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試設計一提升裝置上使用的閉式直齒圓柱齒輪

發布時間:2023-02-13 04:49:41

Ⅰ 10.32一閉式直齒圓柱齒輪傳動,已知:傳遞功率P=4.5 kW,轉速ni = 960 r/min

像這樣的題目,是軟齒面的設計,即硬度HB<350。按照接觸強度計算中心距,具體計算的公式教材上面有。設計步驟齒輪傳動章節最後面有設計例題,按照設計例題給出的步驟套數據就行,根本不需要問別人。做這個作業的目的,就是要你掌握計算的方法,為以後的課程設計打基礎。問別人,給你答案是沒有用的。聽我的,自己計算,我就是教這門課的老師。

Ⅱ 直齒圓柱齒輪的傳動設計

1 設計應滿足的條件

1. 正確嚙合條件

一對漸開線齒廓能保證定傳動比傳動,但這並不表明任意兩個漸開線齒輪都能搭配起來正確嚙合傳動。為了正確嚙合,還必須滿足一定的條件。圖示一對漸開線齒輪同時有兩對齒參加嚙合,兩輪齒工作側齒廓的嚙合點分別為K和K'。為了保證定傳動比,兩嚙合點K和K'必須同時落在嚙合線N1N2上;否則,將出現卡死或沖擊的現象。這一條件可以表述為。和分別為齒輪1和齒輪2相鄰同側齒廓沿公法線上的距離,稱為法向齒距,用pn1、pn2表示。 因此,一對齒輪實現定傳動比傳的正確嚙合件為兩輪的法向齒距相等。又由漸開線性質可知,齒輪法向齒距與基圓齒距相等,則該條件又可表述為兩輪的基圓齒距相等,即 將和代入上式得 式中m1、m2和α1、α2分別為兩輪的模數和壓力角。由於齒輪的模數和壓力角都已標准化,要使上式成立,可以取 來保證兩輪的法向齒距相等。因此,漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件最終表述為:兩輪的模數和壓力角分別相等。

2. 連續傳動的條件

(1)嚙合傳動過程

齒輪傳動是通過其輪齒交替嚙合而實現的。圖所示為一對輪齒的嚙合過程。主動輪1順時針方向轉動,推動從動輪2作逆時針方向轉動。一對輪齒的開始嚙合點是從動輪齒頂圓η2與嚙合線N1N2的交點B2,這時主動輪的齒根與從動輪的齒頂接觸,兩輪齒進入嚙合。隨著嚙合傳動的進行,兩齒廓的嚙合點將沿著嚙合線向左下方移動。一直到主動輪的齒頂圓η1與嚙合線的交點B1,主動輪的齒頂與從動輪的齒根即將脫離接觸,兩輪齒結束嚙合,B1點為終止嚙合點。線段為嚙合點的實際軌跡,稱為實際嚙合線段。當兩輪齒頂圓加大時,點B1、B2分別趨於點N1、N2,實際嚙合線段將加長。但因基圓內無漸開線,故點B1、B2不會超過點N1、N2,點N1、N2稱為極限嚙合點。線段是理論上最長的實際嚙合線段,稱為理論嚙合線段。 2)連續傳動條件

連續傳動條件為保證齒輪定傳動比傳動的連續性,僅具備兩輪的基圓齒距相等的條件是不夠的,還必須滿足≥Pb。否則,當前一對齒在點B1分離時,後一對齒尚末進入點B2嚙合,這樣,在前後兩對齒交替嚙合時將引起沖擊,無法保證傳動的平穩性。

重合度把實際嚙合線段與基圓齒距Pb的比值稱為重合度,用εα表示。 重合度表達式 在實際應用中,εα值應大於或等於一定的許用值[εα],即 上式中許用重合度[εα]的值是隨齒輪機構的使用要求和製造精度而定,推薦的[εα]值,見表9.4。 重合度計算公式

外嚙合齒輪的重合度計算公式可參照右圖推出:

實際嚙合線段, 而 將上述關系代入式(9.14)並化簡得: =式中:嚙合角,兩輪齒頂圓壓力角、。

重合度的物理意義 重合度的大小表明同時參與嚙合的輪齒對數的多少。如εα=1表示,齒輪傳動的過程中始終只有一對齒嚙合。若εα=1.3 的情況如圖所示,在實際嚙合線的B2A1和A2B1(長度各為0.3Pb)段有兩對輪齒同時在嚙合,稱為雙齒嚙合區;而在節點P附近A1A2段(長度為0.7Pb),只有一對輪齒在嚙合,稱為單齒嚙合區。

總之,εα值愈大,表明同時參加嚙合輪齒的對數愈多,這對提高齒輪傳動的承載能力和傳動的平穩性都有十分重要的意義。

3. 無齒側隙嚙合條件

齒輪嚙合傳動時,為了在嚙合齒廓之間形成潤滑油膜,避免因輪齒摩檫發熱膨脹而卡死,齒廓之間必須留有間隙,此間隙稱為齒側間隙,簡稱側隙。但是,齒側間隙的存在會產生齒間沖擊,影響齒輪傳動的平穩性。因此,這個間隙只能很小,通常由齒輪公差來保證。對於齒輪運動設計仍按無齒側間隙(側隙為零)進行設計。

一對齒輪嚙合過程中,兩節圓作純滾動。因此,兩齒輪的節圓齒距應相等,即p1`=p2` 。為保證無齒側間隙嚙合,一齒輪的節圓齒厚必須等於另一齒輪節圓齒槽寬,即s1`=e2` 或s2`=e1`。這樣有p1`=s1`+e1`+p1`=s2`+e2`,故p=s1`+s2`

即齒輪嚙合傳動的無側隙嚙合條件是:節圓齒距等於兩輪節圓齒厚之和。

4. 齒廓不根切條件

(1) 根切現象及其產生原因 根切現象 如圖所示,用范成法切制齒輪的過程中,有時刀具會把齒輪根部已加工好的漸開線齒廓切去一部分,這種現象稱為根切。根切將削弱齒根的強度,甚至可能降低重合度,影響傳動質量,應盡量避免。

產生原因圖為齒條刀的齒頂線超過極限嚙合點N1(嚙合線與被切齒輪基圓的切點)的情況。當刀具以速度ν移動到達位置Ⅱ時,刀刃齒廓將被加工輪齒的漸開線齒廓完全切出。范成加工繼續進行,刀具移動距離s到達位置Ⅲ,刀刃齒廓與嚙合線NN交於點K。與此同時,齒輪相應轉過φ角,其基圓轉過的弧長 而刀具兩位置的垂直距離為,則,因此有。該式表明漸開線齒廓上的點N1`落在刀刃的左內側,即點N1`附近的漸開線被刀刃切掉而產生根切,如圖中的陰影部分所示。

(2) 避免根切的方法

以上分析可知,產生根切的原因是刀具的齒頂線超過極限嚙合點N1,因此可以利用移距變位的方法避免根切。

如圖所示,為了避免根切齒條刀採用正變位,變位量為 。這樣使刀具齒頂線通過極限嚙合點N1,剛好不根切。由此可得不根切的條件為: 因,所以有 1) 標准齒輪不產生根切的最少齒數條件

因標准齒輪x=0 ,由式得不根切條件為 因此得出標准齒條刀加工標准齒輪不產生根切的最少齒數zmin : 當ha* =1、α=20。時,可以得到標准齒輪不產生根切的最少齒數zmin =17。

2)變位齒輪不產生根切的最小變位系數

由(9.16)式得不根切條件 因此有 將式代入上式並整理,可得變位齒輪不產生根切的最小變位系數為 上式表明:當z0 ;當 z>zmin時,可以採用負變位(x<0),只要滿足x≥xmin 的條件就不會產生根切。

3) 改變齒頂高系數和壓力角

由式可知,減小齒頂高系數ha* 或加大壓力角α,均可提高齒輪避免根切的能力。但是,這樣需要採用非標准刀具,成本將增加,一般情況不宜採用。

5. 無側隙嚙合條件及無側隙嚙合方程式

(1)無側隙嚙合條件

齒輪嚙合傳動時,為了在嚙合齒廓之間形成潤滑油膜,避免因輪齒摩檫發熱膨脹而卡死,齒廓之間必須留有間隙,此間隙稱為齒側間隙,簡稱側隙。但是,齒側間隙的存在會產生齒間沖擊,影響齒輪傳動的平穩性。因此,這個間隙只能很小,通常由齒輪公差來保證。對於齒輪運動設計仍按無齒側間隙(側隙為零)進行設計。

一對齒輪嚙合過程中,兩節圓作純滾動。因此,兩齒輪的節圓齒距應相等,即 p1`=p2` 。為保證無齒側間隙嚙合,一齒輪的節圓齒厚必須等於另一齒輪節圓齒槽寬,即s1`=e2`或p2`=e1`。這樣有,故 即齒輪嚙合傳動的無側隙嚙合條件是:節圓齒距等於兩輪節圓齒厚之和。

(2)無側隙嚙合方程式

節圓齒厚s1`,p2` : 式中 而 將以上各式代入式並化簡得 上式稱為無側隙嚙合方程式。該式表明:一對齒輪的變位系數確定後,只有按此式求得的嚙合角α` 安裝,才能保證無側隙嚙合傳動。對於標准齒輪傳動,因x1=x2=0 ,則有α` =α。

6. 保證齒頂厚條件

對於正變位齒輪,過大的變位可能引起齒頂變尖(Sa =0)或齒頂厚過小的現象。為了保證齒輪的齒頂強度,齒頂厚不能太小,一般要求 Sa ≥0.25 ,對於表面淬火的齒輪,要求Sa >0.4 m。

2 齒輪機構嚙合傳動的幾何尺寸

1. 中心距α`與中心距變動系數y

1) 中心距α`

由圖可得一對變位齒輪的中心距α` 對於一對標准齒輪而言,因x1=x2=0,α` =α,則其中心距α` 為 此中心距稱為標准安裝中心距,簡稱標准中心距。此時,兩輪的分度圓相切並與其節圓重合,既保證無側隙嚙合,又保證頂隙是標准值。頂隙可以避免嚙合輪齒的頂部與根部相抵干涉,同時用作儲存潤滑油。

2) 中心距變動系數y

現以ym表示變位齒輪中心距與標准中心距之差(又稱中心距變動量),則有 故 式中y稱為中心距變動系數。

2. 齒頂高ha與齒頂高變動系數Δy 假想有一把標准齒條刀具,它可以同時雙面切削兩個正變位齒輪,其變位量分別為x1m 和x2m 。兩輪均具有標准齒高和標准頂隙c*m。從圖中可以看出,兩輪齒廓與刀具的直線齒廓分別在點A1、B1和點A2、B2接觸,而且輪1上的點A1和輪2上的點A2分別處在同一刀刃齒廓兩側不同位置,點B1和B2也是如此。因此,當抽去假想齒條刀具,並讓兩齒輪按此位置安裝時,雖然兩輪之間具有標准齒頂隙c*m ,但卻出現齒側間隙。為了實現無側隙嚙合,可把兩輪中心靠近,直至無側隙為止,並設中心距縮短量為Δym 。顯然,此時頂隙也將減小Δym,不再是標准頂隙。因此為了實現無側隙嚙合的同時也保證標准頂隙,必須將兩輪齒頂削去Δym。這樣齒頂高ha為 式中 Δy 稱為齒高變動系數。相應全齒高為 設中心距減小Δym 前後的中心距分別為α"和α',則有 故 以上僅就正變位齒輪進行分析。但可以證明:對於外嚙合傳動,無論 x1 和x2 取何值,Δy恆為正值。變位齒輪的全齒高恆大於或等於標准齒輪的全齒高。外嚙合變位齒輪傳動的幾何尺寸計算參看下錶。 3 齒輪傳動的類型

根據(x1 +x2 )及 x1 、x2 取值不同,可把齒輪傳動分為三種基本類型,即標准齒輪傳動、高度變位齒輪傳動及角度變位齒輪傳動。它們的傳動特點比較詳見下表。

Ⅲ 習題:已知用於帶式運輸機的減速器中的一對閉式直齒圓柱齒輪 傳動,

習題:已知用於帶式運輸機的減速器中的一對閉式直齒圓柱齒輪傳動,採用電機驅動,其轉速n1=9100r/min,傳動比i=4.2,P=7.4KW,單向運轉,雙班制,每年工作300天,使用期限為5年。試設計此傳動中的齒輪。

Ⅳ 設計一用於帶式運輸機上的單級直齒圓柱齒輪減速器的設計任務書 帶圖的

械設計課程設計任務書

班 級 姓 名

設計題目:帶式運輸機傳動裝置設計

布置形式:設計用於帶式運輸機的一級直齒圓柱齒輪減速器(Ⅰ)

傳動簡圖

原始數據:

數據編號 1 2 3 4 5 6

運輸帶工作拉力F/N 800 850 900 950 1100 1150

運輸帶工作速度v/(m/s) 1.5 1.6 1.7 1.5 1.55 1.6

捲筒直徑D/mm 250 260 270 240 250 260

工作條件:一班制,連續單向運轉。載荷平穩,室內工作,有粉塵。

使用期限:10 年

生產批量:10 套

動力來源:三相交流電(220V/380V )

運輸帶速度允許誤差:±5% 。
提問者: 浪人5 - 試用期 一級 其他回答 共 1 條
這個是我好不容易才找到的,一個東東啊,你可以自己看看啊,就差不多能自己理解了。。。給我你的郵箱發給你啊!我的是[email protected]

目 錄
設計任務書…………………………………………………2
第一部分 傳動裝置總體設計……………………………4
第二部分 V帶設計………………………………………6
第三部分 各齒輪的設計計算……………………………9
第四部分 軸的設計………………………………………13
第五部分 校核……………………………………………19
第六部分 主要尺寸及數據………………………………21

設 計 任 務 書

一、 課程設計題目:
設計帶式運輸機傳動裝置(簡圖如下)

原始數據:
數據編號 3 5 7 10
運輸機工作轉矩T/(N.m) 690 630 760 620
運輸機帶速V/(m/s) 0.8 0.9 0.75 0.9
捲筒直徑D/mm 320 380 320 360

工作條件:
連續單向運轉,工作時有輕微振動,使用期限為10年,小批量生產,單班制工作(8小時/天)。運輸速度允許誤差為 。
二、 課程設計內容
1)傳動裝置的總體設計。
2)傳動件及支承的設計計算。
3)減速器裝配圖及零件工作圖。
4)設計計算說明書編寫。

每個學生應完成:
1) 部件裝配圖一張(A1)。
2) 零件工作圖兩張(A3)
3) 設計說明書一份(6000~8000字)。

本組設計數據:
第三組數據:運輸機工作軸轉矩T/(N.m) 690 。
運輸機帶速V/(m/s) 0.8 。
捲筒直徑D/mm 320 。

已給方案:外傳動機構為V帶傳動。
減速器為兩級展開式圓柱齒輪減速器。

第一部分 傳動裝置總體設計

一、 傳動方案(已給定)
1) 外傳動為V帶傳動。
2) 減速器為兩級展開式圓柱齒輪減速器。
3) 方案簡圖如下:
二、該方案的優缺點:
該工作機有輕微振動,由於V帶有緩沖吸振能力,採用V帶傳動能減小振動帶來的影響,並且該工作機屬於小功率、載荷變化不大,可以採用V帶這種簡單的結構,並且價格便宜,標准化程度高,大幅降低了成本。減速器部分兩級展開式圓柱齒輪減速,這是兩級減速器中應用最廣泛的一種。齒輪相對於軸承不對稱,要求軸具有較大的剛度。高速級齒輪常布置在遠離扭矩輸入端的一邊,以減小因彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均現象。原動機部分為Y系列三相交流 非同步電動機。
總體來講,該傳動方案滿足工作機的性能要求,適應工作條件、工作可靠,此外還結構簡單、尺寸緊湊、成本低傳動效率高。
計 算 與 說 明 結果
三、原動機選擇(Y系列三相交流非同步電動機)
工作機所需功率: =0.96 (見課設P9)

傳動裝置總效率: (見課設式2-4)

(見課設表12-8)

電動機的輸出功率: (見課設式2-1)

選擇電動機為Y132M1-6 m型 (見課設表19-1)
技術數據:額定功率( ) 4 滿載轉矩( ) 960
額定轉矩( ) 2.0 最大轉矩( ) 2.0
Y132M1-6電動機的外型尺寸(mm): (見課設表19-3)
A:216 B:178 C:89 D:38 E:80 F:10 G:33 H:132 K:12 AB:280 AC:270 AD:210 HD:315 BB:238 L:235
四、傳動裝置總體傳動比的確定及各級傳動比的分配
1、 總傳動比: (見課設式2-6)

2、 各級傳動比分配: (見課設式2-7)

初定

第二部分 V帶設計

外傳動帶選為 普通V帶傳動
1、 確定計算功率:
1)、由表5-9查得工作情況系數
2)、由式5-23(機設)
2、選擇V帶型號
查圖5-12a(機設)選A型V帶。
3.確定帶輪直徑
(1)、參考圖5-12a(機設)及表5-3(機設)選取小帶輪直徑
(電機中心高符合要求)
(2)、驗算帶速 由式5-7(機設)

(3)、從動帶輪直徑

查表5-4(機設) 取
(4)、傳動比 i

(5)、從動輪轉速

4.確定中心距 和帶長
(1)、按式(5-23機設)初選中心距


(2)、按式(5-24機設)求帶的計算基礎准長度L0

查圖.5-7(機設)取帶的基準長度Ld=2000mm
(3)、按式(5-25機設)計算中心距:a

(4)、按式(5-26機設)確定中心距調整范圍

5.驗算小帶輪包角α1
由式(5-11機設)

6.確定V帶根數Z
(1)、由表(5-7機設)查得dd1=112 n1=800r/min及n1=980r/min時,單根V帶的額定功率分呷為1.00Kw和1.18Kw,用線性插值法求n1=980r/min時的額定功率P0值。

(2)、由表(5-10機設)查得△P0=0.11Kw
(3)、由表查得(5-12機設)查得包角系數
(4)、由表(5-13機設)查得長度系數KL=1.03
(5)、計算V帶根數Z,由式(5-28機設)

取Z=5根
7.計算單根V帶初拉力F0,由式(5-29)機設。

q由表5-5機設查得
8.計算對軸的壓力FQ,由式(5-30機設)得

9.確定帶輪的結構尺寸,給制帶輪工作圖
小帶輪基準直徑dd1=112mm採用實心式結構。大帶輪基準直徑dd2=280mm,採用孔板式結構,基準圖見零件工作圖。

第三部分 各齒輪的設計計算

一、高速級減速齒輪設計(直齒圓柱齒輪)
1.齒輪的材料,精度和齒數選擇,因傳遞功率不大,轉速不高,材料按表7-1選取,都採用45號鋼,鍛選項毛坯,大齒輪、正火處理,小齒輪調質,均用軟齒面。齒輪精度用8級,輪齒表面精糙度為Ra1.6,軟齒面閉式傳動,失效形式為占蝕,考慮傳動平穩性,齒數宜取多些,取Z1=34 則Z2=Z1i=34×2.62=89
2.設計計算。
(1)設計准則,按齒面接觸疲勞強度計算,再按齒根彎曲疲勞強度校核。
(2)按齒面接觸疲勞強度設計,由式(7-9)

T1=9.55×106×P/n=9.55×106×5.42/384=134794 N?mm
由圖(7-6)選取材料的接觸疲勞,極限應力為
бHILim=580 бHILin=560
由圖 7-7選取材料彎曲疲勞極限應力
бHILim=230 бHILin=210
應力循環次數N由式(7-3)計算
N1=60n, at=60×(8×360×10)=6.64×109
N2= N1/u=6.64×109/2.62=2.53×109
由圖7-8查得接觸疲勞壽命系數;ZN1=1.1 ZN2=1.04
由圖7-9查得彎曲 ;YN1=1 YN2=1
由圖7-2查得接觸疲勞安全系數:SFmin=1.4 又YST=2.0 試選Kt=1.3
由式(7-1)(7-2)求許用接觸應力和許用彎曲應力

將有關值代入式(7-9)得

則V1=(πd1tn1/60×1000)=1.3m/s
( Z1 V1/100)=1.3×(34/100)m/s=0.44m/s
查圖7-10得Kv=1.05 由表7-3查和得K A=1.25.由表7-4查得Kβ=1.08.取Kα=1.05.則KH=KAKVKβKα=1.42 ,修正
M=d1/Z1=1.96mm
由表7-6取標准模數:m=2mm
(3) 計算幾何尺寸
d1=mz1=2×34=68mm
d2=mz2=2×89=178mm
a=m(z1+z2)/2=123mm
b=φddt=1×68=68mm
取b2=65mm b1=b2+10=75
3.校核齒根彎曲疲勞強度
由圖7-18查得,YFS1=4.1,YFS2=4.0 取Yε=0.7
由式(7-12)校核大小齒輪的彎曲強度.

二、低速級減速齒輪設計(直齒圓柱齒輪)
1.齒輪的材料,精度和齒數選擇,因傳遞功率不大,轉速不高,材料按表7-1選取,都採用45號鋼,鍛選項毛坯,大齒輪、正火處理,小齒輪調質,均用軟齒面。齒輪精度用8級,輪齒表面精糙度為Ra1.6,軟齒面閉式傳動,失效形式為點蝕,考慮傳動平穩性,齒數宜取多些,取Z1=34
則Z2=Z1i=34×3.7=104
2.設計計算。
(1) 設計准則,按齒面接觸疲勞強度計算,再按齒根彎曲疲勞強度校核。
(2)按齒面接觸疲勞強度設計,由式(7-9)

T1=9.55×106×P/n=9.55×106×5.20/148=335540 N?mm
由圖(7-6)選取材料的接觸疲勞,極限應力為
бHILim=580 бHILin=560
由圖 7-7選取材料彎曲疲勞極陰應力
бHILim=230 бHILin=210
應力循環次數N由式(7-3)計算
N1=60n at=60×148×(8×360×10)=2.55×109
N2= N1/u=2.55×109/3.07=8.33×108
由圖7-8查得接觸疲勞壽命系數;ZN1=1.1 ZN2=1.04
由圖7-9查得彎曲 ;YN1=1 YN2=1
由圖7-2查得接觸疲勞安全系數:SFmin=1.4 又YST=2.0 試選Kt=1.3
由式(7-1)(7-2)求許用接觸應力和許用彎曲應力

將有關值代入式(7-9)得

則V1=(πd1tn1/60×1000)=0.55m/s
( Z1 V1/100)=0.55×(34/100)m/s=0.19m/s
查圖7-10得Kv=1.05 由表7-3查和得K A=1.25.由表7-4查得Kβ=1.08.取Kα=1.05.則KH=KAKVKβKα=1.377 ,修正
M=d1/Z1=2.11mm
由表7-6取標准模數:m=2.5mm
(3) 計算幾何尺寸
d1=mz1=2.5×34=85mm
d2=mz2=2.5×104=260mm
a=m(z1+z2)/2=172.5mm
b=φddt=1×85=85mm
取b2=85mm b1=b2+10=95
3.校核齒根彎曲疲勞強度
由圖7-18查得,YFS1=4.1,YFS2=4.0 取Yε=0.7
由式(7-12)校核大小齒輪的彎曲強度.

總結:高速級 z1=34 z2=89 m=2
低速級 z1=34 z2=104 m=2.5

第四部分 軸的設計
高速軸的設計
1.選擇軸的材料及熱處理
由於減速器傳遞的功率不大,對其重量和尺寸也無特殊要求故選擇常用材料45鋼,調質處理.
2.初估軸徑
按扭矩初估軸的直徑,查表10-2,得c=106至117,考慮到安裝聯軸器的軸段僅受扭矩作用.取c=110則:
D1min=
D2min=
D3min=
3.初選軸承
1軸選軸承為6008
2軸選軸承為6009
3軸選軸承為6012
根據軸承確定各軸安裝軸承的直徑為:
D1=40mm
D2=45mm
D3=60mm
4.結構設計(現只對高速軸作設計,其它兩軸設計略,結構詳見圖)為了拆裝方便,減速器殼體用剖分式,軸的結構形狀如圖所示.
(1).各軸直徑的確定
初估軸徑後,即可按軸上零件的安裝順序,從左端開始確定直徑.該軸軸段1安裝軸承6008,故該段直徑為40mm。2段裝齒輪,為了便於安裝,取2段為44mm。齒輪右端用軸肩固定,計算得軸肩的高度為4.5mm,取3段為53mm。5段裝軸承,直徑和1段一樣為40mm。4段不裝任何零件,但考慮到軸承的軸向定位,及軸承的安裝,取4段為42mm。6段應與密封毛氈的尺寸同時確定,查機械設計手冊,選用JB/ZQ4606-1986中d=36mm的毛氈圈,故取6段36mm。7段裝大帶輪,取為32mm>dmin 。
(2)各軸段長度的確定
軸段1的長度為軸承6008的寬度和軸承到箱體內壁的距離加上箱體內壁到齒輪端面的距離加上2mm,l1=32mm。2段應比齒輪寬略小2mm,為l2=73mm。3段的長度按軸肩寬度公式計算l3=1.4h;去l3=6mm,4段:l4=109mm。l5和軸承6008同寬取l5=15mm。l6=55mm,7段同大帶輪同寬,取l7=90mm。其中l4,l6是在確定其它段長度和箱體內壁寬後確定的。
於是,可得軸的支點上受力點間的跨距L1=52.5mm,L2=159mm,L3=107.5mm。
(3).軸上零件的周向固定
為了保證良好的對中性,齒輪與軸選用過盈配合H7/r6。與軸承內圈配合軸勁選用k6,齒輪與大帶輪均採用A型普通平鍵聯接,分別為16*63 GB1096-1979及鍵10*80 GB1096-1979。
(4).軸上倒角與圓角
為保證6008軸承內圈端面緊靠定位軸肩的端面,根據軸承手冊的推薦,取軸肩圓角半徑為1mm。其他軸肩圓角半徑均為2mm。根據標准GB6403.4-1986,軸的左右端倒角均為1*45。。
5.軸的受力分析
(1) 畫軸的受力簡圖。
(2) 計算支座反力。
Ft=2T1/d1=
Fr=Fttg20。=3784
FQ=1588N
在水平面上
FR1H=
FR2H=Fr-FR1H=1377-966=411N
在垂直面上
FR1V=
Fr2V=Ft- FR1V=1377-352=1025N
(3) 畫彎矩圖
在水平面上,a-a剖面左側
MAh=FR1Hl3=966 52.5=50.715N?m
a-a剖面右側
M』Ah=FR2Hl2=411 153=62.88 N?m
在垂直面上
MAv=M』AV=FR1Vl2=352×153=53.856 N?m
合成彎矩,a-a剖面左側

a-a剖面右側

畫轉矩圖
轉矩 3784×(68/2)=128.7N?m
6.判斷危險截面
顯然,如圖所示,a-a剖面左側合成彎矩最大、扭矩為T,該截面左側可能是危險截面;b-b截面處合成灣矩雖不是最大,但該截面左側也可能是危險截面。若從疲勞強度考慮,a-a,b-b截面右側均有應力集中,且b-b截面處應力集中更嚴重,故a-a截面左側和b-b截面左、右側又均有可能是疲勞破壞危險截面。
7.軸的彎扭合成強度校核
由表10-1查得

(1)a-a剖面左側
3=0.1×443=8.5184m3
=14.57
(2)b-b截面左側
3=0.1×423=7.41m3
b-b截面處合成彎矩Mb:
=174 N?m
=27
8.軸的安全系數校核:由表10-1查得 (1)在a-a截面左側
WT=0.2d3=0.2×443=17036.8mm3
由附表10-1查得 由附表10-4查得絕對尺寸系數 ;軸經磨削加工, 由附表10-5查得質量系數 .則
彎曲應力
應力幅
平均應力
切應力

安全系數

查表10-6得許用安全系數 =1.3~1.5,顯然S> ,故a-a剖面安全.
(2)b-b截面右側
抗彎截面系數 3=0.1×533=14.887m3
抗扭截面系數WT=0.2d3=0.2×533=29.775 m3
又Mb=174 N?m,故彎曲應力

切應力

由附表10-1查得過盈配合引起的有效應力集中系數 。 則

顯然S> ,故b-b截面右側安全。
(3)b-b截面左側
WT=0.2d3=0.2×423=14.82 m3
b-b截面左右側的彎矩、扭矩相同。
彎曲應力

切應力

(D-d)/r=1 r/d=0.05,由附表10-2查得圓角引起的有效應力集中系數 。由附表10-4查得絕對尺寸系數 。又 。則

顯然S> ,故b-b截面左側安全。

第五部分 校 核
高速軸軸承

FR2H=Fr-FR1H=1377-966=411N

Fr2V=Ft- FR1V=1377-352=1025N
軸承的型號為6008,Cr=16.2 kN
1) FA/COr=0
2) 計算當量動載荷

查表得fP=1.2徑向載荷系數X和軸向載荷系數Y為X=1,Y=0
=1.2×(1×352)=422.4 N
3) 驗算6008的壽命

驗算右邊軸承

鍵的校核
鍵1 10×8 L=80 GB1096-79
則強度條件為

查表許用擠壓應力
所以鍵的強度足夠
鍵2 12×8 L=63 GB1096-79
則強度條件為

查表許用擠壓應力
所以鍵的強度足夠

聯軸器的選擇
聯軸器選擇為TL8型彈性聯軸器 GB4323-84
減速器的潤滑
1.齒輪的潤滑
因齒輪的圓周速度<12 m/s,所以才用浸油潤滑的潤滑方式。
高速齒輪浸入油里約0.7個齒高,但不小於10mm,低速級齒輪浸入油高度約為1個齒高(不小於10mm),1/6齒輪。
2.滾動軸承的潤滑
因潤滑油中的傳動零件(齒輪)的圓周速度V≥1.5~2m/s所以採用飛濺潤滑,

第六部分 主要尺寸及數據
箱體尺寸:
箱體壁厚
箱蓋壁厚
箱座凸緣厚度b=15mm
箱蓋凸緣厚度b1=15mm
箱座底凸緣厚度b2=25mm
地腳螺栓直徑df=M16
地腳螺栓數目n=4
軸承旁聯接螺栓直徑d1=M12
聯接螺栓d2的間距l=150mm
軸承端蓋螺釘直徑d3=M8
定位銷直徑d=6mm
df 、d1 、d2至外箱壁的距離C1=18mm、18 mm、13 mm
df、d2至凸緣邊緣的距離C2=16mm、11 mm
軸承旁凸台半徑R1=11mm
凸台高度根據低速軸承座外半徑確定
外箱壁至軸承座端面距離L1=40mm
大齒輪頂圓與內箱壁距離△1=10mm
齒輪端面與內箱壁距離△2=10mm
箱蓋,箱座肋厚m1=m=7mm
軸承端蓋外徑D2 :凸緣式端蓋:D+(5~5.5)d3
以上尺寸參考機械設計課程設計P17~P21
傳動比
原始分配傳動比為:i1=2.62 i2=3.07 i3=2.5
修正後 :i1=2.5 i2=2.62 i3=3.07
各軸新的轉速為 :n1=960/2.5=3.84
n2=384/2.61=147
n3=147/3.07=48
各軸的輸入功率
P1=pdη8η7 =5.5×0.95×0.99=5.42
P2=p1η6η5=5.42×0.97×0.99=5.20
P3=p2η4η3=5.20×0.97×0.99=5.00
P4=p3η2η1=5.00×0.99×0.99=4.90
各軸的輸入轉矩
T1=9550Pdi1η8η7/nm=9550×5.5×2.5×0.95×0.99=128.65
T2= T1 i2η6η5=128.65×2.62×0.97×0.99=323.68
T3= T2 i3η4η3=323.68×3.07×0.97×0.99=954.25
T4= T3 η2η1=954.23×0.99×0.99=935.26
軸號 功率p 轉矩T 轉速n 傳動比i 效率η
電機軸 5.5 2.0 960 1 1
1 5.42 128.65 384 2.5 0.94
2 5.20 323.68 148 2.62 0.96
3 5.00 954.25 48 3.07 0.96
工作機軸 4.90 935.26 48 1 0.98

齒輪的結構尺寸
兩小齒輪採用實心結構
兩大齒輪採用復板式結構
齒輪z1尺寸
z=34 d1=68 m=2 d=44 b=75
d1=68
ha=ha*m=1×2=2mm
hf=( ha*+c*)m=(1+0.25)×2=2.5mm
h=ha+hf=2+2.5=4.5mm
da=d1+2ha=68+2×2=72mm
df=d1-2hf=68-2×2.5=63
p=πm=6.28mm
s=πm/2=3.14×2/2=3.14mm
e=πm/2=3.14×2/2=3.14mm
c=c*m=0.25×2=0.5mm
齒輪z2的尺寸
由軸可 得d2=178 z2=89 m=2 b=65 d4=49
ha=ha*m=1×2=2mm
h=ha+hf=2+2.5=4.5mm
hf=(1+0.5)×2=2.5mm
da=d2+2ha=178+2×2=182
df=d1-2hf=178-2×2.5=173
p=πm=6.28mm
s=πm/2=3.14×2/2=3.14mm
e=πm/2=3.14×2/2=3.14mm
c=c*m=0.25×2=0.5mm
DT≈
D3≈1.6D4=1.6×49=78.4
D0≈da-10mn=182-10×2=162
D2≈0.25(D0-D3)=0.25(162-78.4)=20
R=5 c=0.2b=0.2×65=13

齒輪3尺寸
由軸可得, d=49 d3=85 z3=34 m=2.5 b=95
ha =ha*m=1×2.5=2.5
h=ha+hf=2.5+3.125=5.625
hf=(ha*+c*)m=(1+0.25)×2.5=3.125
da=d3+2ha=85+2×2.5=90
df=d1-2hf=85-2×3.125=78.75
p=πm=3.14×2.5=7.85
s=πm/2=3.14×2.5/2=3.925
e=s c=c*m=0.25×2.5=0.625
齒輪4寸
由軸可得 d=64 d4=260 z4=104 m=2.5 b=85
ha =ha*m=1×2.5=2.5
h=ha+hf=2.5+3.25=5.625
hf=(ha*+c*)m=(1+0.25)×0.25=3.125
da=d4+2ha=260+2×2.5=265
df=d1-2hf=260-2×3.125=253.75
p=πm=3.14×2.5=7.85
s=e=πm/2=3.14×2.5/2=3.925
c=c*m=0.25×2.5=0.625
D0≈da-10m=260-10×2.5=235
D3≈1.6×64=102.4

D2=0.25(D0-D3)=0.25×(235-102.4)=33.15
r=5 c=0.2b=0.2×85=17

參考文獻:
《機械設計》徐錦康 主編 機械工業出版社
《機械設計課程設計》陸玉 何在洲 佟延偉 主編
第3版 機械工業出版社
《機械設計手冊》
設計心得
機械設計課程設計是機械課程當中一個重要環節通過了3周的課程設計使我從各個方面都受到了機械設計的訓練,對機械的有關各個零部件有機的結合在一起得到了深刻的認識。
由於在設計方面我們沒有經驗,理論知識學的不牢固,在設計中難免會出現這樣那樣的問題,如:在選擇計算標准件是可能會出現誤差,如果是聯系緊密或者循序漸進的計算誤差會更大,在查表和計算上精度不夠准
在設計的過程中,培養了我綜合應用機械設計課程及其他課程的理論知識和應用生產實際知識解決工程實際問題的能力,在設計的過程中還培養出了我們的團隊精神,大家共同解決了許多個人無法解決的問題,在這些過程中我們深刻地認識到了自己在知識的理解和接受應用方面的不足,在今後的學習過程中我們會更加努力和團結。
由於本次設計是分組的,自己獨立設計的東西不多,但在通過這次設計之後,我想會對以後自己獨立設計打下一個良好的基礎。

Ⅳ 設計一單級閉式直齒圓柱齒輪傳動,傳遞功率P=15KW,齒輪轉速n=960/min,傳動比i=3.5,載荷平穩

功率 (千瓦) P = 7.5 輪轉速 (轉/) RPM1 = 970.0 輪轉速 (轉/) RPM2 = 264.545 實際速比 U = 3.6667 距專 (mm) A = 109.345 向模數 (mm) Mn = 2.5 螺旋角屬 (度) β = 13.0 向齒形角 (度) αn = 20.0 -----------------

Ⅵ 設計一由電動機驅動的閉式直齒圓柱齒輪轉動.已知傳遞功率是15kw.小齒輪轉速是1440r/min.

so silly

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