我做的是普通減速機,磨盤機不清楚,我只能復制個樣本給你
目 錄
一 課程設計書 2
二 設計要求 2
三 設計步驟 2
1. 傳動裝置總體設計方案 3
2. 電動機的選擇 4
3. 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 5
4. 計算傳動裝置的運動和動力參數 5
6. 齒輪的設計 8
7. 滾動軸承和傳動軸的設計 19
8. 鍵聯接設計 26
9. 箱體結構的設計 27
10.潤滑密封設計 30
11.聯軸器設計 30
四 設計小結 31
五 參考資料 32
一. 課程設計書
設計課題:
設計一用於帶式運輸機上的兩級齒輪減速器.運輸機連續單向運轉,載荷有輕微沖擊,工作環境多塵,通風良好,空載起動,捲筒效率為0.96(包括其支承軸承效率的損失),減速器小批量生產,使用期限10年(300天/年),三班制工作,滾筒轉速容許速度誤差為5%,車間有三相交流,電壓380/220V。
參數:
皮帶有效拉力F(KN) 3.2
皮帶運行速度V(m/s) 1.4
滾筒直徑D(mm) 400
二. 設計要求
1.減速器裝配圖1張(0號)。
2.零件工作圖2-3張(A2)。
3.設計計算說明書1份。
三. 設計步驟
1. 傳動裝置總體設計方案
2. 電動機的選擇
3. 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比
4. 計算傳動裝置的運動和動力參數
5. 齒輪的設計
6. 滾動軸承和傳動軸的設計
7. 鍵聯接設計
8. 箱體結構設計
9. 潤滑密封設計
10. 聯軸器設計
1.傳動裝置總體設計方案:
1. 組成:傳動裝置由電機、減速器、工作機組成。
2. 特點:齒輪相對於軸承不對稱分布,故沿軸向載荷分布不均勻,
要求軸有較大的剛度。
3. 確定傳動方案:考慮到電機轉速高,傳動功率大,將V帶設置在高速級。
其傳動方案如下:
圖一:(傳動裝置總體設計圖)
初步確定傳動系統總體方案如:傳動裝置總體設計圖所示。
選擇V帶傳動和二級圓柱斜齒輪減速器。
傳動裝置的總效率
為V帶的傳動效率, 為軸承的效率,
為對齒輪傳動的效率,(齒輪為7級精度,油脂潤滑)
為聯軸器的效率, 為滾筒的效率
因是薄壁防護罩,採用開式效率計算。
取 =0.96 =0.98 =0.95 =0.99 =0.96
=0.96× × ×0.99×0.96=0.760;
2.電動機的選擇
電動機所需工作功率為: P =P/η =3200×1.4/1000×0.760=3.40kW
滾筒軸工作轉速為n= = =66.88r/min,
經查表按推薦的傳動比合理范圍,V帶傳動的傳動比i =2~4,二級圓柱斜齒輪減速器傳動比i =8~40,
則總傳動比合理范圍為i =16~160,電動機轉速的可選范圍為n =i ×n=(16~160)×66.88=1070.08~10700.8r/min。
綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比,
選定型號為Y112M—4的三相非同步電動機,額定功率為4.0
額定電流8.8A,滿載轉速 1440 r/min,同步轉速1500r/min。
方案 電動機型號 額定功 率
P
kw 電動機轉速
電動機重量
N 參考價格
元 傳動裝置的傳動比
同步轉速 滿載轉速 總傳動 比 V帶傳 動 減速器
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 125.65 3.5 35.90
3.確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比
(1)總傳動比
由選定的電動機滿載轉速n 和工作機主動軸轉速n,可得傳動裝置總傳動比為 =n /n=1440/66.88=17.05
(2)分配傳動裝置傳動比
= ×
式中 分別為帶傳動和減速器的傳動比。
為使V帶傳動外廓尺寸不致過大,初步取 =2.3(實際的傳動比要在設計V帶傳動時,由所選大、小帶輪的標準直徑之比計算),則減速器傳動比為
= =17.05/2.3=7.41
根據展開式布置,考慮潤滑條件,為使兩級大齒輪直徑相近,查圖得高速級傳動比為 =3.24,則 = =2.29
4.計算傳動裝置的運動和動力參數
(1) 各軸轉速
= =1440/2.3=626.09r/min
= =626.09/3.24=193.24r/min
= / =193.24/2.29=84.38 r/min
= =84.38 r/min
(2) 各軸輸入功率
= × =3.40×0.96=3.26kW
= ×η2× =3.26×0.98×0.95=3.04kW
= ×η2× =3.04×0.98×0.95=2.83kW
= ×η2×η4=2.83×0.98×0.99=2.75kW
則各軸的輸出功率:
= ×0.98=3.26×0.98=3.19 kW
= ×0.98=3.04×0.98=2.98 kW
= ×0.98=2.83×0.98=2.77kW
= ×0.98=2.75×0.98=2.70 kW
(3) 各軸輸入轉矩
= × × N•m
電動機軸的輸出轉矩 =9550 =9550×3.40/1440=22.55 N•m
所以: = × × =22.55×2.3×0.96=49.79 N•m
= × × × =49.79×3.24×0.96×0.98=151.77 N•m
= × × × =151.77×2.29×0.98×0.95=326.98N•m
= × × =326.98×0.95×0.99=307.52 N•m
輸出轉矩: = ×0.98=49.79×0.98=48.79 N•m
= ×0.98=151.77×0.98=148.73 N•m
= ×0.98=326.98×0.98=320.44N•m
= ×0.98=307.52×0.98=301.37 N•m
運動和動力參數結果如下表
軸名 功率P KW 轉矩T Nm 轉速r/min
輸入 輸出 輸入 輸出
電動機軸 3.40 22.55 1440
1軸 3.26 3.19 49.79 48.79 626.09
2軸 3.04 2.98 151.77 148.73 193.24
3軸 2.83 2.77 326.98 320.44 84.38
4軸 2.75 2.70 307.52 301.37 84.38
5.齒輪的設計
(一)高速級齒輪傳動的設計計算
1. 齒輪材料,熱處理及精度
考慮此減速器的功率及現場安裝的限制,故大小齒輪都選用硬齒面漸開線斜齒輪
(1)齒輪材料及熱處理
① 材料:高速級小齒輪選用45#鋼調質,齒面硬度為小齒輪 280HBS 取小齒齒數 =24
高速級大齒輪選用45#鋼正火,齒面硬度為大齒輪 240HBS Z = ×Z =3.24×24=77.76 取Z =78.
② 齒輪精度
按GB/T10095-1998,選擇7級,齒根噴丸強化。
2.初步設計齒輪傳動的主要尺寸
按齒面接觸強度設計
確定各參數的值:
①試選 =1.6
查課本 圖10-30 選取區域系數 Z =2.433
由課本 圖10-26
則
②由課本 公式10-13計算應力值環數
N =60n j =60×626.09×1×(2×8×300×8)
=1.4425×10 h
N = =4.45×10 h #(3.25為齒數比,即3.25= )
③查課本 10-19圖得:K =0.93 K =0.96
④齒輪的疲勞強度極限
取失效概率為1%,安全系數S=1,應用 公式10-12得:
[ ] = =0.93×550=511.5
[ ] = =0.96×450=432
許用接觸應力
⑤查課本由 表10-6得: =189.8MP
由 表10-7得: =1
T=95.5×10 × =95.5×10 ×3.19/626.09
=4.86×10 N.m
3.設計計算
①小齒輪的分度圓直徑d
=
②計算圓周速度
③計算齒寬b和模數
計算齒寬b
b= =49.53mm
計算摸數m
初選螺旋角 =14
=
④計算齒寬與高之比
齒高h=2.25 =2.25×2.00=4.50
= =11.01
⑤計算縱向重合度
=0.318 =1.903
⑥計算載荷系數K
使用系數 =1
根據 ,7級精度, 查課本由 表10-8得
動載系數K =1.07,
查課本由 表10-4得K 的計算公式:
K = +0.23×10 ×b
=1.12+0.18(1+0.6 1) ×1+0.23×10 ×49.53=1.42
查課本由 表10-13得: K =1.35
查課本由 表10-3 得: K = =1.2
故載荷系數:
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.42=1.82
⑦按實際載荷系數校正所算得的分度圓直徑
d =d =49.53× =51.73
⑧計算模數
=
4. 齒根彎曲疲勞強度設計
由彎曲強度的設計公式
≥
⑴ 確定公式內各計算數值
① 小齒輪傳遞的轉矩 =48.6kN•m
確定齒數z
因為是硬齒面,故取z =24,z =i z =3.24×24=77.76
傳動比誤差 i=u=z / z =78/24=3.25
Δi=0.032% 5%,允許
② 計算當量齒數
z =z /cos =24/ cos 14 =26.27
z =z /cos =78/ cos 14 =85.43
③ 初選齒寬系數
按對稱布置,由表查得 =1
④ 初選螺旋角
初定螺旋角 =14
⑤ 載荷系數K
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.35=1.73
⑥ 查取齒形系數Y 和應力校正系數Y
查課本由 表10-5得:
齒形系數Y =2.592 Y =2.211
應力校正系數Y =1.596 Y =1.774
⑦ 重合度系數Y
端面重合度近似為 =[1.88-3.2×( )] =[1.88-3.2×(1/24+1/78)]×cos14 =1.655
=arctg(tg /cos )=arctg(tg20 /cos14 )=20.64690
=14.07609
因為 = /cos ,則重合度系數為Y =0.25+0.75 cos / =0.673
⑧ 螺旋角系數Y
軸向重合度 = =1.825,
Y =1- =0.78
⑨ 計算大小齒輪的
安全系數由表查得S =1.25
工作壽命兩班制,8年,每年工作300天
小齒輪應力循環次數N1=60nkt =60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10
大齒輪應力循環次數N2=N1/u=6.255×10 /3.24=1.9305×10
查課本由 表10-20c得到彎曲疲勞強度極限
小齒輪 大齒輪
查課本由 表10-18得彎曲疲勞壽命系數:
K =0.86 K =0.93
取彎曲疲勞安全系數 S=1.4
[ ] =
[ ] =
大齒輪的數值大.選用.
⑵ 設計計算
① 計算模數
對比計算結果,由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數m 大於由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數,按GB/T1357-1987圓整為標准模數,取m =2mm但為了同時滿足接觸疲勞強度,需要按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d =51.73 來計算應有的齒數.於是由:
z = =25.097 取z =25
那麼z =3.24×25=81
② 幾何尺寸計算
計算中心距 a= = =109.25
將中心距圓整為110
按圓整後的中心距修正螺旋角
=arccos
因 值改變不多,故參數 , , 等不必修正.
計算大.小齒輪的分度圓直徑
d = =51.53
d = =166.97
計算齒輪寬度
B=
圓整的
(二) 低速級齒輪傳動的設計計算
⑴ 材料:低速級小齒輪選用45鋼調質,齒面硬度為小齒輪 280HBS 取小齒齒數 =30
速級大齒輪選用45鋼正火,齒面硬度為大齒輪 240HBS z =2.33×30=69.9 圓整取z =70.
⑵ 齒輪精度
按GB/T10095-1998,選擇7級,齒根噴丸強化。
⑶ 按齒面接觸強度設計
1. 確定公式內的各計算數值
①試選K =1.6
②查課本由 圖10-30選取區域系數Z =2.45
③試選 ,查課本由 圖10-26查得
=0.83 =0.88 =0.83+0.88=1.71
應力循環次數
N =60×n ×j×L =60×193.24×1×(2×8×300×8)
=4.45×10
N = 1.91×10
由課本 圖10-19查得接觸疲勞壽命系數
K =0.94 K = 0.97
查課本由 圖10-21d
按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限 ,
大齒輪的接觸疲勞強度極限
取失效概率為1%,安全系數S=1,則接觸疲勞許用應力
[ ] = =
[ ] = =0.98×550/1=517
[ 540.5
查課本由 表10-6查材料的彈性影響系數Z =189.8MP
選取齒寬系數
T=95.5×10 × =95.5×10 ×2.90/193.24
=14.33×10 N.m
=65.71
2. 計算圓周速度
0.665
3. 計算齒寬
b= d =1×65.71=65.71
4. 計算齒寬與齒高之比
模數 m =
齒高 h=2.25×m =2.25×2.142=5.4621
=65.71/5.4621=12.03
5. 計算縱向重合度
6. 計算載荷系數K
K =1.12+0.18(1+0.6 +0.23×10 ×b
=1.12+0.18(1+0.6)+ 0.23×10 ×65.71=1.4231
使用系數K =1
同高速齒輪的設計,查表選取各數值
=1.04 K =1.35 K =K =1.2
故載荷系數
K= =1×1.04×1.2×1.4231=1.776
7. 按實際載荷系數校正所算的分度圓直徑
d =d =65.71×
計算模數
3. 按齒根彎曲強度設計
m≥
一確定公式內各計算數值
(1) 計算小齒輪傳遞的轉矩 =143.3kN•m
(2) 確定齒數z
因為是硬齒面,故取z =30,z =i ×z =2.33×30=69.9
傳動比誤差 i=u=z / z =69.9/30=2.33
Δi=0.032% 5%,允許
(3) 初選齒寬系數
按對稱布置,由表查得 =1
(4) 初選螺旋角
初定螺旋角 =12
(5) 載荷系數K
K=K K K K =1×1.04×1.2×1.35=1.6848
(6) 當量齒數
z =z /cos =30/ cos 12 =32.056
z =z /cos =70/ cos 12 =74.797
由課本 表10-5查得齒形系數Y 和應力修正系數Y
(7) 螺旋角系數Y
軸向重合度 = =2.03
Y =1- =0.797
(8) 計算大小齒輪的
查課本由 圖10-20c得齒輪彎曲疲勞強度極限
查課本由 圖10-18得彎曲疲勞壽命系數
K =0.90 K =0.93 S=1.4
[ ] =
[ ] =
計算大小齒輪的 ,並加以比較
大齒輪的數值大,選用大齒輪的尺寸設計計算.
① 計算模數
對比計算結果,由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數m 大於由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數,按GB/T1357-1987圓整為標准模數,取m =3mm但為了同時滿足接觸疲勞強度,需要按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d =72.91 來計算應有的齒數.
z = =27.77 取z =30
z =2.33×30=69.9 取z =70
② 初算主要尺寸
計算中心距 a= = =102.234
將中心距圓整為103
修正螺旋角
=arccos
因 值改變不多,故參數 , , 等不必修正
分度圓直徑
d = =61.34
d = =143.12
計算齒輪寬度
圓整後取
低速級大齒輪如上圖:
齒輪各設計參數附表
1. 各軸轉速n
(r/min)
(r/min)
(r/min)
(r/min)
626.09 193.24 84.38 84.38
2. 各軸輸入功率 P
(kw)
(kw)
(kw)
(kw)
3.26 3.04 2.83 2.75
3. 各軸輸入轉矩 T
(kN•m)
(kN•m)
(kN•m)
(kN•m)
49.79 151.77 326.98 307.52
6.傳動軸承和傳動軸的設計
1. 傳動軸承的設計
⑴. 求輸出軸上的功率P ,轉速 ,轉矩
P =2.83KW =84.38r/min
=326.98N.m
⑵. 求作用在齒輪上的力
已知低速級大齒輪的分度圓直徑為
=143.21
而 F =
F = F
F = F tan =4348.16×0.246734=1072.84N
圓周力F ,徑向力F 及軸向力F 的方向如圖示:
⑶. 初步確定軸的最小直徑
先按課本15-2初步估算軸的最小直徑,選取軸的材料為45鋼,調質處理,根據課本 取
輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯軸器處的直徑 ,為了使所選的軸與聯軸器吻合,故需同時選取聯軸器的型號
查課本 ,選取
因為計算轉矩小於聯軸器公稱轉矩,所以
查《機械設計手冊》
選取LT7型彈性套柱銷聯軸器其公稱轉矩為500Nm,半聯軸器的孔徑
⑷. 根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度
① 為了滿足半聯軸器的要求的軸向定位要求,Ⅰ-Ⅱ軸段右端需要制出一軸肩,故取Ⅱ-Ⅲ的直徑 ;左端用軸端擋圈定位,按軸端直徑取擋圈直徑 半聯軸器與 為了保證軸端擋圈只壓在半聯軸器上而不壓在軸端上, 故Ⅰ-Ⅱ的長度應比 略短一些,現取
② 初步選擇滾動軸承.因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列角接觸球軸承.參照工作要求並根據 ,由軸承產品目錄中初步選取0基本游隙組 標准精度級的單列角接觸球軸承7010C型.
D B
軸承代號
45 85 19 58.8 73.2 7209AC
45 85 19 60.5 70.2 7209B
45 100 25 66.0 80.0 7309B
50 80 16 59.2 70.9 7010C
50 80 16 59.2 70.9 7010AC
50 90 20 62.4 77.7 7210C
2. 從動軸的設計
對於選取的單向角接觸球軸承其尺寸為的 ,故 ;而 .
右端滾動軸承採用軸肩進行軸向定位.由手冊上查得7010C型軸承定位軸肩高度 mm,
③ 取安裝齒輪處的軸段 ;齒輪的右端與左軸承之間採用套筒定位.已知齒輪 的寬度為75mm,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪,此軸段應略短於輪轂寬度,故取 . 齒輪的左端採用軸肩定位,軸肩高3.5,取 .軸環寬度 ,取b=8mm.
④ 軸承端蓋的總寬度為20mm(由減速器及軸承端蓋的結構設計而定) .根據軸承端蓋的裝拆及便於對軸承添加潤滑脂的要求,取端蓋的外端面與半聯軸器右端面間的距離 ,故取 .
⑤ 取齒輪距箱體內壁之距離a=16 ,兩圓柱齒輪間的距離c=20 .考慮到箱體的鑄造誤差,在確定滾動軸承位置時,應距箱體內壁一段距離 s,取s=8 ,已知滾動軸承寬度T=16 ,
高速齒輪輪轂長L=50 ,則
至此,已初步確定了軸的各端直徑和長度.
5. 求軸上的載荷
首先根據結構圖作出軸的計算簡圖, 確定頂軸承的支點位置時,
查《機械設計手冊》20-149表20.6-7.
對於7010C型的角接觸球軸承,a=16.7mm,因此,做為簡支梁的軸的支承跨距.
傳動軸總體設計結構圖:
(從動軸)
(中間軸)
(主動軸)
從動軸的載荷分析圖:
6. 按彎曲扭轉合成應力校核軸的強度
根據
= =
前已選軸材料為45鋼,調質處理。
查表15-1得[ ]=60MP
〈 [ ] 此軸合理安全
7. 精確校核軸的疲勞強度.
⑴. 判斷危險截面
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B無需校核.從應力集中對軸的疲勞強度的影響來看,截面Ⅵ和Ⅶ處過盈配合引起的應力集中最嚴重,從受載來看,截面C上的應力最大.截面Ⅵ的應力集中的影響和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同時軸徑也較大,故不必做強度校核.截面C上雖然應力最大,但是應力集中不大,而且這里的直徑最大,故C截面也不必做強度校核,截面Ⅳ和Ⅴ顯然更加不必要做強度校核.由第3章的附錄可知,鍵槽的應力集中較系數比過盈配合的小,因而,該軸只需膠合截面Ⅶ左右兩側需驗證即可.
⑵. 截面Ⅶ左側。
抗彎系數 W=0.1 = 0.1 =12500
抗扭系數 =0.2 =0.2 =25000
截面Ⅶ的右側的彎矩M為
截面Ⅳ上的扭矩 為 =311.35
截面上的彎曲應力
截面上的扭轉應力
= =
軸的材料為45鋼。調質處理。
由課本 表15-1查得:
因
經插入後得
2.0 =1.31
軸性系數為
=0.85
K =1+ =1.82
K =1+ ( -1)=1.26
所以
綜合系數為: K =2.8
K =1.62
碳鋼的特性系數 取0.1
取0.05
安全系數
S = 25.13
S 13.71
≥S=1.5 所以它是安全的
截面Ⅳ右側
抗彎系數 W=0.1 = 0.1 =12500
抗扭系數 =0.2 =0.2 =25000
截面Ⅳ左側的彎矩M為 M=133560
截面Ⅳ上的扭矩 為 =295
截面上的彎曲應力
截面上的扭轉應力
= = K =
K =
所以
綜合系數為:
K =2.8 K =1.62
碳鋼的特性系數
取0.1 取0.05
安全系數
S = 25.13
S 13.71
≥S=1.5 所以它是安全的
8.鍵的設計和計算
①選擇鍵聯接的類型和尺寸
一般8級以上精度的尺寸的齒輪有定心精度要求,應用平鍵.
根據 d =55 d =65
查表6-1取: 鍵寬 b =16 h =10 =36
b =20 h =12 =50
②校和鍵聯接的強度
查表6-2得 [ ]=110MP
工作長度 36-16=20
50-20=30
③鍵與輪轂鍵槽的接觸高度
K =0.5 h =5
K =0.5 h =6
由式(6-1)得:
<[ ]
<[ ]
兩者都合適
取鍵標記為:
鍵2:16×36 A GB/T1096-1979
鍵3:20×50 A GB/T1096-1979
9.箱體結構的設計
減速器的箱體採用鑄造(HT200)製成,採用剖分式結構為了保證齒輪佳合質量,
大端蓋分機體採用 配合.
1. 機體有足夠的剛度
在機體為加肋,外輪廓為長方形,增強了軸承座剛度
2. 考慮到機體內零件的潤滑,密封散熱。
因其傳動件速度小於12m/s,故採用侵油潤油,同時為了避免油攪得沉渣濺起,齒頂到油池底面的距離H為40mm
為保證機蓋與機座連接處密封,聯接凸緣應有足夠的寬度,聯接表面應精創,其表面粗糙度為
3. 機體結構有良好的工藝性.
鑄件壁厚為10,圓角半徑為R=3。機體外型簡單,拔模方便.
4. 對附件設計
A 視孔蓋和窺視孔
在機蓋頂部開有窺視孔,能看到 傳動零件齒合區的位置,並有足夠的空間,以便於能伸入進行操作,窺視孔有蓋板,機體上開窺視孔與凸緣一塊,有便於機械加工出支承蓋板的表面並用墊片加強密封,蓋板用鑄鐵製成,用M6緊固
B 油螺塞:
放油孔位於油池最底處,並安排在減速器不與其他部件靠近的一側,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔處的機體外壁應凸起一塊,由機械加工成螺塞頭部的支承面,並加封油圈加以密封。
C 油標:
油標位在便於觀察減速器油麵及油麵穩定之處。
油尺安置的部位不能太低,以防油進入油尺座孔而溢出.
D 通氣孔:
由於減速器運轉時,機體內溫度升高,氣壓增大,為便於排氣,在機蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器,以便達到體內為壓力平衡.
E 蓋螺釘:
啟蓋螺釘上的螺紋長度要大於機蓋聯結凸緣的厚度。
釘桿端部要做成圓柱形,以免破壞螺紋.
F 位銷:
為保證剖分式機體的軸承座孔的加工及裝配精度,在機體聯結凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷,以提高定位精度.
G 吊鉤:
在機蓋上直接鑄出吊鉤和吊環,用以起吊或搬運較重的物體.
減速器機體結構尺寸如下:
名稱 符號 計算公式 結果
箱座壁厚
10
箱蓋壁厚
9
箱蓋凸緣厚度
12
箱座凸緣厚度
15
箱座底凸緣厚度
25
地腳螺釘直徑
M24
地腳螺釘數目
查手冊 6
軸承旁聯接螺栓直徑
M12
機蓋與機座聯接螺栓直徑
=(0.5~0.6)
M10
軸承端蓋螺釘直徑
=(0.4~0.5)
10
視孔蓋螺釘直徑
=(0.3~0.4)
8
定位銷直徑
=(0.7~0.8)
8
, , 至外機壁距離
查機械課程設計指導書表4 34
22
18
, 至凸緣邊緣距離
查機械課程設計指導書表4 28
16
外機壁至軸承座端面距離
= + +(8~12)
50
大齒輪頂圓與內機壁距離
>1.2
15
齒輪端面與內機壁距離
>
10
機蓋,機座肋厚
9 8.5
軸承端蓋外徑
+(5~5.5)
120(1軸)125(2軸)
150(3軸)
軸承旁聯結螺栓距離
120(1軸)125(2軸)
150(3軸)
10. 潤滑密封設計
對於二級圓柱齒輪減速器,因為傳動裝置屬於輕型的,且傳速較低,所以其速度遠遠小於 ,所以採用脂潤滑,箱體內選用SH0357-92中的50號潤滑,裝至規定高度.
油的深度為H+
H=30 =34
所以H+ =30+34=64
其中油的粘度大,化學合成油,潤滑效果好。
密封性來講為了保證機蓋與機座聯接處密封,聯接
凸緣應有足夠的寬度,聯接表面應精創,其表面粗度應為
密封的表面要經過刮研。而且,凸緣聯接螺柱之間的距離不宜太
大,國150mm。並勻均布置,保證部分面處的密封性。
11.聯軸器設計
1.類型選擇.
為了隔離振動和沖擊,選用彈性套柱銷聯軸器.
2.載荷計算.
公稱轉矩:T=9550 9550 333.5
查課本 ,選取
所以轉矩
因為計算轉矩小於聯軸器公稱轉矩,所以
查《機械設計手冊》
選取LT7型彈性套柱銷聯軸器其公稱轉矩為500Nm
就這樣樓
㈡ 汽車傳動簡圖用什麼軟體繪制,比如變速器齒輪傳動簡圖,不需要詳細的圖紙說明
建議你使用autocad軟體繪制即可。
㈢ 一個機械設計齒輪傳動問題
查看圖片[機械車床(圖6)]皮質的簡單工具是後來出現的機械的先驅。幾千年前,人類已創制了用於穀物脫殼和粉碎的臼和磨,用於提水的桔槔和轆轤,裝有輪子的車,航行於江河的船及槳、櫓、舵等。所用的動力由人力發展到畜力、風力和水力。所用材料由天然的石、木、土、皮革等發展到人造材料。最早的人造材料是陶瓷。製造陶瓷器皿的陶車,已是具有動力、傳動和工作3個部分的完整機械。鼓風器對人類社會發展起了重要作用。強大的鼓風器使冶金爐獲得足夠高的爐溫,得從礦石中煉取金屬。西周時期,中國就已有了冶鑄用的鼓風器。15~16世紀以前,機械工程發展緩慢。17
㈣ 求 齒輪減速器傳動設計說明書裝配圖,零件圖 做課程設計,滿意答復追加50分。
單級斜齒圓柱減速器設計說明書
院(系) 機械與汽車工程學院
專 業
班 級
學 號
姓 名
專業教研室、研究所負責人
指導教師
年 月 日
XXXXXXX 大 學
課 程 設 計 ( 論 文 ) 任 務 書
茲發給 車輛工程 班學生 課程設計(論文)任務書,內容如下:
1. 設計題目:V帶——單級斜齒圓柱減速器
2. 應完成的項目:
(1) 減速器的總裝配圖一張(A1)
(2) 齒輪零件圖 一張(A3)
(3) 軸零件圖一張(A3)
(4) 設計說明書一份
3. 本設計(論文)任務書於2008 年 月 日發出,應於2008 年 月 日前完成,然後進行答辯。
專業教研室、研究所負責人 審核 年 月 日
指導教師 簽發 年 月 日
程設計(論文)評語:課程設計(論文)總評成績:
課程設計(論文)答辯負責人簽字:
年 月 日
目 錄
一. 傳動方案的確定―――――――――――――――5
二. 原始數據――――――――――――――――――5
三. 確定電動機的型號――――――――――――――5
四. 確定傳動裝置的總傳動比及分配――――――――6
五. 傳動零件的設計計算―――――――――――――7
六. 減速器鑄造箱體的主要結構尺寸設計――――――13
七. 軸的設計――――――――――――――――――14
八. 滾動軸承的選擇和計算――――――――――――19
九. 鍵聯接的選擇和強度校核―――――――――――22
十. 聯軸器的選擇和計算―――――――――――――22
十一. 減速器的潤滑―――――――――――――――22
十二. 參考文獻―――――――――――――――――2計算過程及計算說明
一、傳動方案擬定二、原始數據:
帶拉力:F=5700N, 帶速度:v=2.28m/s, 滾筒直徑:D=455mm
運輸帶的效率: 工作時載荷有輕微沖擊;室內工作,水份和灰份為正常狀態,產品生產批量為成批生產,允許總速比誤差 4%,要求齒輪使用壽命為10年,二班工作制;軸承使用壽命不小於15000小時。
三、電動機選擇
(1) 選擇電動機類型: 選用Y系列三相非同步電動機
(2) 選擇電動機功率::
運輸機主軸上所需要的功率:
傳動裝置的總效率:
, , , , 分別是:V帶傳動,齒輪傳動(閉式,精度等級為8),圓錐滾子軸承(滾子軸承一對),聯軸器(剛性聯軸器),運輸帶的效率。查《課程設計》表2-3,
取:
所以:
電動機所需功率: ,
查《課程設計》表16-1 取電動機Y200L1-6的額定功率
(3)選擇電動機的轉速
取V帶傳動比范圍(表2-2) ≤2~4;單級齒輪減速器傳動比 =3~6
滾筒的轉速:
電動機的合理同步轉速:
查表16-1得電動機得型號和主要數據如下(同步轉速符合)
電動機型號 額定功率(kW) 同步轉速(r/min) 滿載轉速nm
(r/min) 堵載轉矩
額定轉矩 最大轉矩
額定轉矩
Y200L1-6 18.5 1000 970 1.8 2.0
查表16-2得電動機得安裝及有關尺寸
中心高
H 外形尺寸
底腳安裝尺寸
地腳螺栓孔直徑
軸伸尺寸
鍵公稱尺寸
200 775×(0.5×400+310) ×310 318×305 19 55×110 16×
五、計算總傳動比及分配各級的傳動比
傳動裝置得總傳動比 :
取V帶傳動比: ;單級圓柱齒輪減速器傳動比:
(1) 計算各軸得輸入功率
電動機軸:
軸Ⅰ(減速器高速軸):
軸Ⅱ(減速器低速軸):
(2) 計算各軸得轉速
電動機軸:
軸Ⅰ :
軸Ⅱ :
(3)計算各軸得轉矩
電動機軸
軸Ⅰ :
軸Ⅱ :
上述數據製表如下:
參數
軸名 輸入功率
( )
轉速
( )
輸入轉矩
( )
傳動比
效率
電動機軸 15.136 970 182.14 1.6893 0.95
軸Ⅰ(減速器高速軸) 14.379 574.20 239.15 6 0.97
軸Ⅱ(減速器低速軸) 13.669 95.70 1364.07
五、傳動零件的設計計算
1. 普通V帶傳動得設計計算
① 確定計算功率
則: ,式中,工作情況系數取 =1.3
② 根據計算功率 與小帶輪的轉速 ,查《機械設計基礎》圖10-10,選擇SPA型窄V帶。
③ 確定帶輪的基準直徑
取小帶輪直徑: ,
大帶輪直徑 :
根據國標:GB/T 13575.1-1992 取大帶輪的直徑
④ 驗證帶速:
在 之間。故帶的速度合適。
⑤確定V帶的基準直徑和傳動中心距
初選傳動中心距范圍為: ,初定
V帶的基準長度:
查《機械設計》表2.3,選取帶的基準直徑長度
實際中心距:
⑥ 驗算主動輪的最小包角
故主動輪上的包角合適。
⑦ 計算V帶的根數z
,由 , ,
查《機械設計》表2.5a,得 ,由 ,查表2.5c,得額定功率的增量: ,查表2.8,得 ,查表2.9,得
, 取 根。
⑧ 計算V帶的合適初拉力
查《機械設計》表2.2,取
得
⑨ 計算作用在軸上的載荷 :
⑩ 帶輪的結構設計 (單位)mm
帶輪
尺寸
小帶輪
槽型 C
基準寬度
11
基準線上槽深
2.75
基準線下槽深
11.0
槽間距
15.0 0.3
槽邊距
9
輪緣厚
10
外徑
內徑
40
帶輪寬度
帶輪結構 腹板式
V帶輪採用鑄鐵HT150或HT200製造,其允許的最大圓周速度為25m/s.
2. 齒輪傳動設計計算
(1)擇齒輪類型,材料,精度,及參數
① 選用斜齒圓柱齒輪傳動(外嚙合);
② 選擇齒輪材料:由課本附表1.1選大、小齒輪的材料均為45鋼,並經調質後表面淬火,齒面硬度為HRC1=HRC2=45;
③ 選取齒輪為7級的精度(GB 10095-88);
④ 初選螺旋角
⑤ 選 小齒輪的齒數 ;大齒輪的齒數
(2)按齒面接觸疲勞強度設計
由設計計算公式進行試算,即
A. 確定公式內各個計算數值
① 試選載荷系數Kt=1.5
② 小齒輪傳遞的轉矩:
③ 由《機械設計》表12.5得齒寬系數 (對硬齒面齒輪, 取值偏下極限)
④ 由《機械設計》表12.4彈性影響系數
⑤ 節點區域系數
所以,得到 =2.4758
⑥ 端面重合度
=
=
代入上式可得:
⑦ 接觸疲勞強度極限σHlim1=σHlim2=1000Mpa (圖12.6)
⑧ 應力循環次數
N1=60 nⅠjLh=60x574.20x1x(2x8x300x10)=16.5x108
N2= N1/i2=16.5x108/6=2.75x108
⑨ 接觸疲勞壽命系數 根據圖12.4
⑩ 接觸疲勞許用應力 取
=0.91 1000/1.2Mpa=758.33 MPa
=0.96 1000/1.2Mpa=800 Mpa
因為 =779.165MPa<1.23 =984MPa, 故取 =779.165 Mpa
B. 計算
① 試算小齒輪分度圓
② 計算圓周速度: =
③ 計算齒寬: = 1 57.24 = 57.24 mm
④ 齒寬與齒高之比:
/(2.25 )
⑤ 計算載荷系數K
根據v=2.28m/s,7級精度,由附圖12.1查得動載系數 =1.07
由附表12.2查得 ; 由附表12.1查得 .25
參考課本附表12.3中6級精度公式,估計 <1.34,對稱
1.313取 =1.313
由附圖12.2查得徑向載荷分布系數 =1.26
載荷系數
⑥ 按實際的載荷系數修正分度圓直徑
=
⑦ 計算模數
3、按齒根彎曲疲勞強度設計
A. 確定公式中的各參數
① 載荷系數K:
則
② 齒形系數 和應力校正系數
當量齒數 = =21.6252,
= =112.2453
③ 螺旋角影響系數
軸面重合度 = =0.9385
取 =1得 =0.9374
④ 許用彎曲應力
查課本附圖6.5得 ,取 =1.4,則
=0.86 500/1.4Mpa=307 Mpa
=0.88 500/1.4Mpa=314 Mpa
⑤ 確定
=2.73 1.57/307=0.01396
=2.17 1.80/314=0.01244
以 代入公式計算
B. 計算模數mn
比較兩種強度計算結果,確定
4、幾何尺寸的計算
① 中心距 =3 (21+126)/ (2cos80)=223mm
取中心距
② 修正螺旋角:
③ 分度圓直徑:
④ 齒寬 ,取B2=65 mm,B1=70 mm
⑤ 齒輪傳動的幾何尺寸,製表如下:(詳細見零件圖)
名稱 代號 計算公式 結果
小齒輪 大齒輪
中心距
223 mm
傳動比
6
法面模數
設計和校核得出 3
端面模數
3.034
法面壓力角
螺旋角
一般為
齒頂高
3mm
齒根高
3.75mm
全齒高
6.75mm
頂隙 c
0.75mm
齒數 Z
21 126
分度圓直徑
64.188mm 382.262 mm
齒頂圓直徑
70.188 mm 388.262mm
齒根圓直徑
57.188 mm 375.262 mm
齒輪寬 b
70mm 65mm
螺旋角方向
左旋 右旋
六、減速器鑄造箱體的主要結構尺寸設計
查《設計基礎》表3-1經驗公式,及結果列於下表。
名稱 代號 尺寸計算 結果(mm)
底座壁厚
8
箱蓋壁厚
8
底座上部凸圓厚度
12
箱蓋凸圓厚度
12
底座下部凸圓厚度
20
底座加強筋厚度 e
8
底蓋加強筋厚度
7
地腳螺栓直徑 d 或表3.4
16
地腳螺栓數目 n 表3--4 6
軸承座聯接螺栓直徑
0.75d 12
箱座與箱蓋聯接螺栓直徑
(0.5—0.6)d 8
軸承蓋固定螺釘直徑
(0.4—0.5)d 8
視孔蓋固定螺釘直徑
(0.3—0.4)d 5
軸承蓋螺釘分布圓直徑
155/140
軸承座凸緣端面直徑
185/170
螺栓孔凸緣的配置尺寸
表3--2 22,18,30
地腳螺栓孔凸緣配置尺寸
表3--3 25,23,45
箱體內壁與齒輪距離
12
箱體內壁與齒輪端面距離
10
底座深度 H
244
外箱壁至軸承端面距離
45
七、軸的設計計算
1. 高速軸的設計
① 選擇軸的材料:選取45號鋼,調質,HBS=230
② 初步估算軸的最小直徑
根據教材公式,取 =110,則: =32.182mm
因為與V帶聯接處有一鍵槽,所以直徑應增大5%
③ 軸的結構設計:
考慮帶輪的機構要求和軸的剛度,取裝帶輪處軸徑 ,根據密封件的尺寸,選取裝軸承處的軸徑為:
兩軸承支點間的距離: ,
式中: ―――――小齒輪齒寬,
―――――― 箱體內壁與小齒輪端面的間隙,
――――――― 箱體內壁與軸承端面的距離,
――――― 軸承寬度,選取30310圓錐滾子軸承,查表13-1,得到
得到:
帶輪對稱線到軸承支點的距離
式中: ------------軸承蓋高度,
t ――――軸承蓋的凸緣厚度, ,故,
―――――螺栓頭端面至帶輪端面的距離,
―――――軸承蓋M8螺栓頭的高度,查表可得 mm
――――帶輪寬度,
得到:
2.按彎扭合成應力校核軸的強度。
①計算作用在軸上的力
小齒輪受力分析
圓周力:
徑向力:
軸向力:
②計算支反力
水平面:
垂直面:
所以:
③ 作彎矩圖
水平面彎矩:
垂直面彎矩:
合成彎矩:
④ 作轉矩圖 (見P22頁) T1=239.15Nm
當扭轉剪力為脈動循環應變力時,取系數 ,
則:
⑤ 按彎扭合成應力校核軸的強度
軸的材料是45號鋼,調質處理,其拉伸強度極限 ,對稱循環變應力時的許用應力 。
由彎矩圖可以知道,A剖面的計算彎矩最大 ,該處的計算應力為:
D 剖面的軸徑最小,該處的計算應力為:
(安全)
⑥ 軸的結構圖見零件圖所示
2.低速軸的設計
(1).選擇軸的材料:選擇45號鋼,調質,HBS=230
(2). 初步估算軸的最小直徑:取A=110,
兩個鍵,所以 mm
考慮聯軸器的機構要求和軸的剛度,取裝聯軸器處軸徑 ,根據密封件的尺寸,選取裝軸承處的軸徑為: 選30214 軸承 T=26.25
(3).軸的結構設計,初定軸徑及軸向尺寸:考慮
---螺栓頭端面至帶輪端面的距離,
k ----軸承蓋M12螺栓頭的高度,查表可得k=7.5mm ,選用6個
L---軸聯軸器長度,L=125mm
得到:
(4).按彎曲合成應力校核軸的強度
①計算作用的軸上的力
齒輪受力分析:圓周力: N
徑向力:
軸向力:
③ 計算支反力:
水平面:
垂直面: ,
,
③ 作彎矩圖
水平面彎矩:
垂直面彎矩:
合成彎矩:
④ 作轉矩圖 T2=1364.07Nm
當扭轉剪力為脈動循環應變力時,取系數 , 則:
⑤ 按彎扭合成應力校核軸的強度
軸的材料是45號鋼,調質處理,其拉伸強度極限 ,對稱循環變應力時的許用應力 。
由彎矩圖可以知道,C剖面的計算彎矩最大 ,該處的計算應力為:
D 剖面的軸徑最小,該處的計算應力為:
(安全)
(5)軸的結構圖見零件圖所示:
八、滾動軸承的選擇和計算
1.高速軸滾動軸承的選擇和壽命計算
① 選取的軸承:型號為30310圓錐滾子軸承(每根軸上安裝一對)
②軸承A的徑向載荷
軸承B的徑向載荷:
對於30310型圓錐滾子軸承,其內部派生軸向力
所以軸承A被「放鬆」,而軸承B被「壓緊」,則
計算當量動載荷
對於軸承1
對於軸承2 (根據《機械設計》表9.1)
軸向載荷:
因為 ,按照軸承 A驗算壽命
(由表13-1可查C=122kN)
故滿足壽命要求
2. 低速軸滾動軸承的選擇和壽命計算
①選取的軸承:型號為30214圓錐滾子軸承
㈤ 齒輪傳動設計的一般步驟
1、根據負載、以及運復動狀態(速度、是制垂直運動還是水平運動)來計算驅動功率
2、初步估定齒輪模數(必要時,後續進行齒輪強度校核,若在強度校核時,發現模數選得太小,就必須重新確定齒輪模數,關於齒輪模數的選取,一般憑經驗、或是參照類比,後期進行安全校核)
3、進行初步的結構設計,確定總傳動、以及確定傳動級數(幾級傳動)
4、根據總傳動比進行分配,計算出各級的分傳動比
5、根據系統需要進行詳細的傳動結構設計(各個軸系的詳細設計),這樣的設計一般還在總裝圖上進行。
6、在結構設計的時候,若發現前期的參數不合理(包括齒輪過大、相互有干涉、製造與安裝困難等),就需要及時的返回上面程序重新來過
7、 畫出關鍵軸系的簡圖(一般是重載軸,當然,各個軸系都做一遍當然好),畫出各個軸端的彎矩圖、轉矩圖,從而找出危險截面,並進行軸的強度校核
8、低速軸齒輪的強度校核
9、安全無問題後,拆分零件圖
希望以上能夠幫助到你
㈥ 如何設計小型齒輪箱(減速箱)
首先我想請教下40mm*40*30mm的齒輪箱是個什麼概念?是不是400*400*300?
如果有需要,我可以幫你設計。
主要的設計步驟:1. 確定部分參數。按照你的速比要求,應該是2級傳動齒輪,那麼首先選定齒輪材質、確定熱處理工藝並查表確定許用應力值;
2. 確定主要參數。主要確定載荷系數、齒寬系數等並確定許用接觸應力、傳遞力矩(需要計算)、中心距;
3. 初步確定模數、齒數、螺旋角、齒寬、變位系數等參數;
4. 齒面接觸強度校核;
5.輪齒彎曲強度校核;
推薦書籍:《機械設計手冊》(齒輪篇)是單行本(或者機械設計手冊)
《重型機械設計手冊》
《機械工程材料學》
㈦ 這種表示齒輪傳動的簡圖叫什麼圖。我想學繪制這種圖。
這是機械行業常用的一種機械傳動的運動簡圖。想掌握這方面的技能,只需把常見的機械零件的代表符號記牢,參照機械設計裝配圖即可畫出這類簡圖。但前提是必須要學會機械制圖,能熟練繪制機械零件圖和機械裝配圖。再說,這種圖只是對機械傳動原理做簡單介紹,對生產加工一點指導意義也沒有。真正有用的是繪制機械零件制圖和機械裝配圖。用到這種機械傳動運動簡圖的情況很少,而且還必須是有了完整的機械設計構思後,才能按實際結構再來繪制它。一句話,如果你已經能繪制機械制圖(含裝配圖),那麼學會它如虎添翼。但是,要是想僅憑繪制這種傳動簡圖找工作,恐怕是不夠的,而且是遠遠不夠的。