輪右端和右軸承之間采用套筒定位,已知齒輪輪轂的寬度為71mm,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪,此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度,故取。齒輪的左端采用軸肩定位,軸肩高度,故取,則軸環(huán)處的直徑為。軸環(huán)寬度,取。 4)軸承端蓋的總寬度為20mm,根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑油的

33、要求,求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離,故取 5)箱體一小圓錐齒輪中心線為對(duì)稱軸,則取。 (3)軸上的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接,按由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表6-1查得平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長(zhǎng)為50mm,同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為;同樣,半聯(lián)軸器與軸的連接,選用平鍵,半聯(lián)軸器與軸的配合為,滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的,此處選軸的尺寸公差為k6。 (4)確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 5、求軸上的載荷 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明

34、 結(jié)果 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 彎矩M 總彎矩 扭矩T 6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn),扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力,取,軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》表15-1查得,故安全。 7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 (1)判斷危險(xiǎn)截面 截面7右側(cè)受應(yīng)力最大 (2)截面7右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 截面7右側(cè)彎矩M為 截面7

35、上的扭矩為 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附表3-2查取。因,,經(jīng)插值后查得 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-2可得軸的材料敏感系數(shù)為 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-2的尺寸系數(shù),扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。 軸按磨削加工,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理,即,則綜合系數(shù)為 又取碳鋼的特性系數(shù) 計(jì)

36、算安全系數(shù)值 故可知安全。 七、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算 輸入軸滾動(dòng)軸承計(jì)算 初步選擇滾動(dòng)軸承,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》表15-7中初步選取0基本游隙組,標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30306,其尺寸為, ,, 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 則 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 則 則 則 , 則 則 故合格。 中間軸滾動(dòng)軸承計(jì)算 初步選擇滾動(dòng)軸承,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》表15-7中初步選取0基本游隙組,標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單

37、列圓錐滾子軸承30306,其尺寸為,,, 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 則 則 則 則 , 則 則 故合格。 輸出軸軸滾動(dòng)軸承計(jì)算 初步選擇滾動(dòng)軸承,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》表15-7中初步選取0基本游隙組,標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30310,其尺寸為,,, 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 則 則

38、 則 則 , 則 則 故合格 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 輸入軸鍵計(jì)算 1、 校核聯(lián)軸器處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為,接觸長(zhǎng)度,則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為: ,故單鍵即可。 2、 校核圓錐齒輪處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為,接觸長(zhǎng)度,則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為: ,故單鍵即可。 中間軸鍵計(jì)算 1、 校核圓錐齒輪處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為,接觸長(zhǎng)度,則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為: ,故單鍵即可。 2、 校核圓柱齒輪處的鍵連接

39、 該處選用普通平鍵尺寸為,接觸長(zhǎng)度,則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為: 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 ,故單鍵即可。 輸出軸鍵計(jì)算 1、 校核聯(lián)軸器處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為,接觸長(zhǎng)度,則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為: ,故單鍵即可。 2、 校核圓柱齒輪處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為,接觸長(zhǎng)度,則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為: ,故單鍵即可。 九、聯(lián)軸器的選擇 在軸的計(jì)算中已選定聯(lián)軸器型號(hào)。 輸入軸選HL1型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為160000,半聯(lián)軸器的孔徑,故取,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為38mm。 輸出軸選選HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公

40、稱轉(zhuǎn)矩為630000,半聯(lián)軸器的孔徑,故取,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為84mm。 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 十、減速器附件的選擇 由《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》選定通氣帽,A型壓配式圓形油標(biāo)A20(GB1160.1-89),外六角油塞及封油墊,箱座吊耳,吊環(huán)螺釘M12(GB825-88),啟蓋螺釘M8。 十一、潤(rùn)滑與密封 齒輪采用浸油潤(rùn)滑,由《機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》表16-1查得選用N220中負(fù)荷工業(yè)齒輪油(GB5903-86)。當(dāng)齒輪圓周速度時(shí),圓錐齒輪浸入油的深度約一個(gè)齒高,三分之一齒輪半徑,大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x≥30~60mm。由

41、于大圓錐齒輪,可以利用齒輪飛濺的油潤(rùn)滑軸承,并通過(guò)油槽潤(rùn)滑其他軸上的軸承,且有散熱作用,效果較好。 密封防止外界的灰塵、水分等侵入軸承,并阻止?jié)櫥瑒┑穆┦А? 十二、設(shè)計(jì)小結(jié) 這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計(jì)是我們真正理論聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過(guò)程的實(shí)踐考驗(yàn),對(duì)于提高我們機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合素質(zhì)大有用處。通過(guò)兩個(gè)星期的設(shè)計(jì)實(shí)踐,使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了更多的了解和認(rèn)識(shí).為我們以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).   機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當(dāng)強(qiáng)的技術(shù)課程,它融《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《互換性與技術(shù)測(cè)量》、《工程材料》、《機(jī)械設(shè)計(jì)

42、(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)》等于一體。 這次的課程設(shè)計(jì),對(duì)于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想、訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際反應(yīng)和解決工程實(shí)際問題的能力,鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)等方面有重要的作用。 本次設(shè)計(jì)得到了指導(dǎo)老師的細(xì)心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助。 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果   設(shè)計(jì)中還存在不少錯(cuò)誤和缺點(diǎn),需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí),繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計(jì)習(xí)慣和思維從而提高設(shè)計(jì)實(shí)踐操作能力。 十三、參考文獻(xiàn) 1、《機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)》 高等教育出版社 2、《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 46

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