給你做個參考
一、前言
(一)
設計目的:
通過本課程設計將學過的基礎理論知識進行綜合應用,培養結構設計,計算能力,熟悉一般的機械裝置設計過程。
(二)
傳動方案的分析
機器一般是由原動機、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動機的運動和動力、變換其運動形式以滿足工作裝置的需要,是機器的重要組成部分。傳動裝置是否合理將直接影響機器的工作性能、重量和成本。合理的傳動方案除滿足工作裝置的功能外,還要求結構簡單、製造方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護方便。
本設計中原動機為電動機,工作機為皮帶輸送機。傳動方案採用了兩級傳動,第一級傳動為帶傳動,第二級傳動為單級直齒圓柱齒輪減速器。
帶傳動承載能力較低,在傳遞相同轉矩時,結構尺寸較其他形式大,但有過載保護的優點,還可緩和沖擊和振動,故布置在傳動的高速級,以降低傳遞的轉矩,減小帶傳動的結構尺寸。
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,是現代機器中應用最為廣泛的機構之一。本設計採用的是單級直齒輪傳動。
減速器的箱體採用水平剖分式結構,用HT200灰鑄鐵鑄造而成。
二、傳動系統的參數設計
原始數據:運輸帶的工作拉力F=0.2 KN;帶速V=2.0m/s;滾筒直徑D=400mm(滾筒效率為0.96)。
工作條件:預定使用壽命8年,工作為二班工作制,載荷輕。
工作環境:室內灰塵較大,環境最高溫度35°。
動力來源:電力,三相交流380/220伏。
1
、電動機選擇
(1)、電動機類型的選擇: Y系列三相非同步電動機
(2)、電動機功率選擇:
①傳動裝置的總效率:
=0.98×0.99 ×0.96×0.99×0.96
②工作機所需的輸入功率:
因為 F=0.2 KN=0.2 KN= 1908N
=FV/1000η
=1908×2/1000×0.96
=3.975KW
③電動機的輸出功率:
=3.975/0.87=4.488KW
使電動機的額定功率P =(1~1.3)P ,由查表得電動機的額定功率P = 5.5KW 。
⑶、確定電動機轉速:
計算滾筒工作轉速:
=(60×v)/(2π×D/2)
=(60×2)/(2π×0.2)
=96r/min
由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』 =3~6。取V帶傳動比I』 =2~4,則總傳動比理時范圍為I』 =6~24。故電動機轉速的可選范圍為n』 =(6~24)×96=576~2304r/min
⑷、確定電動機型號
根據以上計算在這個范圍內電動機的同步轉速有1000r/min和1500r/min,綜合考慮電動機和傳動裝置的情況,同時也要降低電動機的重量和成本,最終可確定同步轉速為1500r/min ,根據所需的額定功率及同步轉速確定電動機的型號為Y132S-4 ,滿載轉速 1440r/min 。
其主要性能:額定功率:5.5KW,滿載轉速1440r/min,額定轉矩2.2,質量68kg。
2 、計算總傳動比及分配各級的傳動比
(1)、總傳動比:i =1440/96=15
(2)、分配各級傳動比:
根據指導書,取齒輪i =5(單級減速器i=3~6合理)
=15/5=3
3 、運動參數及動力參數計算
⑴、計算各軸轉速(r/min)
=960r/min
=1440/3=480(r/min)
=480/5=96(r/min)
⑵計算各軸的功率(KW)
電動機的額定功率Pm=5.5KW
所以
P =5.5×0.98×0.99=4.354KW
=4.354×0.99×0.96 =4.138KW
=4.138×0.99×0.99=4.056KW
⑶計算各軸扭矩(N•mm)
TI=9550×PI/nI=9550×4.354/480=86.63N•m
=9550×4.138/96 =411.645N•m
=9550×4.056/96 =403.486N•m
三、傳動零件的設計計算
(一)齒輪傳動的設計計算
(1)選擇齒輪材料及精度等級
考慮減速器傳遞功率不大,所以齒輪採用軟齒面。小齒輪選用40Cr調質,齒面硬度為240~260HBS。大齒輪選用45#鋼,調質,齒面硬度220HBS;根據指導書選7級精度。齒面精糙度R ≤1.6~3.2μm
(2)確定有關參數和系數如下:
傳動比i
取小齒輪齒數Z =20。則大齒輪齒數:
=5×20=100 ,所以取Z
實際傳動比
i =101/20=5.05
傳動比誤差:(i -i)/I=(5.05-5)/5=1%<2.5% 可用
齒數比: u=i
取模數:m=3 ;齒頂高系數h =1;徑向間隙系數c =0.25;壓力角 =20°;
則 h *m=3,h )m=3.75
h=(2 h )m=6.75,c= c
分度圓直徑:d =×20mm=60mm
d =3×101mm=303mm
由指導書取 φ
齒寬: b=φ =0.9×60mm=54mm
=60mm ,
b
齒頂圓直徑:d )=66,
d
齒根圓直徑:d )=52.5,
d )=295.5
基圓直徑:
d cos =56.38,
d cos =284.73
(3)計算齒輪傳動的中心矩a:
a=m/2(Z )=3/2(20+101)=181.5mm 液壓絞車≈182mm
(二)軸的設計計算
1 、輸入軸的設計計算
⑴、按扭矩初算軸徑
選用45#調質,硬度217~255HBS
根據指導書並查表,取c=110
所以 d≥110 (4.354/480) 1/3mm=22.941mm
d=22.941×(1+5%)mm=24.08mm
∴選d=25mm
⑵、軸的結構設計
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,則採用過渡配合固定
②確定軸各段直徑和長度
Ⅰ段:d =25mm
, L =(1.5~3)d ,所以長度取L
∵h=2c
c=1.5mm
+2h=25+2×2×1.5=31mm
考慮齒輪端面和箱體內壁,軸承端面和箱體內壁應有一定距離。取套筒長為20mm,通過密封蓋軸段長應根據密封蓋的寬度,並考慮聯軸器和箱體外壁應有一定矩離而定,為此,取該段長為55mm,安裝齒輪段長度應比輪轂寬度小2mm,故II段長:
L =(2+20+55)=77mm
III段直徑:
初選用30207型角接觸球軸承,其內徑d為35mm,外徑D為72mm,寬度T為18.25mm.
=d=35mm,L =T=18.25mm,取L
Ⅳ段直徑:
由手冊得:c=1.5
h=2c=2×1.5=3mm
此段左面的滾動軸承的定位軸肩考慮,應便於軸承的拆卸,應按標准查取由手冊得安裝尺寸h=3.該段直徑應取:d =(35+3×2)=41mm
因此將Ⅳ段設計成階梯形,左段直徑為41mm
+2h=35+2×3=41mm
長度與右面的套筒相同,即L
Ⅴ段直徑:d =50mm. ,長度L =60mm
取L
由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=80mm
Ⅵ段直徑:d =41mm, L
Ⅶ段直徑:d =35mm, L <L3,取L
2 、輸出軸的設計計算
⑴、按扭矩初算軸徑
選用45#調質鋼,硬度(217~255HBS)
根據課本P235頁式(10-2),表(10-2)取c=110
=110× (2.168/76.4) =38.57mm
考慮有鍵槽,將直徑增大5%,則
d=38.57×(1+5%)mm=40.4985mm
∴取d=42mm
⑵、軸的結構設計
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,周向定位採用鍵和過渡配合,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30211型角接球軸承,其內徑d為55mm,外徑D=100mm,寬度T為22.755mm。考慮齒輪端面和箱體內壁,軸承端面與箱體內壁應有一定矩離,則取套筒長為20mm,則該段長42.755mm,安裝齒輪段長度為輪轂寬度為2mm。
則 d =42mm L = 50mm
L = 55mm
L = 60mm
L = 68mm
L =55mm
L
四、滾動軸承的選擇
1 、計算輸入軸承
選用30207型角接觸球軸承,其內徑d為35mm,外徑D為72mm,寬度T為18.25mm.
2 、計算輸出軸承
選30211型角接球軸承,其內徑d為55mm,外徑D=100mm,寬度T為22.755mm
五、鍵聯接的選擇
1 、輸出軸與帶輪聯接採用平鍵聯接
鍵的類型及其尺寸選擇:
帶輪傳動要求帶輪與軸的對中性好,故選擇C型平鍵聯接。
根據軸徑d =42mm ,L =65mm
查手冊得,選用C型平鍵,得: 卷揚機
裝配圖中22號零件選用GB1096-79系列的鍵12×56
則查得:鍵寬b=12,鍵高h=8,因軸長L =65,故取鍵長L=56
2 、輸出軸與齒輪聯接用平鍵聯接
=60mm,L
查手冊得,選用C型平鍵,得:
裝配圖中 赫格隆36號零件選用GB1096-79系列的鍵18×45
則查得:鍵寬b=18,鍵高h=11,因軸長L =53,故取鍵長L=45
3 、輸入軸與帶輪聯接採用平鍵聯接 =25mm L
查手冊
選A型平鍵,得:
裝配圖中29號零件選用GB1096-79系列的鍵8×50
則查得:鍵寬b=8,鍵高h=7,因軸長L =62,故取鍵長L=50
4 、輸出軸與齒輪聯接用平鍵聯接
=50mm
L
查手冊
選A型平鍵,得:
裝配圖中26號零件選用GB1096-79系列的鍵14×49
則查得:鍵寬b=14,鍵高h=9,因軸長L =60,故取鍵長L=49
六、箱體、箱蓋主要尺寸計算
箱體採用水平剖分式結構,採用HT200灰鑄鐵鑄造而成。箱體主要尺寸計算如下:
七、軸承端蓋
主要尺寸計算
軸承端蓋:HT150 d3=8
n=6 b=10
八、減速器的
減速器的附件的設計
1
、擋圈 :GB886-86
查得:內徑d=55,外徑D=65,擋圈厚H=5,右肩軸直徑D1≥58
2
、油標 :M12:d =6,h=28,a=10,b=6,c=4,D=20,D
3
、角螺塞
M18
×
1.5 :JB/ZQ4450-86
九、
設計參考資料目錄
1、吳宗澤、羅聖國主編.機械設計課程設計手冊.北京:高等教育出版社,1999.6
2、解蘭昌等編著.緊密儀器儀表機構設計.杭州:浙江大學出版社,1997.11
『貳』 機械設計課程設計:設計題目 帶式運輸機傳動裝置的設計(附圖)
已發!
『叄』 機械設計課程設計設計題目:帶式傳輸機的傳動裝置
設計—用於帶式運輸機上的單級直齒圓柱減速器,已知條件:運輸帶的工作拉力F=1350N,運輸帶的速度V=1.6m/s捲筒直徑D=260mm,兩班制工作(12小時),連續單向運轉,載荷平移,工作年限10年,每年300工作日,運輸帶速度允許誤差為±5%,捲筒效率0.96 一.傳動方案分析: 如圖所示減速傳動由帶傳動和單級圓柱齒輪傳動組成,帶傳動置於高速級具有緩沖吸振能力和過載保護作用,帶傳動依靠摩擦力工作,有利於減少傳動的結構尺寸,而圓柱齒輪傳動布置在低速級,有利於發揮其過載能力大的優勢
二.選擇電動機: (1)電動機的類型和結構形式,按工作要求和工作條件,選用一般用途的Y系列三相非同步交流電動機。 (2)電動機容量: ①捲筒軸的輸出功率Pw=FV/1000=1350×1.6/1000=2.16kw ②電動機輸出功率Pd=Pw/η 傳動系統的總效率:η= 式中……為從電動機至捲筒之間的各傳動機構和軸承的效率。 由表查得V帶傳動=0.96,滾動軸承=0.99,圓柱齒輪傳動 =0.97,彈性連軸器=0.99,捲筒軸滑動軸承=0.96 於是η=0.96××0.97×0.99×0.96≈0.88 故: Pd=Pw/η=2.16/0.88≈2.45kw ③電動機額定功率由表取得=3kw (3)電動機的轉速:由已知條件計算捲筒的轉速 即: =60×1000V/πD=60×1000×1.6/3.14×260=118 r/min V帶傳動常用傳動比范圍=2-4,單級圓柱齒輪的傳動比范圍=2-4 於是轉速可選范圍為==118×(2~4)×(2~4) =472~1888r/min 可見同步轉速為500r/min和2000r/min的電動機均合適,為使傳動裝置的傳動比較小,結構尺寸緊湊,這里選用同步轉速為960×r/min的電動機 傳動系統總傳動比i==≈2.04 根據V帶傳動的常用范圍=2-4取=4 於是單級圓柱齒輪減速器傳動比==≈2.04
『肆』 機械設計基礎課程設計 設計帶式運輸機傳動裝置中的一級直齒圓柱齒輪減速器
IJK匯總的1000份機械課設畢設,都是別人做好的,給個採納哦L
『伍』 帶式輸送機傳動裝置(機械設計課程設計)
一)選擇電抄動機襲1。選擇電動機容量 P=FV/η P=4000*2/η η是帶式輸送機的效率,你沒寫出來。2。選取電動機額定功率 查表3。確定電動機轉速 n=60V/πD n=60*2*1000/π*450 毫米轉化米/1000 然後查表。二)計算傳動裝置的總傳動比並分配各級傳動比。總傳動比等於電動機轉速除以n。 分配有:動機道減速箱,動力軸道中間軸,間軸道輸出軸 。 開始的就這么多了。我打字好慢的,累的不行了 呵呵
『陸』 機械設計課程設計設計帶式運輸機傳動裝置其中運輸帶工作拉力F=2900N V=1. 5滾筒直徑D=400滾筒效率0....
課程設計 帶式運輸機傳動裝置設計,共31頁,6698字
目錄
第一章 設計任務版書 1
第二章 傳動裝置的總體設權計 2
2.1 電動機的選擇 2
2.2 傳動裝置的總傳動比和傳動比分配 3
2.3傳動裝置的運動和動力參數計算 3
第三章 傳動零件的設計計算 5
3.1 V帶傳動的設計計算 5
3.2蝸輪輪蝸桿傳動的設計計算 6
第四章 軸的結構尺寸計算 8
4.1蝸輪轉軸的機構尺寸計算 8
4.2蝸桿軸的結構尺寸設計 8
第五章 軸的強度校核 10
5.1 蝸輪轉軸的強度校核 10
5.2 蝸桿軸的強度校核 12
第六章 滾動軸承的選擇和校核 16
6.1 蝸輪轉軸軸承選擇和校核 16
6.2蝸桿軸軸承選擇和校核 16
第七章 平鍵的選擇計算以及聯軸器的選擇 18
7.1 蝸桿轉軸與蝸輪接觸的鍵的選擇計算 18
7.2 周轉定向連軸起的鍵的選擇計算 18
7.4 聯軸器的選擇 19
第八章 減速器箱體設計及附件的選擇和說明 20
8.1箱體主要尺寸設計 20
8.2附屬零件的設計 20
第九章 潤滑與密封 21
第十章 課程設計小結 22
參考文獻 22
『柒』 機械設計-課程設計-帶式運輸機傳動裝置-二級齒輪減速器
一、 設計題目:二級直齒圓柱齒輪減速器
1. 要求:擬定傳動關系:由電動機、V帶、減速器、聯軸器、工作機構成。
2. 工作條件:雙班工作,有輕微振動,小批量生產,單向傳動,使用5年,運輸帶允許誤差5%。
3. 知條件:運輸帶捲筒轉速 ,
減速箱輸出軸功率 馬力,
二、 傳動裝置總體設計:
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:
三、 選擇電機
1. 計算電機所需功率 : 查手冊第3頁表1-7:
-帶傳動效率:0.96
-每對軸承傳動效率:0.99
-圓柱齒輪的傳動效率:0.96
-聯軸器的傳動效率:0.993
—捲筒的傳動效率:0.96
說明:
-電機至工作機之間的傳動裝置的總效率:
2確定電機轉速:查指導書第7頁表1:取V帶傳動比i=2 4
二級圓柱齒輪減速器傳動比i=8 40所以電動機轉速的可選范圍是:
符合這一范圍的轉速有:750、1000、1500、3000
根據電動機所需功率和轉速查手冊第155頁表12-1有4種適用的電動機型號,因此有4種傳動比方案如下:
方案 電動機型號 額定功率 同步轉速
r/min 額定轉速
r/min 重量 總傳動比
1 Y112M-2 4KW 3000 2890 45Kg 152.11
2 Y112M-4 4KW 1500 1440 43Kg 75.79
3 Y132M1-6 4KW 1000 960 73Kg 50.53
4 Y160M1-8 4KW 750 720 118Kg 37.89
綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、和帶傳動、減速器的傳動比,可見第3種方案比較合適,因此選用電動機型號為Y132M1-6,其主要參數如下:
額定功率kW 滿載轉速 同步轉速 質量 A D E F G H L AB
4 960 1000 73 216 38 80 10 33 132 515 280
四 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比:
總傳動比:
分配傳動比:取 則
取 經計算
註: 為帶輪傳動比, 為高速級傳動比, 為低速級傳動比。
五 計算傳動裝置的運動和動力參數:
將傳動裝置各軸由高速到低速依次定為1軸、2軸、3軸、4軸
——依次為電機與軸1,軸1與軸2,軸2與軸3,軸3與軸4之間的傳動效率。
1. 各軸轉速:
2各軸輸入功率:
3各軸輸入轉矩:
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 3.67 36.5 960
1軸 3.52 3.48 106.9 105.8 314.86
2軸 3.21 3.18 470.3 465.6 68
3軸 3.05 3.02 1591.5 1559.6 19.1
4軸 3 2.97 1575.6 1512.6 19.1
六 設計V帶和帶輪:
1.設計V帶
①確定V帶型號
查課本 表13-6得: 則
根據 =4.4, =960r/min,由課本 圖13-5,選擇A型V帶,取 。
查課本第206頁表13-7取 。
為帶傳動的滑動率 。
②驗算帶速: 帶速在 范圍內,合適。
③取V帶基準長度 和中心距a:
初步選取中心距a: ,取 。
由課本第195頁式(13-2)得: 查課本第202頁表13-2取 。由課本第206頁式13-6計算實際中心距: 。
④驗算小帶輪包角 :由課本第195頁式13-1得: 。
⑤求V帶根數Z:由課本第204頁式13-15得:
查課本第203頁表13-3由內插值法得 。
EF=0.1
=1.37+0.1=1.38
EF=0.08
查課本第202頁表13-2得 。
查課本第204頁表13-5由內插值法得 。 =163.0 EF=0.009
=0.95+0.009=0.959
則
取 根。
⑥求作用在帶輪軸上的壓力 :查課本201頁表13-1得q=0.10kg/m,故由課本第197頁式13-7得單根V帶的初拉力:
作用在軸上壓力:
。
七 齒輪的設計:
1高速級大小齒輪的設計:
①材料:高速級小齒輪選用 鋼調質,齒面硬度為250HBS。高速級大齒輪選用 鋼正火,齒面硬度為220HBS。
②查課本第166頁表11-7得: 。
查課本第165頁表11-4得: 。
故 。
查課本第168頁表11-10C圖得: 。
故 。
③按齒面接觸強度設計:9級精度製造,查課本第164頁表11-3得:載荷系數 ,取齒寬系數 計算中心距:由課本第165頁式11-5得:
考慮高速級大齒輪與低速級大齒輪相差不大取
則 取
實際傳動比:
傳動比誤差: 。
齒寬: 取
高速級大齒輪: 高速級小齒輪:
④驗算輪齒彎曲強度:
查課本第167頁表11-9得:
按最小齒寬 計算:
所以安全。
⑤齒輪的圓周速度:
查課本第162頁表11-2知選用9級的的精度是合適的。
2低速級大小齒輪的設計:
①材料:低速級小齒輪選用 鋼調質,齒面硬度為250HBS。
低速級大齒輪選用 鋼正火,齒面硬度為220HBS。
②查課本第166頁表11-7得: 。
查課本第165頁表11-4得: 。
故 。
查課本第168頁表11-10C圖得: 。
故 。
③按齒面接觸強度設計:9級精度製造,查課本第164頁表11-3得:載荷系數 ,取齒寬系數
計算中心距: 由課本第165頁式11-5得:
取 則 取
計算傳動比誤差: 合適
齒寬: 則取
低速級大齒輪:
低速級小齒輪:
④驗算輪齒彎曲強度:查課本第167頁表11-9得:
按最小齒寬 計算:
安全。
⑤齒輪的圓周速度:
查課本第162頁表11-2知選用9級的的精度是合適的。
八 減速器機體結構尺寸如下:
名稱 符號 計算公式 結果
箱座厚度
10
箱蓋厚度
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
軸承旁聯結螺栓直徑
M12
蓋與座聯結螺栓直徑
=(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
, , 至外箱壁的距離
查手冊表11—2 34
22
18
, 至凸緣邊緣距離
查手冊表11—2 28
16
外箱壁至軸承端面距離
= + +(5 10)
50
大齒輪頂圓與內箱壁距離
>1.2
15
齒輪端面與內箱壁距離
>
10
箱蓋,箱座肋厚
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)
九 軸的設計:
1高速軸設計:
①材料:選用45號鋼調質處理。查課本第230頁表14-2取 C=100。
②各軸段直徑的確定:根據課本第230頁式14-2得: 又因為裝小帶輪的電動機軸徑 ,又因為高速軸第一段軸徑裝配大帶輪,且 所以查手冊第9頁表1-16取 。L1=1.75d1-3=60。
因為大帶輪要靠軸肩定位,且還要配合密封圈,所以查手冊85頁表7-12取 ,L2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。
段裝配軸承且 ,所以查手冊62頁表6-1取 。選用6009軸承。
L3=B+ +2=16+10+2=28。
段主要是定位軸承,取 。L4根據箱體內壁線確定後在確定。
裝配齒輪段直徑:判斷是不是作成齒輪軸:
查手冊51頁表4-1得:
得:e=5.9<6.25。
段裝配軸承所以 L6= L3=28。
2 校核該軸和軸承:L1=73 L2=211 L3=96
作用在齒輪上的圓周力為:
徑向力為
作用在軸1帶輪上的外力:
求垂直面的支反力:
求垂直彎矩,並繪制垂直彎矩圖:
求水平面的支承力:
由 得
N
N
求並繪制水平面彎矩圖:
求F在支點產生的反力:
求並繪制F力產生的彎矩圖:
F在a處產生的彎矩:
求合成彎矩圖:
考慮最不利的情況,把 與 直接相加。
求危險截面當量彎矩:
從圖可見,m-m處截面最危險,其當量彎矩為:(取摺合系數 )
計算危險截面處軸的直徑:
因為材料選擇 調質,查課本225頁表14-1得 ,查課本231頁表14-3得許用彎曲應力 ,則:
因為 ,所以該軸是安全的。
3軸承壽命校核:
軸承壽命可由式 進行校核,由於軸承主要承受徑向載荷的作用,所以 ,查課本259頁表16-9,10取 取
按最不利考慮,則有:
則 因此所該軸承符合要求。
4彎矩及軸的受力分析圖如下:
5鍵的設計與校核:
根據 ,確定V帶輪選鑄鐵HT200,參考教材表10-9,由於 在 范圍內,故 軸段上採用鍵 : ,
採用A型普通鍵:
鍵校核.為L1=1.75d1-3=60綜合考慮取 =50得 查課本155頁表10-10 所選鍵為:
中間軸的設計:
①材料:選用45號鋼調質處理。查課本第230頁表14-2取 C=100。
②根據課本第230頁式14-2得:
段要裝配軸承,所以查手冊第9頁表1-16取 ,查手冊62頁表6-1選用6208軸承,L1=B+ + + =18+10+10+2=40。
裝配低速級小齒輪,且 取 ,L2=128,因為要比齒輪孔長度少 。
段主要是定位高速級大齒輪,所以取 ,L3= =10。
裝配高速級大齒輪,取 L4=84-2=82。
段要裝配軸承,所以查手冊第9頁表1-16取 ,查手冊62頁表6-1選用6208軸承,L1=B+ + +3+ =18+10+10+2=43。
③校核該軸和軸承:L1=74 L2=117 L3=94
作用在2、3齒輪上的圓周力:
N
徑向力:
求垂直面的支反力
計算垂直彎矩:
求水平面的支承力:
計算、繪制水平面彎矩圖:
求合成彎矩圖,按最不利情況考慮:
求危險截面當量彎矩:
從圖可見,m-m,n-n處截面最危險,其當量彎矩為:(取摺合系數 )
計算危險截面處軸的直徑:
n-n截面:
m-m截面:
由於 ,所以該軸是安全的。
軸承壽命校核:
軸承壽命可由式 進行校核,由於軸承主要承受徑向載荷的作用,所以 ,查課本259頁表16-9,10取 取
則 ,軸承使用壽命在 年范圍內,因此所該軸承符合要求。
④彎矩及軸的受力分析圖如下:
⑤鍵的設計與校核:
已知 參考教材表10-11,由於 所以取
因為齒輪材料為45鋼。查課本155頁表10-10得
L=128-18=110取鍵長為110. L=82-12=70取鍵長為70
根據擠壓強度條件,鍵的校核為:
所以所選鍵為:
從動軸的設計:
⑴確定各軸段直徑
①計算最小軸段直徑。
因為軸主要承受轉矩作用,所以按扭轉強度計算,由式14-2得:
考慮到該軸段上開有鍵槽,因此取
查手冊9頁表1-16圓整成標准值,取
②為使聯軸器軸向定位,在外伸端設置軸肩,則第二段軸徑 。查手冊85頁表7-2,此尺寸符合軸承蓋和密封圈標准值,因此取 。
③設計軸段 ,為使軸承裝拆方便,查手冊62頁,表6-1,取 ,採用擋油環給軸承定位。選軸承6215: 。
④設計軸段 ,考慮到擋油環軸向定位,故取
⑤設計另一端軸頸 ,取 ,軸承由擋油環定位,擋油環另一端靠齒輪齒根處定位。
⑥ 輪裝拆方便,設計軸頭 ,取 ,查手冊9頁表1-16取 。
⑦設計軸環 及寬度b
使齒輪軸向定位,故取 取
,
⑵確定各軸段長度。
有聯軸器的尺寸決定 (後面將會講到).
因為 ,所以
軸頭長度 因為此段要比此輪孔的長度短
其它各軸段長度由結構決定。
(4).校核該軸和軸承:L1=97.5 L2=204.5 L3=116
求作用力、力矩和和力矩、危險截面的當量彎矩。
作用在齒輪上的圓周力:
徑向力:
求垂直面的支反力:
計算垂直彎矩:
.m
求水平面的支承力。
計算、繪制水平面彎矩圖。
求F在支點產生的反力
求F力產生的彎矩圖。
F在a處產生的彎矩:
求合成彎矩圖。
考慮最不利的情況,把 與 直接相加。
求危險截面當量彎矩。
從圖可見,m-m處截面最危險,其當量彎矩為:(取摺合系數 )
計算危險截面處軸的直徑。
因為材料選擇 調質,查課本225頁表14-1得 ,查課本231頁表14-3得許用彎曲應力 ,則:
考慮到鍵槽的影響,取
因為 ,所以該軸是安全的。
(5).軸承壽命校核。
軸承壽命可由式 進行校核,由於軸承主要承受徑向載荷的作用,所以 ,查課本259頁表16-9,10取 取
按最不利考慮,則有:
則 ,
該軸承壽命為64.8年,所以軸上的軸承是適合要求的。
(6)彎矩及軸的受力分析圖如下:
(7)鍵的設計與校核:
因為d1=63裝聯軸器查課本153頁表10-9選鍵為 查課本155頁表10-10得
因為L1=107初選鍵長為100,校核 所以所選鍵為:
裝齒輪查課本153頁表10-9選鍵為 查課本155頁表10-10得
因為L6=122初選鍵長為100,校核
所以所選鍵為: .
十 高速軸大齒輪的設計
因 採用腹板式結構
代號 結構尺寸和計算公式 結果
輪轂處直徑
72
輪轂軸向長度
84
倒角尺寸
1
齒根圓處的厚度
10
腹板最大直徑
321.25
板孔直徑
62.5
腹板厚度
25.2
電動機帶輪的設計
代號 結構尺寸和計算公式 結果
手冊157頁 38mm
68.4mm
取60mm
81mm
74.7mm
10mm
15mm
5mm
十一.聯軸器的選擇:
計算聯軸器所需的轉矩: 查課本269表17-1取 查手冊94頁表8-7選用型號為HL6的彈性柱銷聯軸器。
十二潤滑方式的確定:
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。
十三.其他有關數據見裝配圖的明細表和手冊中的有關數據。
十四.參考資料:
《機械設計課程設計手冊》(第二版)——清華大學 吳宗澤,北京科技大學 羅聖國主編。
《機械設計課程設計指導書》(第二版)——羅聖國,李平林等主編。
《機械課程設計》(重慶大學出版社)——周元康等主編。
《機械設計基礎》(第四版)課本——楊可楨 程光蘊 主編。