给你做个参考
一、前言
(一)
设计目的:
通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用,培养结构设计,计算能力,熟悉一般的机械装置设计过程。
(二)
传动方案的分析
机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要,是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外,还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。
本设计中原动机为电动机,工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动,第一级传动为带传动,第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。
带传动承载能力较低,在传递相同转矩时,结构尺寸较其他形式大,但有过载保护的优点,还可缓和冲击和振动,故布置在传动的高速级,以降低传递的转矩,减小带传动的结构尺寸。
齿轮传动的传动效率高,适用的功率和速度范围广,使用寿命较长,是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。
减速器的箱体采用水平剖分式结构,用HT200灰铸铁铸造而成。
二、传动系统的参数设计
原始数据:运输带的工作拉力F=0.2 KN;带速V=2.0m/s;滚筒直径D=400mm(滚筒效率为0.96)。
工作条件:预定使用寿命8年,工作为二班工作制,载荷轻。
工作环境:室内灰尘较大,环境最高温度35°。
动力来源:电力,三相交流380/220伏。
1
、电动机选择
(1)、电动机类型的选择: Y系列三相异步电动机
(2)、电动机功率选择:
①传动装置的总效率:
=0.98×0.99 ×0.96×0.99×0.96
②工作机所需的输入功率:
因为 F=0.2 KN=0.2 KN= 1908N
=FV/1000η
=1908×2/1000×0.96
=3.975KW
③电动机的输出功率:
=3.975/0.87=4.488KW
使电动机的额定功率P =(1~1.3)P ,由查表得电动机的额定功率P = 5.5KW 。
⑶、确定电动机转速:
计算滚筒工作转速:
=(60×v)/(2π×D/2)
=(60×2)/(2π×0.2)
=96r/min
由推荐的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I’ =3~6。取V带传动比I’ =2~4,则总传动比理时范围为I’ =6~24。故电动机转速的可选范围为n’ =(6~24)×96=576~2304r/min
⑷、确定电动机型号
根据以上计算在这个范围内电动机的同步转速有1000r/min和1500r/min,综合考虑电动机和传动装置的情况,同时也要降低电动机的重量和成本,最终可确定同步转速为1500r/min ,根据所需的额定功率及同步转速确定电动机的型号为Y132S-4 ,满载转速 1440r/min 。
其主要性能:额定功率:5.5KW,满载转速1440r/min,额定转矩2.2,质量68kg。
2 、计算总传动比及分配各级的传动比
(1)、总传动比:i =1440/96=15
(2)、分配各级传动比:
根据指导书,取齿轮i =5(单级减速器i=3~6合理)
=15/5=3
3 、运动参数及动力参数计算
⑴、计算各轴转速(r/min)
=960r/min
=1440/3=480(r/min)
=480/5=96(r/min)
⑵计算各轴的功率(KW)
电动机的额定功率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计算各轴扭矩(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、传动零件的设计计算
(一)齿轮传动的设计计算
(1)选择齿轮材料及精度等级
考虑减速器传递功率不大,所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40Cr调质,齿面硬度为240~260HBS。大齿轮选用45#钢,调质,齿面硬度220HBS;根据指导书选7级精度。齿面精糙度R ≤1.6~3.2μm
(2)确定有关参数和系数如下:
传动比i
取小齿轮齿数Z =20。则大齿轮齿数:
=5×20=100 ,所以取Z
实际传动比
i =101/20=5.05
传动比误差:(i -i)/I=(5.05-5)/5=1%<2.5% 可用
齿数比: u=i
取模数:m=3 ;齿顶高系数h =1;径向间隙系数c =0.25;压力角 =20°;
则 h *m=3,h )m=3.75
h=(2 h )m=6.75,c= c
分度圆直径:d =×20mm=60mm
d =3×101mm=303mm
由指导书取 φ
齿宽: b=φ =0.9×60mm=54mm
=60mm ,
b
齿顶圆直径:d )=66,
d
齿根圆直径:d )=52.5,
d )=295.5
基圆直径:
d cos =56.38,
d cos =284.73
(3)计算齿轮传动的中心矩a:
a=m/2(Z )=3/2(20+101)=181.5mm 液压绞车≈182mm
(二)轴的设计计算
1 、输入轴的设计计算
⑴、按扭矩初算轴径
选用45#调质,硬度217~255HBS
根据指导书并查表,取c=110
所以 d≥110 (4.354/480) 1/3mm=22.941mm
d=22.941×(1+5%)mm=24.08mm
∴选d=25mm
⑵、轴的结构设计
①轴上零件的定位,固定和装配
单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布,齿轮左面由轴肩定位,右面用套筒轴向固定,联接以平键作过渡配合固定,两轴承分别以轴肩和大筒定位,则采用过渡配合固定
②确定轴各段直径和长度
Ⅰ段:d =25mm
, L =(1.5~3)d ,所以长度取L
∵h=2c
c=1.5mm
+2h=25+2×2×1.5=31mm
考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为20mm,通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度,并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定,为此,取该段长为55mm,安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长:
L =(2+20+55)=77mm
III段直径:
初选用30207型角接触球轴承,其内径d为35mm,外径D为72mm,宽度T为18.25mm.
=d=35mm,L =T=18.25mm,取L
Ⅳ段直径:
由手册得:c=1.5
h=2c=2×1.5=3mm
此段左面的滚动轴承的定位轴肩考虑,应便于轴承的拆卸,应按标准查取由手册得安装尺寸h=3.该段直径应取:d =(35+3×2)=41mm
因此将Ⅳ段设计成阶梯形,左段直径为41mm
+2h=35+2×3=41mm
长度与右面的套筒相同,即L
Ⅴ段直径:d =50mm. ,长度L =60mm
取L
由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=80mm
Ⅵ段直径:d =41mm, L
Ⅶ段直径:d =35mm, L <L3,取L
2 、输出轴的设计计算
⑴、按扭矩初算轴径
选用45#调质钢,硬度(217~255HBS)
根据课本P235页式(10-2),表(10-2)取c=110
=110× (2.168/76.4) =38.57mm
考虑有键槽,将直径增大5%,则
d=38.57×(1+5%)mm=40.4985mm
∴取d=42mm
⑵、轴的结构设计
①轴的零件定位,固定和装配
单级减速器中,可以将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布,齿轮左面用轴肩定位,右面用套筒轴向定位,周向定位采用键和过渡配合,两轴承分别以轴承肩和套筒定位,周向定位则用过渡配合或过盈配合,轴呈阶状,左轴承从左面装入,齿轮套筒,右轴承和皮带轮依次从右面装入。
②确定轴的各段直径和长度
初选30211型角接球轴承,其内径d为55mm,外径D=100mm,宽度T为22.755mm。考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面与箱体内壁应有一定矩离,则取套筒长为20mm,则该段长42.755mm,安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。
则 d =42mm L = 50mm
L = 55mm
L = 60mm
L = 68mm
L =55mm
L
四、滚动轴承的选择
1 、计算输入轴承
选用30207型角接触球轴承,其内径d为35mm,外径D为72mm,宽度T为18.25mm.
2 、计算输出轴承
选30211型角接球轴承,其内径d为55mm,外径D=100mm,宽度T为22.755mm
五、键联接的选择
1 、输出轴与带轮联接采用平键联接
键的类型及其尺寸选择:
带轮传动要求带轮与轴的对中性好,故选择C型平键联接。
根据轴径d =42mm ,L =65mm
查手册得,选用C型平键,得: 卷扬机
装配图中22号零件选用GB1096-79系列的键12×56
则查得:键宽b=12,键高h=8,因轴长L =65,故取键长L=56
2 、输出轴与齿轮联接用平键联接
=60mm,L
查手册得,选用C型平键,得:
装配图中 赫格隆36号零件选用GB1096-79系列的键18×45
则查得:键宽b=18,键高h=11,因轴长L =53,故取键长L=45
3 、输入轴与带轮联接采用平键联接 =25mm L
查手册
选A型平键,得:
装配图中29号零件选用GB1096-79系列的键8×50
则查得:键宽b=8,键高h=7,因轴长L =62,故取键长L=50
4 、输出轴与齿轮联接用平键联接
=50mm
L
查手册
选A型平键,得:
装配图中26号零件选用GB1096-79系列的键14×49
则查得:键宽b=14,键高h=9,因轴长L =60,故取键长L=49
六、箱体、箱盖主要尺寸计算
箱体采用水平剖分式结构,采用HT200灰铸铁铸造而成。箱体主要尺寸计算如下:
七、轴承端盖
主要尺寸计算
轴承端盖:HT150 d3=8
n=6 b=10
八、减速器的
减速器的附件的设计
1
、挡圈 :GB886-86
查得:内径d=55,外径D=65,挡圈厚H=5,右肩轴直径D1≥58
2
、油标 :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、
设计参考资料目录
1、吴宗泽、罗圣国主编.机械设计课程设计手册.北京:高等教育出版社,1999.6
2、解兰昌等编著.紧密仪器仪表机构设计.杭州:浙江大学出版社,1997.11
『贰』 机械设计课程设计:设计题目 带式运输机传动装置的设计(附图)
已发!
『叁』 机械设计课程设计设计题目:带式传输机的传动装置
设计—用于带式运输机上的单级直齿圆柱减速器,已知条件:运输带的工作拉力F=1350N,运输带的速度V=1.6m/s卷筒直径D=260mm,两班制工作(12小时),连续单向运转,载荷平移,工作年限10年,每年300工作日,运输带速度允许误差为±5%,卷筒效率0.96 一.传动方案分析: 如图所示减速传动由带传动和单级圆柱齿轮传动组成,带传动置于高速级具有缓冲吸振能力和过载保护作用,带传动依靠摩擦力工作,有利于减少传动的结构尺寸,而圆柱齿轮传动布置在低速级,有利于发挥其过载能力大的优势
二.选择电动机: (1)电动机的类型和结构形式,按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y系列三相异步交流电动机。 (2)电动机容量: ①卷筒轴的输出功率Pw=FV/1000=1350×1.6/1000=2.16kw ②电动机输出功率Pd=Pw/η 传动系统的总效率:η= 式中……为从电动机至卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。 由表查得V带传动=0.96,滚动轴承=0.99,圆柱齿轮传动 =0.97,弹性连轴器=0.99,卷筒轴滑动轴承=0.96 于是η=0.96××0.97×0.99×0.96≈0.88 故: Pd=Pw/η=2.16/0.88≈2.45kw ③电动机额定功率由表取得=3kw (3)电动机的转速:由已知条件计算卷筒的转速 即: =60×1000V/πD=60×1000×1.6/3.14×260=118 r/min V带传动常用传动比范围=2-4,单级圆柱齿轮的传动比范围=2-4 于是转速可选范围为==118×(2~4)×(2~4) =472~1888r/min 可见同步转速为500r/min和2000r/min的电动机均合适,为使传动装置的传动比较小,结构尺寸紧凑,这里选用同步转速为960×r/min的电动机 传动系统总传动比i==≈2.04 根据V带传动的常用范围=2-4取=4 于是单级圆柱齿轮减速器传动比==≈2.04
『肆』 机械设计基础课程设计 设计带式运输机传动装置中的一级直齿圆柱齿轮减速器
IJK汇总的1000份机械课设毕设,都是别人做好的,给个采纳哦L
『伍』 带式输送机传动装置(机械设计课程设计)
一)选择电抄动机袭1。选择电动机容量 P=FV/η P=4000*2/η η是带式输送机的效率,你没写出来。2。选取电动机额定功率 查表3。确定电动机转速 n=60V/πD n=60*2*1000/π*450 毫米转化米/1000 然后查表。二)计算传动装置的总传动比并分配各级传动比。总传动比等于电动机转速除以n。 分配有:动机道减速箱,动力轴道中间轴,间轴道输出轴 。 开始的就这么多了。我打字好慢的,累的不行了 呵呵
『陆』 机械设计课程设计设计带式运输机传动装置其中运输带工作拉力F=2900N V=1. 5滚筒直径D=400滚筒效率0....
课程设计 带式运输机传动装置设计,共31页,6698字
目录
第一章 设计任务版书 1
第二章 传动装置的总体设权计 2
2.1 电动机的选择 2
2.2 传动装置的总传动比和传动比分配 3
2.3传动装置的运动和动力参数计算 3
第三章 传动零件的设计计算 5
3.1 V带传动的设计计算 5
3.2蜗轮轮蜗杆传动的设计计算 6
第四章 轴的结构尺寸计算 8
4.1蜗轮转轴的机构尺寸计算 8
4.2蜗杆轴的结构尺寸设计 8
第五章 轴的强度校核 10
5.1 蜗轮转轴的强度校核 10
5.2 蜗杆轴的强度校核 12
第六章 滚动轴承的选择和校核 16
6.1 蜗轮转轴轴承选择和校核 16
6.2蜗杆轴轴承选择和校核 16
第七章 平键的选择计算以及联轴器的选择 18
7.1 蜗杆转轴与蜗轮接触的键的选择计算 18
7.2 周转定向连轴起的键的选择计算 18
7.4 联轴器的选择 19
第八章 减速器箱体设计及附件的选择和说明 20
8.1箱体主要尺寸设计 20
8.2附属零件的设计 20
第九章 润滑与密封 21
第十章 课程设计小结 22
参考文献 22
『柒』 机械设计-课程设计-带式运输机传动装置-二级齿轮减速器
一、 设计题目:二级直齿圆柱齿轮减速器
1. 要求:拟定传动关系:由电动机、V带、减速器、联轴器、工作机构成。
2. 工作条件:双班工作,有轻微振动,小批量生产,单向传动,使用5年,运输带允许误差5%。
3. 知条件:运输带卷筒转速 ,
减速箱输出轴功率 马力,
二、 传动装置总体设计:
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀,要求轴有较大的刚度。
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 其传动方案如下:
三、 选择电机
1. 计算电机所需功率 : 查手册第3页表1-7:
-带传动效率:0.96
-每对轴承传动效率:0.99
-圆柱齿轮的传动效率:0.96
-联轴器的传动效率:0.993
—卷筒的传动效率:0.96
说明:
-电机至工作机之间的传动装置的总效率:
2确定电机转速:查指导书第7页表1:取V带传动比i=2 4
二级圆柱齿轮减速器传动比i=8 40所以电动机转速的可选范围是:
符合这一范围的转速有:750、1000、1500、3000
根据电动机所需功率和转速查手册第155页表12-1有4种适用的电动机型号,因此有4种传动比方案如下:
方案 电动机型号 额定功率 同步转速
r/min 额定转速
r/min 重量 总传动比
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
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比,可见第3种方案比较合适,因此选用电动机型号为Y132M1-6,其主要参数如下:
额定功率kW 满载转速 同步转速 质量 A D E F G H L AB
4 960 1000 73 216 38 80 10 33 132 515 280
四 确定传动装置的总传动比和分配传动比:
总传动比:
分配传动比:取 则
取 经计算
注: 为带轮传动比, 为高速级传动比, 为低速级传动比。
五 计算传动装置的运动和动力参数:
将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴
——依次为电机与轴1,轴1与轴2,轴2与轴3,轴3与轴4之间的传动效率。
1. 各轴转速:
2各轴输入功率:
3各轴输入转矩:
运动和动力参数结果如下表:
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min
输入 输出 输入 输出
电动机轴 3.67 36.5 960
1轴 3.52 3.48 106.9 105.8 314.86
2轴 3.21 3.18 470.3 465.6 68
3轴 3.05 3.02 1591.5 1559.6 19.1
4轴 3 2.97 1575.6 1512.6 19.1
六 设计V带和带轮:
1.设计V带
①确定V带型号
查课本 表13-6得: 则
根据 =4.4, =960r/min,由课本 图13-5,选择A型V带,取 。
查课本第206页表13-7取 。
为带传动的滑动率 。
②验算带速: 带速在 范围内,合适。
③取V带基准长度 和中心距a:
初步选取中心距a: ,取 。
由课本第195页式(13-2)得: 查课本第202页表13-2取 。由课本第206页式13-6计算实际中心距: 。
④验算小带轮包角 :由课本第195页式13-1得: 。
⑤求V带根数Z:由课本第204页式13-15得:
查课本第203页表13-3由内插值法得 。
EF=0.1
=1.37+0.1=1.38
EF=0.08
查课本第202页表13-2得 。
查课本第204页表13-5由内插值法得 。 =163.0 EF=0.009
=0.95+0.009=0.959
则
取 根。
⑥求作用在带轮轴上的压力 :查课本201页表13-1得q=0.10kg/m,故由课本第197页式13-7得单根V带的初拉力:
作用在轴上压力:
。
七 齿轮的设计:
1高速级大小齿轮的设计:
①材料:高速级小齿轮选用 钢调质,齿面硬度为250HBS。高速级大齿轮选用 钢正火,齿面硬度为220HBS。
②查课本第166页表11-7得: 。
查课本第165页表11-4得: 。
故 。
查课本第168页表11-10C图得: 。
故 。
③按齿面接触强度设计:9级精度制造,查课本第164页表11-3得:载荷系数 ,取齿宽系数 计算中心距:由课本第165页式11-5得:
考虑高速级大齿轮与低速级大齿轮相差不大取
则 取
实际传动比:
传动比误差: 。
齿宽: 取
高速级大齿轮: 高速级小齿轮:
④验算轮齿弯曲强度:
查课本第167页表11-9得:
按最小齿宽 计算:
所以安全。
⑤齿轮的圆周速度:
查课本第162页表11-2知选用9级的的精度是合适的。
2低速级大小齿轮的设计:
①材料:低速级小齿轮选用 钢调质,齿面硬度为250HBS。
低速级大齿轮选用 钢正火,齿面硬度为220HBS。
②查课本第166页表11-7得: 。
查课本第165页表11-4得: 。
故 。
查课本第168页表11-10C图得: 。
故 。
③按齿面接触强度设计:9级精度制造,查课本第164页表11-3得:载荷系数 ,取齿宽系数
计算中心距: 由课本第165页式11-5得:
取 则 取
计算传动比误差: 合适
齿宽: 则取
低速级大齿轮:
低速级小齿轮:
④验算轮齿弯曲强度:查课本第167页表11-9得:
按最小齿宽 计算:
安全。
⑤齿轮的圆周速度:
查课本第162页表11-2知选用9级的的精度是合适的。
八 减速器机体结构尺寸如下:
名称 符号 计算公式 结果
箱座厚度
10
箱盖厚度
9
箱盖凸缘厚度
12
箱座凸缘厚度
15
箱座底凸缘厚度
25
地脚螺钉直径
M24
地脚螺钉数目
查手册 6
轴承旁联结螺栓直径
M12
盖与座联结螺栓直径
=(0.5 0.6)
M10
轴承端盖螺钉直径
=(0.4 0.5)
10
视孔盖螺钉直径
=(0.3 0.4)
8
定位销直径
=(0.7 0.8)
8
, , 至外箱壁的距离
查手册表11—2 34
22
18
, 至凸缘边缘距离
查手册表11—2 28
16
外箱壁至轴承端面距离
= + +(5 10)
50
大齿轮顶圆与内箱壁距离
>1.2
15
齿轮端面与内箱壁距离
>
10
箱盖,箱座肋厚
9
8.5
轴承端盖外径
+(5 5.5)
120(1轴)
125(2轴)
150(3轴)
轴承旁联结螺栓距离
120(1轴)
125(2轴)
150(3轴)
九 轴的设计:
1高速轴设计:
①材料:选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2取 C=100。
②各轴段直径的确定:根据课本第230页式14-2得: 又因为装小带轮的电动机轴径 ,又因为高速轴第一段轴径装配大带轮,且 所以查手册第9页表1-16取 。L1=1.75d1-3=60。
因为大带轮要靠轴肩定位,且还要配合密封圈,所以查手册85页表7-12取 ,L2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。
段装配轴承且 ,所以查手册62页表6-1取 。选用6009轴承。
L3=B+ +2=16+10+2=28。
段主要是定位轴承,取 。L4根据箱体内壁线确定后在确定。
装配齿轮段直径:判断是不是作成齿轮轴:
查手册51页表4-1得:
得:e=5.9<6.25。
段装配轴承所以 L6= L3=28。
2 校核该轴和轴承:L1=73 L2=211 L3=96
作用在齿轮上的圆周力为:
径向力为
作用在轴1带轮上的外力:
求垂直面的支反力:
求垂直弯矩,并绘制垂直弯矩图:
求水平面的支承力:
由 得
N
N
求并绘制水平面弯矩图:
求F在支点产生的反力:
求并绘制F力产生的弯矩图:
F在a处产生的弯矩:
求合成弯矩图:
考虑最不利的情况,把 与 直接相加。
求危险截面当量弯矩:
从图可见,m-m处截面最危险,其当量弯矩为:(取折合系数 )
计算危险截面处轴的直径:
因为材料选择 调质,查课本225页表14-1得 ,查课本231页表14-3得许用弯曲应力 ,则:
因为 ,所以该轴是安全的。
3轴承寿命校核:
轴承寿命可由式 进行校核,由于轴承主要承受径向载荷的作用,所以 ,查课本259页表16-9,10取 取
按最不利考虑,则有:
则 因此所该轴承符合要求。
4弯矩及轴的受力分析图如下:
5键的设计与校核:
根据 ,确定V带轮选铸铁HT200,参考教材表10-9,由于 在 范围内,故 轴段上采用键 : ,
采用A型普通键:
键校核.为L1=1.75d1-3=60综合考虑取 =50得 查课本155页表10-10 所选键为:
中间轴的设计:
①材料:选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2取 C=100。
②根据课本第230页式14-2得:
段要装配轴承,所以查手册第9页表1-16取 ,查手册62页表6-1选用6208轴承,L1=B+ + + =18+10+10+2=40。
装配低速级小齿轮,且 取 ,L2=128,因为要比齿轮孔长度少 。
段主要是定位高速级大齿轮,所以取 ,L3= =10。
装配高速级大齿轮,取 L4=84-2=82。
段要装配轴承,所以查手册第9页表1-16取 ,查手册62页表6-1选用6208轴承,L1=B+ + +3+ =18+10+10+2=43。
③校核该轴和轴承:L1=74 L2=117 L3=94
作用在2、3齿轮上的圆周力:
N
径向力:
求垂直面的支反力
计算垂直弯矩:
求水平面的支承力:
计算、绘制水平面弯矩图:
求合成弯矩图,按最不利情况考虑:
求危险截面当量弯矩:
从图可见,m-m,n-n处截面最危险,其当量弯矩为:(取折合系数 )
计算危险截面处轴的直径:
n-n截面:
m-m截面:
由于 ,所以该轴是安全的。
轴承寿命校核:
轴承寿命可由式 进行校核,由于轴承主要承受径向载荷的作用,所以 ,查课本259页表16-9,10取 取
则 ,轴承使用寿命在 年范围内,因此所该轴承符合要求。
④弯矩及轴的受力分析图如下:
⑤键的设计与校核:
已知 参考教材表10-11,由于 所以取
因为齿轮材料为45钢。查课本155页表10-10得
L=128-18=110取键长为110. L=82-12=70取键长为70
根据挤压强度条件,键的校核为:
所以所选键为:
从动轴的设计:
⑴确定各轴段直径
①计算最小轴段直径。
因为轴主要承受转矩作用,所以按扭转强度计算,由式14-2得:
考虑到该轴段上开有键槽,因此取
查手册9页表1-16圆整成标准值,取
②为使联轴器轴向定位,在外伸端设置轴肩,则第二段轴径 。查手册85页表7-2,此尺寸符合轴承盖和密封圈标准值,因此取 。
③设计轴段 ,为使轴承装拆方便,查手册62页,表6-1,取 ,采用挡油环给轴承定位。选轴承6215: 。
④设计轴段 ,考虑到挡油环轴向定位,故取
⑤设计另一端轴颈 ,取 ,轴承由挡油环定位,挡油环另一端靠齿轮齿根处定位。
⑥ 轮装拆方便,设计轴头 ,取 ,查手册9页表1-16取 。
⑦设计轴环 及宽度b
使齿轮轴向定位,故取 取
,
⑵确定各轴段长度。
有联轴器的尺寸决定 (后面将会讲到).
因为 ,所以
轴头长度 因为此段要比此轮孔的长度短
其它各轴段长度由结构决定。
(4).校核该轴和轴承:L1=97.5 L2=204.5 L3=116
求作用力、力矩和和力矩、危险截面的当量弯矩。
作用在齿轮上的圆周力:
径向力:
求垂直面的支反力:
计算垂直弯矩:
.m
求水平面的支承力。
计算、绘制水平面弯矩图。
求F在支点产生的反力
求F力产生的弯矩图。
F在a处产生的弯矩:
求合成弯矩图。
考虑最不利的情况,把 与 直接相加。
求危险截面当量弯矩。
从图可见,m-m处截面最危险,其当量弯矩为:(取折合系数 )
计算危险截面处轴的直径。
因为材料选择 调质,查课本225页表14-1得 ,查课本231页表14-3得许用弯曲应力 ,则:
考虑到键槽的影响,取
因为 ,所以该轴是安全的。
(5).轴承寿命校核。
轴承寿命可由式 进行校核,由于轴承主要承受径向载荷的作用,所以 ,查课本259页表16-9,10取 取
按最不利考虑,则有:
则 ,
该轴承寿命为64.8年,所以轴上的轴承是适合要求的。
(6)弯矩及轴的受力分析图如下:
(7)键的设计与校核:
因为d1=63装联轴器查课本153页表10-9选键为 查课本155页表10-10得
因为L1=107初选键长为100,校核 所以所选键为:
装齿轮查课本153页表10-9选键为 查课本155页表10-10得
因为L6=122初选键长为100,校核
所以所选键为: .
十 高速轴大齿轮的设计
因 采用腹板式结构
代号 结构尺寸和计算公式 结果
轮毂处直径
72
轮毂轴向长度
84
倒角尺寸
1
齿根圆处的厚度
10
腹板最大直径
321.25
板孔直径
62.5
腹板厚度
25.2
电动机带轮的设计
代号 结构尺寸和计算公式 结果
手册157页 38mm
68.4mm
取60mm
81mm
74.7mm
10mm
15mm
5mm
十一.联轴器的选择:
计算联轴器所需的转矩: 查课本269表17-1取 查手册94页表8-7选用型号为HL6的弹性柱销联轴器。
十二润滑方式的确定:
因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于 ,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度。
十三.其他有关数据见装配图的明细表和手册中的有关数据。
十四.参考资料:
《机械设计课程设计手册》(第二版)——清华大学 吴宗泽,北京科技大学 罗圣国主编。
《机械设计课程设计指导书》(第二版)——罗圣国,李平林等主编。
《机械课程设计》(重庆大学出版社)——周元康等主编。
《机械设计基础》(第四版)课本——杨可桢 程光蕴 主编。