• 聯軸器n-eupex(聯軸器彈性緩沖墊)

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    齒式聯軸器如何選型,與軸孔直徑有何關系

    一.聯軸器的選定:

    1、選擇適當的形式:根據機械特性的要求,如傳遞扭矩的大小、剛度要求、振動、沖擊、耐酸堿腐蝕、傳動精度等確定合適的類型。

    2、計算扭矩

    聯軸器傳遞的最大扭矩應小于許用扭矩值。最大扭矩的確定應考慮機器制動所需要加減扭矩和過

    載扭矩。但是在設計時資料不足、分析困難、最大扭矩不易確定時,可按計算扭矩選用。即計算扭矩不超過許用扭矩值。計算扭矩 Tc用以下公式計算

    Tc=KT T=9550*Pw/n T=7020*Ph/n

    式中T-理論轉矩(N.m)

    K - 選用聯軸器有關的系數。可參考JB/T7511-94《機械式聯軸器選用計算》

    PW - 驅動功率(KW) PH - 驅動功率(馬力)

    n- 轉速(rpm)

    3、確定孔徑范圍(注:主從動軸徑不同時,應按大端直徑選用聯軸器的規格)。

    4、選擇軸孔及鍵(或脹緊聯結套)的型式。

    注:軸孔與鍵槽公差按國家標準:圓柱軸孔公差取H7,圓錐形軸孔公差取H8,鍵寬公差取P9。

    二、聯軸器越大,那么可以配套的軸孔也越大,同時軸孔的最小值也要變大。

    舉個實例:型號GICL3的鼓形齒式聯軸器的許用軸孔范圍30-60,型號GICL4的軸孔范圍為32-70

    江湖告急-機械設計課程設計 設計傳動裝置

    僅供參考

    一、傳動方案擬定

    第二組第三個數據:設計帶式輸送機傳動裝置中的一級圓柱齒輪減速器

    (1) 工作條件:使用年限10年,每年按300天計算,兩班制工作,載荷平穩。

    (2) 原始數據:滾筒圓周力F=1.7KN;帶速V=1.4m/s;

    滾筒直徑D=220mm。

    運動簡圖

    二、電動機的選擇

    1、電動機類型和結構型式的選擇:按已知的工作要求和 條件,選用 Y系列三相異步電動機。

    2、確定電動機的功率:

    (1)傳動裝置的總效率:

    η總=η帶×η2軸承×η齒輪×η聯軸器×η滾筒

    =0.96×0.992×0.97×0.99×0.95

    =0.86

    (2)電機所需的工作功率:

    Pd=FV/1000η總

    =1700×1.4/1000×0.86

    =2.76KW

    3、確定電動機轉速:

    滾筒軸的工作轉速:

    Nw=60×1000V/πD

    =60×1000×1.4/π×220

    =121.5r/min

    根據【2】表2.2中推薦的合理傳動比范圍,取V帶傳動比Iv=2~4,單級圓柱齒輪傳動比范圍Ic=3~5,則合理總傳動比i的范圍為i=6~20,故電動機轉速的可選范圍為nd=i×nw=(6~20)×121.5=729~2430r/min

    符合這一范圍的同步轉速有960 r/min和1420r/min。由【2】表8.1查出有三種適用的電動機型號、如下表

    方案 電動機型號 額定功率 電動機轉速(r/min) 傳動裝置的傳動比

    KW 同轉 滿轉 總傳動比 帶 齒輪

    1 Y132s-6 3 1000 960 7.9 3 2.63

    2 Y100l2-4 3 1500 1420 11.68 3 3.89

    綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比,比較兩種方案可知:方案1因電動機轉速低,傳動裝置尺寸較大,價格較高。方案2適中。故選擇電動機型號Y100l2-4。

    4、確定電動機型號

    根據以上選用的電動機類型,所需的額定功率及同步轉速,選定電動機型號為

    Y100l2-4。

    其主要性能:額定功率:3KW,滿載轉速1420r/min,額定轉矩2.2。

    三、計算總傳動比及分配各級的傳動比

    1、總傳動比:i總=n電動/n筒=1420/121.5=11.68

    2、分配各級傳動比

    (1) 取i帶=3

    (2) ∵i總=i齒×i 帶π

    ∴i齒=i總/i帶=11.68/3=3.89

    四、運動參數及動力參數計算

    1、計算各軸轉速(r/min)

    nI=nm/i帶=1420/3=473.33(r/min)

    nII=nI/i齒=473.33/3.89=121.67(r/min)

    滾筒nw=nII=473.33/3.89=121.67(r/min)

    2、 計算各軸的功率(KW)

    PI=Pd×η帶=2.76×0.96=2.64KW

    PII=PI×η軸承×η齒輪=2.64×0.99×0.97=2.53KW

    3、 計算各軸轉矩

    Td=9.55Pd/nm=9550×2.76/1420=18.56N?m

    TI=9.55p2入/n1 =9550x2.64/473.33=53.26N?m

    TII =9.55p2入/n2=9550x2.53/121.67=198.58N?m

    五、傳動零件的設計計算

    1、 皮帶輪傳動的設計計算

    (1) 選擇普通V帶截型

    由課本[1]P189表10-8得:kA=1.2 P=2.76KW

    PC=KAP=1.2×2.76=3.3KW

    據PC=3.3KW和n1=473.33r/min

    由課本[1]P189圖10-12得:選用A型V帶

    (2) 確定帶輪基準直徑,并驗算帶速

    由[1]課本P190表10-9,取dd1=95mmdmin=75

    dd2=i帶dd1(1-ε)=3×95×(1-0.02)=279.30 mm

    由課本[1]P190表10-9,取dd2=280

    帶速V:V=πdd1n1/60×1000

    =π×95×1420/60×1000

    =7.06m/s

    在5~25m/s范圍內,帶速合適。

    (3) 確定帶長和中心距

    初定中心距a0=500mm

    Ld=2a0+π(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0

    =2×500+3.14(95+280)+(280-95)2/4×450

    =1605.8mm

    根據課本[1]表(10-6)選取相近的Ld=1600mm

    確定中心距a≈a0+(Ld-Ld0)/2=500+(1600-1605.8)/2

    =497mm

    (4) 驗算小帶輪包角

    α1=1800-57.30 ×(dd2-dd1)/a

    =1800-57.30×(280-95)/497

    =158.6701200(適用)

    (5) 確定帶的根數

    單根V帶傳遞的額定功率.據dd1和n1,查課本圖10-9得 P1=1.4KW

    i≠1時單根V帶的額定功率增量.據帶型及i查[1]表10-2得 △P1=0.17KW

    查[1]表10-3,得Kα=0.94;查[1]表10-4得 KL=0.99

    Z= PC/[(P1+△P1)KαKL]

    =3.3/[(1.4+0.17) ×0.94×0.99]

    =2.26 (取3根)

    (6) 計算軸上壓力

    由課本[1]表10-5查得q=0.1kg/m,由課本式(10-20)單根V帶的初拉力:

    F0=500PC/ZV[(2.5/Kα)-1]+qV2=500x3.3/[3x7.06(2.5/0.94-1)]+0.10x7.062 =134.3kN

    則作用在軸承的壓力FQ

    FQ=2ZF0sin(α1/2)=2×3×134.3sin(158.67o/2)

    =791.9N

    2、齒輪傳動的設計計算

    (1)選擇齒輪材料與熱處理:所設計齒輪傳動屬于閉式傳動,通常

    齒輪采用軟齒面。查閱表[1] 表6-8,選用價格便宜便于制造的材料,小齒輪材料為45鋼,調質,齒面硬度260HBS;大齒輪材料也為45鋼,正火處理,硬度為215HBS;

    精度等級:運輸機是一般機器,速度不高,故選8級精度。

    (2)按齒面接觸疲勞強度設計

    由d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3

    確定有關參數如下:傳動比i齒=3.89

    取小齒輪齒數Z1=20。則大齒輪齒數:Z2=iZ1= ×20=77.8取z2=78

    由課本表6-12取φd=1.1

    (3)轉矩T1

    T1=9.55×106×P1/n1=9.55×106×2.61/473.33=52660N?mm

    (4)載荷系數k : 取k=1.2

    (5)許用接觸應力[σH]

    [σH]= σHlim ZN/SHmin 由課本[1]圖6-37查得:

    σHlim1=610Mpa σHlim2=500Mpa

    接觸疲勞壽命系數Zn:按一年300個工作日,每天16h計算,由公式N=60njtn 計算

    N1=60×473.33×10×300×18=1.36x109

    N2=N/i=1.36x109 /3.89=3.4×108

    查[1]課本圖6-38中曲線1,得 ZN1=1 ZN2=1.05

    按一般可靠度要求選取安全系數SHmin=1.0

    [σH]1=σHlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 Mpa

    [σH]2=σHlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa

    故得:

    d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3

    =49.04mm

    模數:m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm

    取課本[1]P79標準模數第一數列上的值,m=2.5

    (6)校核齒根彎曲疲勞強度

    σ bb=2KT1YFS/bmd1

    確定有關參數和系數

    分度圓直徑:d1=mZ1=2.5×20mm=50mm

    d2=mZ2=2.5×78mm=195mm

    齒寬:b=φdd1=1.1×50mm=55mm

    取b2=55mm b1=60mm

    (7)復合齒形因數YFs 由課本[1]圖6-40得:YFS1=4.35,YFS2=3.95

    (8)許用彎曲應力[σbb]

    根據課本[1]P116:

    [σbb]= σbblim YN/SFmin

    由課本[1]圖6-41得彎曲疲勞極限σbblim應為: σbblim1=490Mpa σbblim2 =410Mpa

    由課本[1]圖6-42得彎曲疲勞壽命系數YN:YN1=1 YN2=1

    彎曲疲勞的最小安全系數SFmin :按一般可靠性要求,取SFmin =1

    計算得彎曲疲勞許用應力為

    [σbb1]=σbblim1 YN1/SFmin=490×1/1=490Mpa

    [σbb2]= σbblim2 YN2/SFmin =410×1/1=410Mpa

    校核計算

    σbb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa [σbb1]

    σbb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa [σbb2]

    故輪齒齒根彎曲疲勞強度足夠

    (9)計算齒輪傳動的中心矩a

    a=(d1+d2)/2= (50+195)/2=122.5mm

    (10)計算齒輪的圓周速度V

    計算圓周速度V=πn1d1/60×1000=3.14×473.33×50/60×1000=1.23m/s

    因為V<6m/s,故取8級精度合適.

    六、軸的設計計算

    從動軸設計

    1、選擇軸的材料 確定許用應力

    選軸的材料為45號鋼,調質處理。查[2]表13-1可知:

    σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知:[σb+1]bb=215Mpa

    [σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa

    2、按扭轉強度估算軸的最小直徑

    單級齒輪減速器的低速軸為轉軸,輸出端與聯軸器相接,

    從結構要求考慮,輸出端軸徑應最小,最小直徑為:

    d≥C

    查[2]表13-5可得,45鋼取C=118

    則d≥118×(2.53/121.67)1/3mm=32.44mm

    考慮鍵槽的影響以及聯軸器孔徑系列標準,取d=35mm

    3、齒輪上作用力的計算

    齒輪所受的轉矩:T=9.55×106P/n=9.55×106×2.53/121.67=198582 N

    齒輪作用力:

    圓周力:Ft=2T/d=2×198582/195N=2036N

    徑向力:Fr=Fttan200=2036×tan200=741N

    4、軸的結構設計

    軸結構設計時,需要考慮軸系中相配零件的尺寸以及軸上零件的固定方式,按比例繪制軸系結構草圖。

    (1)、聯軸器的選擇

    可采用彈性柱銷聯軸器,查[2]表9.4可得聯軸器的型號為HL3聯軸器:35×82 GB5014-85

    (2)、確定軸上零件的位置與固定方式

    單級減速器中,可以將齒輪安排在箱體中央,軸承對稱布置

    在齒輪兩邊。軸外伸端安裝聯軸器,齒輪靠油環和套筒實現

    軸向定位和固定,靠平鍵和過盈配合實現周向固定,兩端軸

    承靠套筒實現軸向定位,靠過盈配合實現周向固定 ,軸通

    過兩端軸承蓋實現軸向定位,聯軸器靠軸肩平鍵和過盈配合

    分別實現軸向定位和周向定位

    (3)、確定各段軸的直徑

    將估算軸d=35mm作為外伸端直徑d1與聯軸器相配(如圖),

    考慮聯軸器用軸肩實現軸向定位,取第二段直徑為d2=40mm

    齒輪和左端軸承從左側裝入,考慮裝拆方便以及零件固定的要求,裝軸處d3應大于d2,取d3=4 5mm,為便于齒輪裝拆與齒輪配合處軸徑d4應大于d3,取d4=50mm。齒輪左端用用套筒固定,右端用軸環定位,軸環直徑d5

    滿足齒輪定位的同時,還應滿足右側軸承的安裝要求,根據選定軸承型號確定.右端軸承型號與左端軸承相同,取d6=45mm.

    (4)選擇軸承型號.由[1]P270初選深溝球軸承,代號為6209,查手冊可得:軸承寬度B=19,安裝尺寸D=52,故軸環直徑d5=52mm.

    (5)確定軸各段直徑和長度

    Ⅰ段:d1=35mm 長度取L1=50mm

    II段:d2=40mm

    初選用6209深溝球軸承,其內徑為45mm,

    寬度為19mm.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,并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:

    L2=(2+20+19+55)=96mm

    III段直徑d3=45mm

    L3=L1-L=50-2=48mm

    Ⅳ段直徑d4=50mm

    長度與右面的套筒相同,即L4=20mm

    Ⅴ段直徑d5=52mm. 長度L5=19mm

    由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=96mm

    (6)按彎矩復合強度計算

    ①求分度圓直徑:已知d1=195mm

    ②求轉矩:已知T2=198.58N?m

    ③求圓周力:Ft

    根據課本P127(6-34)式得

    Ft=2T2/d2=2×198.58/195=2.03N

    ④求徑向力Fr

    根據課本P127(6-35)式得

    Fr=Ft?tanα=2.03×tan200=0.741N

    ⑤因為該軸兩軸承對稱,所以:LA=LB=48mm

    (1)繪制軸受力簡圖(如圖a)

    (2)繪制垂直面彎矩圖(如圖b)

    軸承支反力:

    FAY=FBY=Fr/2=0.74/2=0.37N

    FAZ=FBZ=Ft/2=2.03/2=1.01N

    由兩邊對稱,知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為

    MC1=FAyL/2=0.37×96÷2=17.76N?m

    截面C在水平面上彎矩為:

    MC2=FAZL/2=1.01×96÷2=48.48N?m

    (4)繪制合彎矩圖(如圖d)

    MC=(MC12+MC22)1/2=(17.762+48.482)1/2=51.63N?m

    (5)繪制扭矩圖(如圖e)

    轉矩:T=9.55×(P2/n2)×106=198.58N?m

    (6)繪制當量彎矩圖(如圖f)

    轉矩產生的扭剪文治武功力按脈動循環變化,取α=0.2,截面C處的當量彎矩:

    Mec=[MC2+(αT)2]1/2

    =[51.632+(0.2×198.58)2]1/2=65.13N?m

    (7)校核危險截面C的強度

    由式(6-3)

    σe=65.13/0.1d33=65.13x1000/0.1×453

    =7.14MPa [σ-1]b=60MPa

    ∴該軸強度足夠。

    主動軸的設計

    1、選擇軸的材料 確定許用應力

    選軸的材料為45號鋼,調質處理。查[2]表13-1可知:

    σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知:[σb+1]bb=215Mpa

    [σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa

    2、按扭轉強度估算軸的最小直徑

    單級齒輪減速器的低速軸為轉軸,輸出端與聯軸器相接,

    從結構要求考慮,輸出端軸徑應最小,最小直徑為:

    d≥C

    查[2]表13-5可得,45鋼取C=118

    則d≥118×(2.64/473.33)1/3mm=20.92mm

    考慮鍵槽的影響以系列標準,取d=22mm

    3、齒輪上作用力的計算

    齒輪所受的轉矩:T=9.55×106P/n=9.55×106×2.64/473.33=53265 N

    齒輪作用力:

    圓周力:Ft=2T/d=2×53265/50N=2130N

    徑向力:Fr=Fttan200=2130×tan200=775N

    確定軸上零件的位置與固定方式

    單級減速器中,可以將齒輪安排在箱體中央,軸承對稱布置

    在齒輪兩邊。齒輪靠油環和套筒實現 軸向定位和固定

    ,靠平鍵和過盈配合實現周向固定,兩端軸

    承靠套筒實現軸向定位,靠過盈配合實現周向固定 ,軸通

    過兩端軸承蓋實現軸向定位,

    4 確定軸的各段直徑和長度

    初選用6206深溝球軸承,其內徑為30mm,

    寬度為16mm.。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36mm,安裝齒輪段長度為輪轂寬度為2mm。

    (2)按彎扭復合強度計算

    ①求分度圓直徑:已知d2=50mm

    ②求轉矩:已知T=53.26N?m

    ③求圓周力Ft:根據課本P127(6-34)式得

    Ft=2T3/d2=2×53.26/50=2.13N

    ④求徑向力Fr根據課本P127(6-35)式得

    Fr=Ft?tanα=2.13×0.36379=0.76N

    ⑤∵兩軸承對稱

    ∴LA=LB=50mm

    (1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZ

    FAX=FBY=Fr/2=0.76/2=0.38N

    FAZ=FBZ=Ft/2=2.13/2=1.065N

    (2) 截面C在垂直面彎矩為

    MC1=FAxL/2=0.38×100/2=19N?m

    (3)截面C在水平面彎矩為

    MC2=FAZL/2=1.065×100/2=52.5N?m

    (4)計算合成彎矩

    MC=(MC12+MC22)1/2

    =(192+52.52)1/2

    =55.83N?m

    (5)計算當量彎矩:根據課本P235得α=0.4

    Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[55.832+(0.4×53.26)2]1/2

    =59.74N?m

    (6)校核危險截面C的強度

    由式(10-3)

    σe=Mec/(0.1d3)=59.74x1000/(0.1×303)

    =22.12Mpa[σ-1]b=60Mpa

    ∴此軸強度足夠

    (7) 滾動軸承的選擇及校核計算

    一從動軸上的軸承

    根據根據條件,軸承預計壽命

    L'h=10×300×16=48000h

    (1)由初選的軸承的型號為: 6209,

    查[1]表14-19可知:d=55mm,外徑D=85mm,寬度B=19mm,基本額定動載荷C=31.5KN, 基本靜載荷CO=20.5KN,

    查[2]表10.1可知極限轉速9000r/min

    (1)已知nII=121.67(r/min)

    兩軸承徑向反力:FR1=FR2=1083N

    根據課本P265(11-12)得軸承內部軸向力

    FS=0.63FR 則FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1083=682N

    (2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0

    故任意取一端為壓緊端,現取1端為壓緊端

    FA1=FS1=682N FA2=FS2=682N

    (3)求系數x、y

    FA1/FR1=682N/1038N =0.63

    FA2/FR2=682N/1038N =0.63

    根據課本P265表(14-14)得e=0.68

    FA1/FR1e x1=1 FA2/FR2e x2=1

    y1=0 y2=0

    (4)計算當量載荷P1、P2

    根據課本P264表(14-12)取f P=1.5

    根據課本P264(14-7)式得

    P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1083+0)=1624N

    P2=fp(x2FR1+y2FA2)= 1.5×(1×1083+0)=1624N

    (5)軸承壽命計算

    ∵P1=P2 故取P=1624N

    ∵深溝球軸承ε=3

    根據手冊得6209型的Cr=31500N

    由課本P264(14-5)式得

    LH=106(ftCr/P)ε/60n

    =106(1×31500/1624)3/60X121.67=998953h48000h

    ∴預期壽命足夠

    二.主動軸上的軸承:

    (1)由初選的軸承的型號為:6206

    查[1]表14-19可知:d=30mm,外徑D=62mm,寬度B=16mm,

    基本額定動載荷C=19.5KN,基本靜載荷CO=111.5KN,

    查[2]表10.1可知極限轉速13000r/min

    根據根據條件,軸承預計壽命

    L'h=10×300×16=48000h

    (1)已知nI=473.33(r/min)

    兩軸承徑向反力:FR1=FR2=1129N

    根據課本P265(11-12)得軸承內部軸向力

    FS=0.63FR 則FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1129=711.8N

    (2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0

    故任意取一端為壓緊端,現取1端為壓緊端

    FA1=FS1=711.8N FA2=FS2=711.8N

    (3)求系數x、y

    FA1/FR1=711.8N/711.8N =0.63

    FA2/FR2=711.8N/711.8N =0.63

    根據課本P265表(14-14)得e=0.68

    FA1/FR1e x1=1 FA2/FR2e x2=1

    y1=0 y2=0

    (4)計算當量載荷P1、P2

    根據課本P264表(14-12)取f P=1.5

    根據課本P264(14-7)式得

    P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1129+0)=1693.5N

    P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×1129+0)= 1693.5N

    (5)軸承壽命計算

    ∵P1=P2 故取P=1693.5N

    ∵深溝球軸承ε=3

    根據手冊得6206型的Cr=19500N

    由課本P264(14-5)式得

    LH=106(ftCr/P)ε/60n

    =106(1×19500/1693.5)3/60X473.33=53713h48000h

    ∴預期壽命足夠

    七、鍵聯接的選擇及校核計算

    1.根據軸徑的尺寸,由[1]中表12-6

    高速軸(主動軸)與V帶輪聯接的鍵為:鍵8×36 GB1096-79

    大齒輪與軸連接的鍵為:鍵 14×45 GB1096-79

    軸與聯軸器的鍵為:鍵10×40 GB1096-79

    2.鍵的強度校核

    大齒輪與軸上的鍵 :鍵14×45 GB1096-79

    b×h=14×9,L=45,則Ls=L-b=31mm

    圓周力:Fr=2TII/d=2×198580/50=7943.2N

    擠壓強度: =56.93125~150MPa=[σp]

    因此擠壓強度足夠

    剪切強度: =36.60120MPa=[ ]

    因此剪切強度足夠

    鍵8×36 GB1096-79和鍵10×40 GB1096-79根據上面的步驟校核,并且符合要求。

    八、減速器箱體、箱蓋及附件的設計計算~

    1、減速器附件的選擇

    通氣器

    由于在室內使用,選通氣器(一次過濾),采用M18×1.5

    油面指示器

    選用游標尺M12

    起吊裝置

    采用箱蓋吊耳、箱座吊耳.

    放油螺塞

    選用外六角油塞及墊片M18×1.5

    根據《機械設計基礎課程設計》表5.3選擇適當型號:

    起蓋螺釘型號:GB/T5780 M18×30,材料Q235

    高速軸軸承蓋上的螺釘:GB5783~86 M8X12,材料Q235

    低速軸軸承蓋上的螺釘:GB5783~86 M8×20,材料Q235

    螺栓:GB5782~86 M14×100,材料Q235

    箱體的主要尺寸:

    (1)箱座壁厚z=0.025a+1=0.025×122.5+1= 4.0625 取z=8

    (2)箱蓋壁厚z1=0.02a+1=0.02×122.5+1= 3.45

    取z1=8

    (3)箱蓋凸緣厚度b1=1.5z1=1.5×8=12

    (4)箱座凸緣厚度b=1.5z=1.5×8=12

    (5)箱座底凸緣厚度b2=2.5z=2.5×8=20

    (6)地腳螺釘直徑df =0.036a+12=

    0.036×122.5+12=16.41(取18)

    (7)地腳螺釘數目n=4 (因為a250)

    (8)軸承旁連接螺栓直徑d1= 0.75df =0.75×18= 13.5 (取14)

    (9)蓋與座連接螺栓直徑 d2=(0.5-0.6)df =0.55× 18=9.9 (取10)

    (10)連接螺栓d2的間距L=150-200

    (11)軸承端蓋螺釘直d3=(0.4-0.5)df=0.4×18=7.2(取8)

    (12)檢查孔蓋螺釘d4=(0.3-0.4)df=0.3×18=5.4 (取6)

    (13)定位銷直徑d=(0.7-0.8)d2=0.8×10=8

    (14)df.d1.d2至外箱壁距離C1

    (15) Df.d2

    (16)凸臺高度:根據低速級軸承座外徑確定,以便于扳手操作為準。

    (17)外箱壁至軸承座端面的距離C1+C2+(5~10)

    (18)齒輪頂圓與內箱壁間的距離:>9.6 mm

    (19)齒輪端面與內箱壁間的距離:=12 mm

    (20)箱蓋,箱座肋厚:m1=8 mm,m2=8 mm

    (21)軸承端蓋外徑∶D+(5~5.5)d3

    D~軸承外徑

    (22)軸承旁連接螺栓距離:盡可能靠近,以Md1和Md3 互不干涉為準,一般取S=D2.

    九、潤滑與密封

    1.齒輪的潤滑

    采用浸油潤滑,由于為單級圓柱齒輪減速器,速度ν12m/s,當m20 時,浸油深度h約為1個齒高,但不小于10mm,所以浸油高度約為36mm。

    2.滾動軸承的潤滑

    由于軸承周向速度為,所以宜開設油溝、飛濺潤滑。

    3.潤滑油的選擇

    齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利,考慮到該裝置用于小型設備,選用GB443-89全損耗系統用油L-AN15潤滑油。

    4.密封方法的選取

    選用凸緣式端蓋易于調整,采用悶蓋安裝骨架式旋轉軸唇型密封圈實現密封。密封圈型號按所裝配軸的直徑確定為GB894.1-86-25軸承蓋結構尺寸按用其定位的軸承的外徑決定。

    十、設計小結

    課程設計體會

    課程設計都需要刻苦耐勞,努力鉆研的精神。對于每一個事物都會有第一次的吧,而沒一個第一次似乎都必須經歷由感覺困難重重,挫折不斷到一步一步克服,可能需要連續幾個小時、十幾個小時不停的工作進行攻關;最后出成果的瞬間是喜悅、是輕松、是舒了口氣!

    課程設計過程中出現的問題幾乎都是過去所學的知識不牢固,許多計算方法、公式都忘光了,要不斷的翻資料、看書,和同學們相互探討。雖然過程很辛苦,有時還會有放棄的念頭,但始終堅持下來,完成了設計,而且學到了,應該是補回了許多以前沒學好的知識,同時鞏固了這些知識,提高了運用所學知識的能力。

    十一、參考資料目錄

    [1]《機械設計基礎課程設計》,高等教育出版社,陳立德主編,2004年7月第2版;

    [2] 《機械設計基礎》,機械工業出版社 胡家秀主編 2007年7月第1版

    請教一個聯軸器的問題

    聯軸器的扭矩是根據負載輕重來確定的而不是電動機,電動機的扭矩也是隨負荷大小而變化的并非恒定值,欠載的電機決不會輸出大扭矩,反過來超載的電機扭矩會大于額定值,有沒有問題就看負荷的大小了。

    一級圓柱齒輪減速器課程設計

    僅供參考

    一、傳動方案擬定

    第二組第三個數據:設計帶式輸送機傳動裝置中的一級圓柱齒輪減速器

    (1) 工作條件:使用年限10年,每年按300天計算,兩班制工作,載荷平穩。

    (2) 原始數據:滾筒圓周力F=1.7KN;帶速V=1.4m/s;

    滾筒直徑D=220mm。

    運動簡圖

    二、電動機的選擇

    1、電動機類型和結構型式的選擇:按已知的工作要求和 條件,選用 Y系列三相異步電動機。

    2、確定電動機的功率:

    (1)傳動裝置的總效率:

    η總=η帶×η2軸承×η齒輪×η聯軸器×η滾筒

    =0.96×0.992×0.97×0.99×0.95

    =0.86

    (2)電機所需的工作功率:

    Pd=FV/1000η總

    =1700×1.4/1000×0.86

    =2.76KW

    3、確定電動機轉速:

    滾筒軸的工作轉速:

    Nw=60×1000V/πD

    =60×1000×1.4/π×220

    =121.5r/min

    根據【2】表2.2中推薦的合理傳動比范圍,取V帶傳動比Iv=2~4,單級圓柱齒輪傳動比范圍Ic=3~5,則合理總傳動比i的范圍為i=6~20,故電動機轉速的可選范圍為nd=i×nw=(6~20)×121.5=729~2430r/min

    符合這一范圍的同步轉速有960 r/min和1420r/min。由【2】表8.1查出有三種適用的電動機型號、如下表

    方案 電動機型號 額定功率 電動機轉速(r/min) 傳動裝置的傳動比

    KW 同轉 滿轉 總傳動比 帶 齒輪

    1 Y132s-6 3 1000 960 7.9 3 2.63

    2 Y100l2-4 3 1500 1420 11.68 3 3.89

    綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比,比較兩種方案可知:方案1因電動機轉速低,傳動裝置尺寸較大,價格較高。方案2適中。故選擇電動機型號Y100l2-4。

    4、確定電動機型號

    根據以上選用的電動機類型,所需的額定功率及同步轉速,選定電動機型號為

    Y100l2-4。

    其主要性能:額定功率:3KW,滿載轉速1420r/min,額定轉矩2.2。

    三、計算總傳動比及分配各級的傳動比

    1、總傳動比:i總=n電動/n筒=1420/121.5=11.68

    2、分配各級傳動比

    (1) 取i帶=3

    (2) ∵i總=i齒×i 帶π

    ∴i齒=i總/i帶=11.68/3=3.89

    四、運動參數及動力參數計算

    1、計算各軸轉速(r/min)

    nI=nm/i帶=1420/3=473.33(r/min)

    nII=nI/i齒=473.33/3.89=121.67(r/min)

    滾筒nw=nII=473.33/3.89=121.67(r/min)

    2、 計算各軸的功率(KW)

    PI=Pd×η帶=2.76×0.96=2.64KW

    PII=PI×η軸承×η齒輪=2.64×0.99×0.97=2.53KW

    3、 計算各軸轉矩

    Td=9.55Pd/nm=9550×2.76/1420=18.56N?m

    TI=9.55p2入/n1 =9550x2.64/473.33=53.26N?m

    TII =9.55p2入/n2=9550x2.53/121.67=198.58N?m

    五、傳動零件的設計計算

    1、 皮帶輪傳動的設計計算

    (1) 選擇普通V帶截型

    由課本[1]P189表10-8得:kA=1.2 P=2.76KW

    PC=KAP=1.2×2.76=3.3KW

    據PC=3.3KW和n1=473.33r/min

    由課本[1]P189圖10-12得:選用A型V帶

    (2) 確定帶輪基準直徑,并驗算帶速

    由[1]課本P190表10-9,取dd1=95mmdmin=75

    dd2=i帶dd1(1-ε)=3×95×(1-0.02)=279.30 mm

    由課本[1]P190表10-9,取dd2=280

    帶速V:V=πdd1n1/60×1000

    =π×95×1420/60×1000

    =7.06m/s

    在5~25m/s范圍內,帶速合適。

    (3) 確定帶長和中心距

    初定中心距a0=500mm

    Ld=2a0+π(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0

    =2×500+3.14(95+280)+(280-95)2/4×450

    =1605.8mm

    根據課本[1]表(10-6)選取相近的Ld=1600mm

    確定中心距a≈a0+(Ld-Ld0)/2=500+(1600-1605.8)/2

    =497mm

    (4) 驗算小帶輪包角

    α1=1800-57.30 ×(dd2-dd1)/a

    =1800-57.30×(280-95)/497

    =158.6701200(適用)

    (5) 確定帶的根數

    單根V帶傳遞的額定功率.據dd1和n1,查課本圖10-9得 P1=1.4KW

    i≠1時單根V帶的額定功率增量.據帶型及i查[1]表10-2得 △P1=0.17KW

    查[1]表10-3,得Kα=0.94;查[1]表10-4得 KL=0.99

    Z= PC/[(P1+△P1)KαKL]

    =3.3/[(1.4+0.17) ×0.94×0.99]

    =2.26 (取3根)

    (6) 計算軸上壓力

    由課本[1]表10-5查得q=0.1kg/m,由課本式(10-20)單根V帶的初拉力:

    F0=500PC/ZV[(2.5/Kα)-1]+qV2=500x3.3/[3x7.06(2.5/0.94-1)]+0.10x7.062 =134.3kN

    則作用在軸承的壓力FQ

    FQ=2ZF0sin(α1/2)=2×3×134.3sin(158.67o/2)

    =791.9N

    2、齒輪傳動的設計計算

    (1)選擇齒輪材料與熱處理:所設計齒輪傳動屬于閉式傳動,通常

    齒輪采用軟齒面。查閱表[1] 表6-8,選用價格便宜便于制造的材料,小齒輪材料為45鋼,調質,齒面硬度260HBS;大齒輪材料也為45鋼,正火處理,硬度為215HBS;

    精度等級:運輸機是一般機器,速度不高,故選8級精度。

    (2)按齒面接觸疲勞強度設計

    由d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3

    確定有關參數如下:傳動比i齒=3.89

    取小齒輪齒數Z1=20。則大齒輪齒數:Z2=iZ1= ×20=77.8取z2=78

    由課本表6-12取φd=1.1

    (3)轉矩T1

    T1=9.55×106×P1/n1=9.55×106×2.61/473.33=52660N?mm

    (4)載荷系數k : 取k=1.2

    (5)許用接觸應力[σH]

    [σH]= σHlim ZN/SHmin 由課本[1]圖6-37查得:

    σHlim1=610Mpa σHlim2=500Mpa

    接觸疲勞壽命系數Zn:按一年300個工作日,每天16h計算,由公式N=60njtn 計算

    N1=60×473.33×10×300×18=1.36x109

    N2=N/i=1.36x109 /3.89=3.4×108

    查[1]課本圖6-38中曲線1,得 ZN1=1 ZN2=1.05

    按一般可靠度要求選取安全系數SHmin=1.0

    [σH]1=σHlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 Mpa

    [σH]2=σHlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa

    故得:

    d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3

    =49.04mm

    模數:m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm

    取課本[1]P79標準模數第一數列上的值,m=2.5

    (6)校核齒根彎曲疲勞強度

    σ bb=2KT1YFS/bmd1

    確定有關參數和系數

    分度圓直徑:d1=mZ1=2.5×20mm=50mm

    d2=mZ2=2.5×78mm=195mm

    齒寬:b=φdd1=1.1×50mm=55mm

    取b2=55mm b1=60mm

    (7)復合齒形因數YFs 由課本[1]圖6-40得:YFS1=4.35,YFS2=3.95

    (8)許用彎曲應力[σbb]

    根據課本[1]P116:

    [σbb]= σbblim YN/SFmin

    由課本[1]圖6-41得彎曲疲勞極限σbblim應為: σbblim1=490Mpa σbblim2 =410Mpa

    由課本[1]圖6-42得彎曲疲勞壽命系數YN:YN1=1 YN2=1

    彎曲疲勞的最小安全系數SFmin :按一般可靠性要求,取SFmin =1

    計算得彎曲疲勞許用應力為

    [σbb1]=σbblim1 YN1/SFmin=490×1/1=490Mpa

    [σbb2]= σbblim2 YN2/SFmin =410×1/1=410Mpa

    校核計算

    σbb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa [σbb1]

    σbb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa [σbb2]

    故輪齒齒根彎曲疲勞強度足夠

    (9)計算齒輪傳動的中心矩a

    a=(d1+d2)/2= (50+195)/2=122.5mm

    (10)計算齒輪的圓周速度V

    計算圓周速度V=πn1d1/60×1000=3.14×473.33×50/60×1000=1.23m/s

    因為V<6m/s,故取8級精度合適.

    六、軸的設計計算

    從動軸設計

    1、選擇軸的材料 確定許用應力

    選軸的材料為45號鋼,調質處理。查[2]表13-1可知:

    σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知:[σb+1]bb=215Mpa

    [σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa

    2、按扭轉強度估算軸的最小直徑

    單級齒輪減速器的低速軸為轉軸,輸出端與聯軸器相接,

    從結構要求考慮,輸出端軸徑應最小,最小直徑為:

    d≥C

    查[2]表13-5可得,45鋼取C=118

    則d≥118×(2.53/121.67)1/3mm=32.44mm

    考慮鍵槽的影響以及聯軸器孔徑系列標準,取d=35mm

    3、齒輪上作用力的計算

    齒輪所受的轉矩:T=9.55×106P/n=9.55×106×2.53/121.67=198582 N

    齒輪作用力:

    圓周力:Ft=2T/d=2×198582/195N=2036N

    徑向力:Fr=Fttan200=2036×tan200=741N

    4、軸的結構設計

    軸結構設計時,需要考慮軸系中相配零件的尺寸以及軸上零件的固定方式,按比例繪制軸系結構草圖。

    (1)、聯軸器的選擇

    可采用彈性柱銷聯軸器,查[2]表9.4可得聯軸器的型號為HL3聯軸器:35×82 GB5014-85

    (2)、確定軸上零件的位置與固定方式

    單級減速器中,可以將齒輪安排在箱體中央,軸承對稱布置

    在齒輪兩邊。軸外伸端安裝聯軸器,齒輪靠油環和套筒實現

    軸向定位和固定,靠平鍵和過盈配合實現周向固定,兩端軸

    承靠套筒實現軸向定位,靠過盈配合實現周向固定 ,軸通

    過兩端軸承蓋實現軸向定位,聯軸器靠軸肩平鍵和過盈配合

    分別實現軸向定位和周向定位

    (3)、確定各段軸的直徑

    將估算軸d=35mm作為外伸端直徑d1與聯軸器相配(如圖),

    考慮聯軸器用軸肩實現軸向定位,取第二段直徑為d2=40mm

    齒輪和左端軸承從左側裝入,考慮裝拆方便以及零件固定的要求,裝軸處d3應大于d2,取d3=4 5mm,為便于齒輪裝拆與齒輪配合處軸徑d4應大于d3,取d4=50mm。齒輪左端用用套筒固定,右端用軸環定位,軸環直徑d5

    滿足齒輪定位的同時,還應滿足右側軸承的安裝要求,根據選定軸承型號確定.右端軸承型號與左端軸承相同,取d6=45mm.

    (4)選擇軸承型號.由[1]P270初選深溝球軸承,代號為6209,查手冊可得:軸承寬度B=19,安裝尺寸D=52,故軸環直徑d5=52mm.

    (5)確定軸各段直徑和長度

    Ⅰ段:d1=35mm 長度取L1=50mm

    II段:d2=40mm

    初選用6209深溝球軸承,其內徑為45mm,

    寬度為19mm.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,并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:

    L2=(2+20+19+55)=96mm

    III段直徑d3=45mm

    L3=L1-L=50-2=48mm

    Ⅳ段直徑d4=50mm

    長度與右面的套筒相同,即L4=20mm

    Ⅴ段直徑d5=52mm. 長度L5=19mm

    由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=96mm

    (6)按彎矩復合強度計算

    ①求分度圓直徑:已知d1=195mm

    ②求轉矩:已知T2=198.58N?m

    ③求圓周力:Ft

    根據課本P127(6-34)式得

    Ft=2T2/d2=2×198.58/195=2.03N

    ④求徑向力Fr

    根據課本P127(6-35)式得

    Fr=Ft?tanα=2.03×tan200=0.741N

    ⑤因為該軸兩軸承對稱,所以:LA=LB=48mm

    (1)繪制軸受力簡圖(如圖a)

    (2)繪制垂直面彎矩圖(如圖b)

    軸承支反力:

    FAY=FBY=Fr/2=0.74/2=0.37N

    FAZ=FBZ=Ft/2=2.03/2=1.01N

    由兩邊對稱,知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為

    MC1=FAyL/2=0.37×96÷2=17.76N?m

    截面C在水平面上彎矩為:

    MC2=FAZL/2=1.01×96÷2=48.48N?m

    (4)繪制合彎矩圖(如圖d)

    MC=(MC12+MC22)1/2=(17.762+48.482)1/2=51.63N?m

    (5)繪制扭矩圖(如圖e)

    轉矩:T=9.55×(P2/n2)×106=198.58N?m

    (6)繪制當量彎矩圖(如圖f)

    轉矩產生的扭剪文治武功力按脈動循環變化,取α=0.2,截面C處的當量彎矩:

    Mec=[MC2+(αT)2]1/2

    =[51.632+(0.2×198.58)2]1/2=65.13N?m

    (7)校核危險截面C的強度

    由式(6-3)

    σe=65.13/0.1d33=65.13x1000/0.1×453

    =7.14MPa [σ-1]b=60MPa

    ∴該軸強度足夠。

    主動軸的設計

    1、選擇軸的材料 確定許用應力

    選軸的材料為45號鋼,調質處理。查[2]表13-1可知:

    σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知:[σb+1]bb=215Mpa

    [σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa

    2、按扭轉強度估算軸的最小直徑

    單級齒輪減速器的低速軸為轉軸,輸出端與聯軸器相接,

    從結構要求考慮,輸出端軸徑應最小,最小直徑為:

    d≥C

    查[2]表13-5可得,45鋼取C=118

    則d≥118×(2.64/473.33)1/3mm=20.92mm

    考慮鍵槽的影響以系列標準,取d=22mm

    3、齒輪上作用力的計算

    齒輪所受的轉矩:T=9.55×106P/n=9.55×106×2.64/473.33=53265 N

    齒輪作用力:

    圓周力:Ft=2T/d=2×53265/50N=2130N

    徑向力:Fr=Fttan200=2130×tan200=775N

    確定軸上零件的位置與固定方式

    單級減速器中,可以將齒輪安排在箱體中央,軸承對稱布置

    在齒輪兩邊。齒輪靠油環和套筒實現 軸向定位和固定

    ,靠平鍵和過盈配合實現周向固定,兩端軸

    承靠套筒實現軸向定位,靠過盈配合實現周向固定 ,軸通

    過兩端軸承蓋實現軸向定位,

    4 確定軸的各段直徑和長度

    初選用6206深溝球軸承,其內徑為30mm,

    寬度為16mm.。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36mm,安裝齒輪段長度為輪轂寬度為2mm。

    (2)按彎扭復合強度計算

    ①求分度圓直徑:已知d2=50mm

    ②求轉矩:已知T=53.26N?m

    ③求圓周力Ft:根據課本P127(6-34)式得

    Ft=2T3/d2=2×53.26/50=2.13N

    ④求徑向力Fr根據課本P127(6-35)式得

    Fr=Ft?tanα=2.13×0.36379=0.76N

    ⑤∵兩軸承對稱

    ∴LA=LB=50mm

    (1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZ

    FAX=FBY=Fr/2=0.76/2=0.38N

    FAZ=FBZ=Ft/2=2.13/2=1.065N

    (2) 截面C在垂直面彎矩為

    MC1=FAxL/2=0.38×100/2=19N?m

    (3)截面C在水平面彎矩為

    MC2=FAZL/2=1.065×100/2=52.5N?m

    (4)計算合成彎矩

    MC=(MC12+MC22)1/2

    =(192+52.52)1/2

    =55.83N?m

    (5)計算當量彎矩:根據課本P235得α=0.4

    Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[55.832+(0.4×53.26)2]1/2

    =59.74N?m

    (6)校核危險截面C的強度

    由式(10-3)

    σe=Mec/(0.1d3)=59.74x1000/(0.1×303)

    =22.12Mpa[σ-1]b=60Mpa

    ∴此軸強度足夠

    (7) 滾動軸承的選擇及校核計算

    一從動軸上的軸承

    根據根據條件,軸承預計壽命

    L'h=10×300×16=48000h

    (1)由初選的軸承的型號為: 6209,

    查[1]表14-19可知:d=55mm,外徑D=85mm,寬度B=19mm,基本額定動載荷C=31.5KN, 基本靜載荷CO=20.5KN,

    查[2]表10.1可知極限轉速9000r/min

    (1)已知nII=121.67(r/min)

    兩軸承徑向反力:FR1=FR2=1083N

    根據課本P265(11-12)得軸承內部軸向力

    FS=0.63FR 則FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1083=682N

    (2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0

    故任意取一端為壓緊端,現取1端為壓緊端

    FA1=FS1=682N FA2=FS2=682N

    (3)求系數x、y

    FA1/FR1=682N/1038N =0.63

    FA2/FR2=682N/1038N =0.63

    根據課本P265表(14-14)得e=0.68

    FA1/FR1e x1=1 FA2/FR2e x2=1

    y1=0 y2=0

    (4)計算當量載荷P1、P2

    根據課本P264表(14-12)取f P=1.5

    根據課本P264(14-7)式得

    P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1083+0)=1624N

    P2=fp(x2FR1+y2FA2)= 1.5×(1×1083+0)=1624N

    (5)軸承壽命計算

    ∵P1=P2 故取P=1624N

    ∵深溝球軸承ε=3

    根據手冊得6209型的Cr=31500N

    由課本P264(14-5)式得

    LH=106(ftCr/P)ε/60n

    =106(1×31500/1624)3/60X121.67=998953h48000h

    ∴預期壽命足夠

    二.主動軸上的軸承:

    (1)由初選的軸承的型號為:6206

    查[1]表14-19可知:d=30mm,外徑D=62mm,寬度B=16mm,

    基本額定動載荷C=19.5KN,基本靜載荷CO=111.5KN,

    查[2]表10.1可知極限轉速13000r/min

    根據根據條件,軸承預計壽命

    L'h=10×300×16=48000h

    (1)已知nI=473.33(r/min)

    兩軸承徑向反力:FR1=FR2=1129N

    根據課本P265(11-12)得軸承內部軸向力

    FS=0.63FR 則FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1129=711.8N

    (2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0

    故任意取一端為壓緊端,現取1端為壓緊端

    FA1=FS1=711.8N FA2=FS2=711.8N

    (3)求系數x、y

    FA1/FR1=711.8N/711.8N =0.63

    FA2/FR2=711.8N/711.8N =0.63

    根據課本P265表(14-14)得e=0.68

    FA1/FR1e x1=1 FA2/FR2e x2=1

    y1=0 y2=0

    (4)計算當量載荷P1、P2

    根據課本P264表(14-12)取f P=1.5

    根據課本P264(14-7)式得

    P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1129+0)=1693.5N

    P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×1129+0)= 1693.5N

    (5)軸承壽命計算

    ∵P1=P2 故取P=1693.5N

    ∵深溝球軸承ε=3

    根據手冊得6206型的Cr=19500N

    由課本P264(14-5)式得

    LH=106(ftCr/P)ε/60n

    =106(1×19500/1693.5)3/60X473.33=53713h48000h

    ∴預期壽命足夠

    七、鍵聯接的選擇及校核計算

    1.根據軸徑的尺寸,由[1]中表12-6

    高速軸(主動軸)與V帶輪聯接的鍵為:鍵8×36 GB1096-79

    大齒輪與軸連接的鍵為:鍵 14×45 GB1096-79

    軸與聯軸器的鍵為:鍵10×40 GB1096-79

    2.鍵的強度校核

    大齒輪與軸上的鍵 :鍵14×45 GB1096-79

    b×h=14×9,L=45,則Ls=L-b=31mm

    圓周力:Fr=2TII/d=2×198580/50=7943.2N

    擠壓強度: =56.93125~150MPa=[σp]

    因此擠壓強度足夠

    剪切強度: =36.60120MPa=[ ]

    因此剪切強度足夠

    鍵8×36 GB1096-79和鍵10×40 GB1096-79根據上面的步驟校核,并且符合要求。

    八、減速器箱體、箱蓋及附件的設計計算~

    1、減速器附件的選擇

    通氣器

    由于在室內使用,選通氣器(一次過濾),采用M18×1.5

    油面指示器

    選用游標尺M12

    起吊裝置

    采用箱蓋吊耳、箱座吊耳.

    放油螺塞

    選用外六角油塞及墊片M18×1.5

    根據《機械設計基礎課程設計》表5.3選擇適當型號:

    起蓋螺釘型號:GB/T5780 M18×30,材料Q235

    高速軸軸承蓋上的螺釘:GB5783~86 M8X12,材料Q235

    低速軸軸承蓋上的螺釘:GB5783~86 M8×20,材料Q235

    螺栓:GB5782~86 M14×100,材料Q235

    箱體的主要尺寸:

    (1)箱座壁厚z=0.025a+1=0.025×122.5+1= 4.0625 取z=8

    (2)箱蓋壁厚z1=0.02a+1=0.02×122.5+1= 3.45

    取z1=8

    (3)箱蓋凸緣厚度b1=1.5z1=1.5×8=12

    (4)箱座凸緣厚度b=1.5z=1.5×8=12

    (5)箱座底凸緣厚度b2=2.5z=2.5×8=20

    (6)地腳螺釘直徑df =0.036a+12=

    0.036×122.5+12=16.41(取18)

    (7)地腳螺釘數目n=4 (因為a250)

    (8)軸承旁連接螺栓直徑d1= 0.75df =0.75×18= 13.5 (取14)

    (9)蓋與座連接螺栓直徑 d2=(0.5-0.6)df =0.55× 18=9.9 (取10)

    (10)連接螺栓d2的間距L=150-200

    (11)軸承端蓋螺釘直d3=(0.4-0.5)df=0.4×18=7.2(取8)

    (12)檢查孔蓋螺釘d4=(0.3-0.4)df=0.3×18=5.4 (取6)

    (13)定位銷直徑d=(0.7-0.8)d2=0.8×10=8

    (14)df.d1.d2至外箱壁距離C1

    (15) Df.d2

    (16)凸臺高度:根據低速級軸承座外徑確定,以便于扳手操作為準。

    (17)外箱壁至軸承座端面的距離C1+C2+(5~10)

    (18)齒輪頂圓與內箱壁間的距離:>9.6 mm

    (19)齒輪端面與內箱壁間的距離:=12 mm

    (20)箱蓋,箱座肋厚:m1=8 mm,m2=8 mm

    (21)軸承端蓋外徑∶D+(5~5.5)d3

    D~軸承外徑

    (22)軸承旁連接螺栓距離:盡可能靠近,以Md1和Md3 互不干涉為準,一般取S=D2.

    九、潤滑與密封

    1.齒輪的潤滑

    采用浸油潤滑,由于為單級圓柱齒輪減速器,速度ν12m/s,當m20 時,浸油深度h約為1個齒高,但不小于10mm,所以浸油高度約為36mm。

    2.滾動軸承的潤滑

    由于軸承周向速度為,所以宜開設油溝、飛濺潤滑。

    3.潤滑油的選擇

    齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利,考慮到該裝置用于小型設備,選用GB443-89全損耗系統用油L-AN15潤滑油。

    4.密封方法的選取

    選用凸緣式端蓋易于調整,采用悶蓋安裝骨架式旋轉軸唇型密封圈實現密封。密封圈型號按所裝配軸的直徑確定為GB894.1-86-25軸承蓋結構尺寸按用其定位的軸承的外徑決定。

    十、設計小結

    課程設計體會

    課程設計都需要刻苦耐勞,努力鉆研的精神。對于每一個事物都會有第一次的吧,而沒一個第一次似乎都必須經歷由感覺困難重重,挫折不斷到一步一步克服,可能需要連續幾個小時、十幾個小時不停的工作進行攻關;最后出成果的瞬間是喜悅、是輕松、是舒了口氣!

    課程設計過程中出現的問題幾乎都是過去所學的知識不牢固,許多計算方法、公式都忘光了,要不斷的翻資料、看書,和同學們相互探討。雖然過程很辛苦,有時還會有放棄的念頭,但始終堅持下來,完成了設計,而且學到了,應該是補回了許多以前沒學好的知識,同時鞏固了這些知識,提高了運用所學知識的能力。

    十一、參考資料目錄

    [1]《機械設計基礎課程設計》,高等教育出版社,陳立德主編,2004年7月第2版;

    [2] 《機械設計基礎》,機械工業出版社 胡家秀主編 2007年7月第1版

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