563 二級(jí)直齒圓錐齒輪減速器
563 二級(jí)直齒圓錐齒輪減速器,二級(jí),圓錐,齒輪,減速器
機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書機(jī)械工程分院機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)00212 班 33 號(hào)設(shè)計(jì)者:全建輝指導(dǎo)教師:裴根欣2003 年 7 月沈陽工業(yè)學(xué)院 目 錄一 設(shè)計(jì)任務(wù)書2二 電機(jī)的選擇計(jì)算1. 擇電機(jī)的轉(zhuǎn)速22. 工作機(jī)的有效功率23. 選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)3三 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算1. 分配傳動(dòng)比32. 各軸的轉(zhuǎn)速33. 各軸的功率44. 各軸的轉(zhuǎn)矩4四 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 閉式直齒輪圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算42. 閉式直齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算6五 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算4. 減速器高速軸 I 的設(shè)計(jì)95. 減速器低速軸 II 的設(shè)計(jì)113. 減速器低速軸 III 的設(shè)計(jì)14六 滾動(dòng)軸承的選擇與壽命計(jì)算1.減速器高速 I 軸滾動(dòng)軸承的選擇與壽命計(jì)算162.減速器低速 II 軸滾動(dòng)軸承的選擇與壽命計(jì)算173. 減速器低速 III 軸滾動(dòng)軸承的選擇與壽命計(jì)算18七 鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算1. 聯(lián)軸器與高速軸軸伸的鍵聯(lián)接192. 大圓錐齒輪與低速軸 II 的的鍵聯(lián)接193. 大圓柱齒輪與低速軸 III 的的鍵聯(lián)接20八 潤滑油的選擇與熱平衡計(jì)算1. 減速器的熱平衡計(jì)算212. 潤滑油的選擇22九 參考文獻(xiàn)231.計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果一對(duì)圓錐滾子軸承的效率 3= 0.98一對(duì)球軸承的效率 4= 0.99閉式直齒圓錐齒傳動(dòng)效率 5= 0.95閉式直齒圓柱齒傳動(dòng)效率 6= 0.97b. 總效率 = 12 2 3 3456=0.960.992 0.983 0.990.950.97=0.808c. 所需電動(dòng)機(jī)的輸出功率 Pr=Pw/=2.4/0.808=3kw3. 選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 查參考文獻(xiàn)1表 4-12.2 得 表1.1方案號(hào) 電機(jī)類型額定功率同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比1 Y100L2-43 1500 1420 22.2942 Y132S-63 1000 960 15.072根據(jù)以上兩種可行同步轉(zhuǎn)速電機(jī)對(duì)比可見,方案 2 傳動(dòng)比小且質(zhì)量價(jià)格也比較合理,所以選擇 Y132S-6 型電動(dòng)機(jī)。三,動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算1. 分配傳動(dòng)比(1) 總傳動(dòng)比 i=15.072(2) 各級(jí)傳動(dòng)比:直齒輪圓錐齒輪傳動(dòng)比 i12=3.762,直齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)比 i23=4(3) 實(shí)際總傳動(dòng)比 i 實(shí)=i12i34=3.7624=15.048,i=0.021 0.05,故傳動(dòng)比滿足要求滿足要求。2. 各軸的轉(zhuǎn)速(各軸的標(biāo)號(hào)均已在圖 1.1 中標(biāo)出)n0=960r/min,n1=n0=960r/min,n2=n1/ i12=303.673r/min,n3= n2/ =0.808Pr=3 kw選用三相異步電動(dòng)機(jī) Y132S-6p=3 kwn=960r/mini=15.072i12=3.762i23=4n0=960r/minn1=960r/minn2=303.67r/minn3=63.829r/minn4=63.829r/mini34=63.829r/min,n4=n3=63.829r/min3. 各軸的功率3.計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果p0=pr=3 kw, p1= p02=2.970kw, p2= p143=2.965 kw, p3= p253=2.628 kw, p4=p323=2.550 kw 4. 各軸的轉(zhuǎn)矩,由式:T=9.55Pi/ni 可得:T0=29.844 Nm, T1=29.545 Nm, T2=86.955 Nm, T3=393.197 Nm, T4=381.527 Nm四,傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 閉式直齒輪圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算a選材:小齒輪材料選用 45 號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理,HB=217255,HP1=580 Mpa ,F(xiàn)min1 =220 Mpa大齒輪材料選用 45 號(hào)鋼,正火處理,HB=162217,HP2=560 Mpa ,F(xiàn)min2 =210 Mpab. 由參考文獻(xiàn)2(以下簡稱2)式(533) ,計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N:N1=60njL=609601811250=1.26710 9 N2=N1/i2 =1.26710/3=2.522108 查圖 517 得 ZN1=1.0,ZN2=1.12,由式(529)得 ZX1=ZX2=1.0,取 SHmin=1.0,ZW=1.0,ZLVR=0.92,H1=HP1ZLVRZWZX1ZN1/SHmin=5800.92=533.6 Mpa,H2=HP2ZN2ZX2ZWZLVR/SHmin =5601.120.92=577 MpaH1 H2,計(jì)算取H= H2=533.6 Mpap0= 3 kw p1= 2.970 kwp2= 2.965 kw p3=2.628 kw p4=2.550 kwT0=29.844 Nm T1=29.545 Nm T2=86.955 Nm T3=393.197Nm T=381.527NmHP1=580 Mpa,F(xiàn)min1=220 MpaHP2=560 Mpa,F(xiàn)min2=210 Mpac按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)小齒輪大端模數(shù)(由于小齒輪更容易失效故按小齒輪設(shè)計(jì)): 取齒數(shù) Z1=21,則 Z2=Z1 i12=3.76232=79,取 Z2=79實(shí)際傳動(dòng)比 u=Z2/Z1=79/21=3.762,且 u=tan2=cot1,2=72.2965 =72 16 35,1=17.7035 =17 42 12,則小o o o o 圓錐齒輪的當(dāng)量齒數(shù) zm1=z1/cos1 =21/cos17.7035 =23,zm2=z2/cos2=79/cos72.2965 =2o o 59.79H=533.6Mpa圓錐齒輪參數(shù)Z1=21Z2=791=17 42 12o 2 =72 16 o 354.計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果代做模具、機(jī)械等專業(yè)的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì),并且擁有大量現(xiàn)成的機(jī)械、模具畢業(yè)設(shè)計(jì),都是答辯后全套的設(shè)計(jì),有圖紙、說明書和英文翻譯,有需要的可聯(lián)系我們。QQ:943048723手機(jī):13585344458此套設(shè)計(jì)僅供下載的同學(xué)參考,謝謝!由2圖 5-14,5-15 得YFa=2.8,Ysa=1.55,YFa2=2.23,Ysa2=1.81ZH=2/cossin=2/cos20 sin20 =2.5 o o 由2表 11-5 有 ZE=189.8,取 KtZ =1.1, 2 t由2 取 K=1.4又 T1=28.381 Nm ,u= 3.762,R=0.3由2式 5-56 計(jì)算小齒輪大端模數(shù): m4KT1YFaYsa/RZ F(1-0.5R)2 u2 2 1+1 將各值代得 m1.498由2表 5-9 取 m=3 d齒輪參數(shù)計(jì)算:大端分度圓直徑 d1=mz1=321=63,d2=mz2=379=237齒頂圓直徑 da1=d1+2mcos1=63+6cos17.7035=68.715,da2=d2+2mcos2=237+6cos72.2965 =238.827o 齒根圓直徑 df1=d1-2.4mcos1=63-7.2cos17.7035o =56.142df2=d2-2.4mcos2=237-7.2cos72.2965 =231.808o 圓錐齒輪參數(shù)m=3 d1=63d2=237da1= 68.715da2=238.827df1=56.142df2=231.808R=122.615v=3.165m/sb= 36.781=102=14c=10L1=12.4L2=39齒輪錐距 R=d1+ d2/2=122.615,大端圓周速度 v=d1n1/60000=3.1463960/60000=3.165m/s,齒寬 b=RR =0.3122.615=36.78由2表 5-6,選齒輪精度為 8 級(jí)由1表 4.10-2 得 1=(0.10.2)R=(0.10.2)305.500=30.0560.1取 1=10,2=14,c=10輪寬 L1=(0.10.2)d1=(0.10.2)93=12.4L2=(0.10.2)d2=(0.10.2)291=39e驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度: 按2式 5-53H= ZHZE2KT1u+1/bd u(1-0.5R)2 ,代2 1入各值得5.計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果H=470.899H =533.6 Mpa 小齒輪滿足接觸疲勞強(qiáng)度,且大齒輪比小齒輪接觸強(qiáng)度高,故齒輪滿足接觸強(qiáng)度條件f齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度校核:按2式 5-55由2圖 5-19 得 YN1=YN2=1.0,由2式 5-32 及 m=25,得 YX1=YX2=1.0取 YST=2.0,SFmin=1.4 ,由 2式 5-31 計(jì)算許用彎曲應(yīng)力:F1= Fmin1 YFa1Ysa1YST/ SFmin =2202.0/1.4=314.29 MpaF2= Fmin2YFa2Ysa2YST/ SFmin =2102.0/1.4=300 MpaF1 F2, F= F2=300 Mpa由2式 5-24 計(jì)算齒跟彎曲應(yīng)力:F1=2KT1YFa1Ysa1/b1md1(1-0.5R)H=533.6 MpaF=300 Mpa=21.4800702.81.55/0.85228.93562=181.59 300 MpaF2=F1 YFa2Ysa2/(YFa1Ysa1)=181.591.812.23/(2.81.55)=178.28300Mpa兩齒輪滿足齒跟彎曲疲勞強(qiáng)度2. 閉式直齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算a選材:小齒輪材料選用 45 號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理,HB=217255,HP1=580 Mpa,F(xiàn)min1=220 Mpa大齒輪材料選用 45 號(hào)鋼,正火處理,HB=162217,HP2=560 Mpa,F(xiàn)min2=210 Mpab. 由參考文獻(xiàn)2(以下簡稱2)式(533) ,計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N:N1=60njL=609601811250=1.26710 , 9 N2=N1/i23=1.26710/3=2.522108 查圖 517 得 ZN1=1.05,ZN2=1.16,由式(529)得 ZX1=ZX2=1.0,取 SHmin=1.0,ZW=1.0,ZLVR=0.92,H1=HP1ZLVRZWZX1ZN1/SHmin=5801.050.92=560.28 MPaHP1=580 MpaFmin1=220 MpaHP2=560 MpaFmin2=210 Mpa6.計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果H2=HP2ZN2ZX2ZWZLVR/SHmin=5601.160.92=597.63 MPaH1 H2,計(jì)算取H= H2=560.28 Mpac. 按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算中心距(由于小齒輪更容易失效故按小齒輪設(shè)計(jì)):u=i34=4,a=0.4,H=560.28 MpaZH=2/cossin=2/cos200 sin200 =2.5且由2表 11-5 有 ZE=189.8,取 KtZ =1.1 2 t 2式 5-18 計(jì)算中心距: a(1+u)KT1 (ZE ZHZ/H)2 /(2ua)=51.1869552.5189.8/(240.4560.28)=147.61 由1表 4.2-10 圓整 取 a=160d齒輪參數(shù)設(shè)計(jì):m=(0.0070.02)a=180(0.0070.02)=1.263.6查2表 5-7 取 m=2齒數(shù) Z1=2a/m(1+u)=2160/2(1+4)=32Z2=uZ1=432=128 取 Z2=128則實(shí)際傳動(dòng)比 i=149/31=4分度圓直徑 d1=mz1=232=64 ,d2=mz2=2128=256齒頂圓直徑 da1= d1+2m=68,da2=d2+2m=260齒基圓直徑 db1= d1cos=64cos20o =60.14db2= d2cos=256cos20o =240.56齒根圓直徑 df1= d1-2.5m=64-2.52=59df2= d2-2.5m=256-2.52=251圓周速度 v=d1n2/60103 =3.1425663.829/60103 =1.113 m/s,中心距 a=(d1+d2)/2=160齒寬 b=aa =0.4160=64由2表 5-6,選齒輪精度為 8 級(jí)圓柱齒輪參數(shù)m=2Z1=32Z2=128d1=64 d2=256da1=8da2=260db1 =60.14db2 =240.56df1=59df2= 251v=1.113 m/sa=160b=647.計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果e. 驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度按電機(jī)驅(qū)動(dòng),載荷平穩(wěn),由2表 5-3,取 KA=1.0;由Comment s1: 頁:8 2圖 5-4(d) ,按 8級(jí)精度和VZ/100=dn/60000/100=0.30144,得 Kv=1.03;由2表 5-3得 Ka=1.2;由2圖 5-7和 b/d1=72/60=1.2,得KB=1.13; K=KvKaKAKB=1.031.21.01.13=1.397 又a1=arccosdb1/da1=arccos(60.14/68)=28.0268=281 36;o o a2 = arccosdb2/da2=arccos(2240.56/260)=22.0061=220 17o o 重合度 a=z(tana1-tan)+ z(tana1-tan)/2=32(tan28.0268 -tan20)o +128(tan22.0061-tan20)=1.773o 即 Z=(4-a)/3=0.862,且 ZE=189.8,ZH=2.5 H =ZHZEZ2KT1(u+1)/bd2 1u=2.5189.80.86221.397835105.8065/(72622 5.024)=240.63H =560.28 Mpa 小齒輪滿足接觸疲勞強(qiáng)度,且大齒輪比小齒輪接觸強(qiáng)度高,故齒輪滿足接觸強(qiáng)度條件f齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度校核:按 Z1=32,Z2=128,由2圖 5-14得YFa1=2.56,YFa2=2.18;由2圖 5-15得Ysa1=1.65,Ysa2=1.84由2式 5-23計(jì)算 Y=0.25+0.75/a=02.5+0.75/1.773=0.673由2圖 5-19得 YN1=YN2=1.0,F(xiàn)1= 314.29 MpaF2= 300 Mpa由2式 5-32 切 m=25,得 YX1=YX2=1.0取 YST=2.0,Sfmin=1.4,由2式 5-31 計(jì)算許用彎曲應(yīng)力:F1= Fmin1YFa1Ysa1 YST/ Sfmin =2202.0/1.4=314.29 MpaF2= Fmin2YFa2Ysa2YST/Sfmin=210 2.0/1.4=300 Mpa8.計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果F1 F2, F= F2=300 Mpa由2式 5-24 計(jì)算齒跟彎曲應(yīng)力:F1=2KT1YFa1Ysa1Y/bd1m=21.397835102.561.650.673/(26464)=71.233 300 MpaF2=F1YFa2Ysa2/YFa1Ysa1=71.2331.842.18/(2.561.65)=67.644300 Mpa兩齒輪滿足齒跟彎曲疲勞強(qiáng)度五, 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算4. 減速器高速軸 I 的設(shè)計(jì)a. 選擇材料:由于傳遞中小功率,轉(zhuǎn)速不太高,故選用45 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,調(diào)質(zhì)處理,按 2表 8-3 查得 B=637 Mpa, b-1=59 Mpab. 由扭矩初算軸伸直徑:按參考文獻(xiàn)2 有 dA p/n n0=960r/min,p1=2.97 kw,且 A=0.110.16d11623 取 d1=20c. 考慮 I 軸與電機(jī)伸軸用聯(lián)軸器聯(lián)接。并考慮用柱銷聯(lián)軸器,因?yàn)殡姍C(jī)的軸伸直徑為 dD=38,查1 表 4.7-1選取聯(lián)軸器規(guī)格 HL3(Y3882,Y3060) ,根據(jù)軸上零件布置,裝拆和定位需要該軸各段尺寸如圖 1.2a所示d. 該軸受力計(jì)算簡圖如圖 1.2b , 齒輪 1 受力:(1)圓周力 Ft1=2T1/dm1=229.545/(6410-3 )F=300 MpaB=637 Mpa, b-1=59 Mpad1=20選用柱銷聯(lián)軸器HL3( Y3882,Y3060)Ft1=915.52 N=915.52 N,(2)徑向力 Fr1= Ft1tancos1=915.52tan200 cos17.70350 =317.44 N, (3)軸向力 Fa1= Ft1tansin1=915.52tan200 sin17.70350 =101.33 N,e. 求垂直面內(nèi)的支撐反力:MB=0,Rcy= Ft1(L2+L3)/L2=915.52(74+55)/74=1595.97.97 N Y=0,R BY= Ft1-Rcy=915.52-1595.97=-680.45 N,F(xiàn)r1=317.44 NFa1=101.33 NRcy= 1595.97NRBY=-680.45 N9. 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果垂直面內(nèi) D 點(diǎn)彎矩 Mdy=0,M = Rcy L3+ 1 dyRBY(L2+L3 )=1595.97 55-680.45129= 3662.14 N=3.662 Nmf. 水平面內(nèi)的支撐反力:MB=0,RCz=Fr1 (L3+L2)-Fa1dm1/2/L2 =317.44(74+55)-680.4564/74=419.07 N,Z=0,RBz= F r1- RCz =317.44-419.07=-101.63N,水平面內(nèi) D 點(diǎn)彎矩 MDz=0,M = RCzL3+ 1 DzRBz(L3+L2)= 419.0755-101.63129=-7.095Nmg. 合成彎矩:MD= M + M = 0 Nm, 2 Dz 2 DyM =M + M =7.98 Nm1 D 12 Dy 12 Dzh. 作軸的扭矩圖如圖 1.2c 所示,計(jì)算扭矩:T=T1 =29.545NmMdy=0M = 3.662 1 dyNmRCz=419.07 NRBz= -101.63NMDz=0M = -1 Dz7.095NmMD=0 Nm, M =7.98 1 DNmI. 校核高速軸 I:根據(jù)參考文獻(xiàn)3 第三強(qiáng)度理論進(jìn)行校核:由圖 1.2 可知,D 點(diǎn)彎矩最大,故先驗(yàn)算 D 處的強(qiáng)度, MD M ,取 M= M =7.98 Nm, 1 D 1 D又抗彎截面系數(shù):w= d3 min /32=3.14203 /32=1.04510 m-6 3 =M +T / 2 2 w=7.98 +29.545 /1.04510 =39.132b-1= 2 2 -6 59 Mpa故該軸滿足強(qiáng)度要求。2. 減速器低速軸 II 的設(shè)計(jì)a. 選擇材料:因?yàn)橹饼X圓柱齒輪的小輪直徑較小(齒跟圓直徑 db1=62 )需制成齒輪軸結(jié)構(gòu),故與齒輪的材料和熱處理應(yīng)該一致,即為 45 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,調(diào)質(zhì)處理按 2表 8-3 查得 b=637 Mpa, b-1=59 Mpab. 該軸結(jié)構(gòu)如圖 1.3a,受力計(jì)算簡圖如圖 1.3b齒輪 2 受力(與齒輪 1 大小相等方向相反):Ft2=915.52N, Fr2=317.44 N, Fa2= 101.33 N,齒輪 3 受力:T= 29.545NmM= 7.98 Nmb=637 Mpa, b-1=59 MpaFt2=915.52NFr2=317.44 NFa2= 101.33 N10.計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果(1)圓周力 Ft3=2T2/dm3=286.955/(6410-3 )=2693.87N (2)徑向力 Fr3= Ft2tan=2693.87tan200 =980.49 N c. 求垂直面內(nèi)的支撐反力:Ft3=2693.87N F r3=980.49 NRAy=1919.26 NMB=0,RAy= Ft2(L2+L3 )+ Ft3L3/(L1+L2+L3)=915.52 (70+63)+2693.8763/183=1919.26 N Y=0,RBY=F t2+Ft3-Rcy=915.52+2693.87-1919.26=1690.13 N垂直面內(nèi) C 點(diǎn)彎矩:MCy = RAy L1=1919.2621.5=41.26 Nm,M = RBY(L2+L3)- F t3L2 1 Cy=1690.13133-2693.8770= 41.26 Nm,D 點(diǎn)彎矩:MDy= R BY L3=1690.1363= 92.96Nm,M = Ray( L1+L2)- Ft2 L21 Dy=1919.26120-915.5270=92.96 Nmd. 水平面內(nèi)的支撐反力:MB=0,RAz =Fr2(L3+L2)+Fr3L3-Fa2dm2/2/(L1+L2+L3) =317.44133980.4963-101.33238.827/2/128=750.70 NZ=0,RBz= F r2+ Fr3- RAz =317.44+980.49-750.70=547.23N,水平面內(nèi) C 點(diǎn)彎矩:MCz= RAzL1=750.7050=23.65 Nm,M1 Cz= RBz (L3+L2)- Fr3L2=547.23133 - 980.4970=-10.55Nm,D 點(diǎn)彎矩:MDz = RBz L3=547.2363=30.10 Nm,M1 Dz= RAz(L1+L2)-F a2dm2/2- Fr2 L2=750.70120-101.33164.9/2-317.4470= 29.92NmRBY=1690.13 NMCy=41.26 NmM 1 Cy=41.26NmMDy= 92.96 NmM = 92.96 1 DyNmRAz=750.70 NRBz=547.23NMCz=23.65 NmM1 Cz=-10.55NmMDz=30.10 NmM1 Dz=29.92Nm e. 合成彎矩: MC=M + M = 47.56Nm2 Cz 2 CyM =M + M =42.59 Nm1 C 12 Cy 12 CyMC=47.56NmM =42.59 1 CNm11. 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果MD=M + M =97.71 Nm,M =M + M = 2 Dz 2 Dy 1 D 12 Dy 12 Dz97.66Nmf. 作軸的扭矩圖如圖 1.3c 所,計(jì)算扭矩:T=T2=86.955Nmg. 校核低速軸 II 強(qiáng)度,由參考文獻(xiàn) 3第三強(qiáng)度理論進(jìn)行校核:1. 由圖 1.3 可知,D 點(diǎn)彎矩最大,故先驗(yàn)算 D 處的強(qiáng)度,MD M ,取 M= M =97.71 Nm,1 D 1 D抗彎截面系數(shù):w=d 3 min /32=3.14303 /32=2.6510-6 m3 =M2 +T2 / w=97.712 +86.9552 /2.6510-3 =44.27b-1=59 Mpa(2).由于 C 點(diǎn)軸徑較小故也應(yīng)進(jìn)行校核: MC M ,取 M= M =47.56 Nm,1 C 1 C抗扭截面系數(shù):w=d3 min /32=3.14303 /32=2.6510-6 m3 =M2 +T2 / w=47.562 +86.9552 /2.6510-6 MD=97.71 NmM =97.66Nm1 DT =86.955NmM= 47.56 NmB=637 Mpab-1=59 Mpa=35.14b-1= 59 Mpa故該軸滿足強(qiáng)度要求3. 減速器低速軸 III 的設(shè)計(jì)a. 選擇材料:由于傳遞中小功率,轉(zhuǎn)速不太高,故選用 45優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,調(diào)質(zhì)處理,按2表 8-3 查得 B=637 Mpa, b-1=59 Mpab. 該軸受力計(jì)算簡圖如圖 1.2b 齒輪 4 受力(與齒輪 1 大小相等方向相反):圓周力 Ft4=2693.87N,徑向力 Fr4=980.49 N c. 求垂直面內(nèi)的支撐反力:MC=0,RBY = Ft4L1/( L1+L2)=2693.8771/(125+71 )=1157.52 N Y=0,Rcy= Ft4- RBY =2693.87-1157.52 =1536.35 N,垂直面內(nèi) D 點(diǎn)彎矩 MDy= RcyL1=1536.3555=84.50 Nm ,M = RBY L2=1157.52125=84.50 1 DyNmd. 水平面內(nèi)的支撐反力:Ft4=2693.87NFr4=980.49 NRBY=1157.52 N Rcy=1536.35 NMDy=84.50 NmM =84.50 1 DyNm12.計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果MC=0,RBz=Fr4 L1/( L1+L2)= 980.4970/196=421.31NZ=0,RCz= Fr4- RBz =980.49-421.31=559.18N,水平面內(nèi) D 點(diǎn)彎矩 MDz= RCz L1=559.1871=30.75 Nm,M = RBz L2=421.31125=30.76 Nm1 Dze. 合成彎矩:MD= M + M = 90.20 Nm,2 Dz 2 DyRBz=421.31NRCz=559.18NMDz=30.75 NmM =30.76 1 DzNmMD=90.20 Comment s2: 頁:15 M =M + M =89.92 Nm1 D 12 Dy 12 Dzf. 作軸的扭矩圖如圖 1.2c所,計(jì)算扭矩:T=T3=393.197Nmg. 校核低速軸 III:根據(jù)參考文獻(xiàn)3 第三強(qiáng)度理論校核:由圖 1.2可知,D 點(diǎn)彎矩最大,故先驗(yàn)算 D處的強(qiáng)度, MD M ,取 M= MD =90.20 Nm, 1 D又抗彎截面系數(shù):w= d3 min/32=3.14423 /32=7.2710-6 m3 =M2 +T2 / w=90.20 2 +393.1972 /7.2710-6 =55.73b-1= 59 Mpa故該軸滿足強(qiáng)度要求。六,滾動(dòng)軸承的選擇與壽命計(jì)算1. 減速器高速 I軸滾動(dòng)軸承的選擇與壽命計(jì)算a. 高速軸的軸承既承受一定徑向載荷,同時(shí)還承受軸向外載荷,選用圓錐滾子軸承,初取 d=40,由1表4.6-3選用型號(hào)為 30208,其主要參數(shù)為:d=40,D=80,C r=59800 N,=0.37,Y=1.6,Y0=0.9,Cr0=42800查2表 9-6當(dāng) A/R 時(shí),X=1,Y=0;當(dāng) A/R 時(shí),X=0.4,Y=1.6b. 計(jì)算軸承 D的受力(圖 1.5) , (1)支反力 RB= R + R =36.252 +269.272 2 BY 2 Bz=271.70 N,RC= R + R =1184.792 2 cy 2 Cz+353.692 =1236.46 N(2)附加軸向力(對(duì)滾子軸承 S=Fr/2Y) NmM =89.92 1 DNmT= 393.197NmM= 90.20 Nm選用圓錐滾子軸承 30208(GB/T297-94)RB=271.70 NRC=1236.46 N13.計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果SB=RB/2Y=271.70/3=90.57 N,SC=RC /2Y=1236.46/3=412.15 Nc. 軸向外載荷 FA=Fa1=101.33 Nd. 各軸承的實(shí)際軸向力 AB=max(SB,F(xiàn)A -SC)= FA -SC =310.82 N,AC= (S C,F(xiàn)A +SB)= SC =412.15 Ne. 計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載 由于受較小沖擊查2 表 9-7 fd=1.2,又軸 I 受較小力矩,取 fm =1.5 AB/RB=310.82/271.70=1.144=0.37 ,取 X=0.4,Y=1.6, PB= fdfm(X RB +YAB)=1.8(0.4271.7+1.6310.82)=1090.79 NAC/ RC =412.15/1236.46=0.33=0.37 ,取X=1,Y=0,PC= fdfm(X RC +YAC)=1.21.511236.46= 2225.63Nf. 計(jì)算軸承壽命 又 PB PC,故按 PC 計(jì)算,查2表9-4 得 ft=1.0L10h=106 (ftC/P)/60n1=106 (59800/2225.63)10/3 /(60960)=0.12106 h,按每年 250 個(gè)工作日,每日一班制工作,即L1=60.26L=11 年故該軸承滿足壽命要求。2. 減速器低速 II 軸滾動(dòng)軸承的選擇與壽命計(jì)算a. 高速軸的軸承既承受一定徑向載荷,同時(shí)還承受軸向外載荷,選用圓錐滾子軸承,初取 d=35,由1表 4.6-3選用型號(hào)為 30207,其主要參數(shù)為:d=35,D=72,Cr=51500 N,=0.37 ,Y=1.6,Y0=0.9,Cr0=37200查2表 9-6 當(dāng) A/R 時(shí),X=1,Y=0;SB=90.57 NSC=412.15 NFA=101.33 NAB=310.82 NAC=412.15 NPB=1090.79 NPC=2225.63N選用圓錐滾子軸承 30207(GB/T297-94)RB=1995.75 NComment s3: 頁:17 當(dāng) A/R 時(shí),X=0.4,Y=1.6b. 計(jì)算軸承 D的受力(圖 1.6)1. 支反力 RB=R +R =1919.262 +547.232 2 BY 2 Bz=1995.75 N14.計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果RA= R + R =750.702 +353.692 2 Ay2 Az=922.23 N2. 附加軸向力(對(duì)滾子軸承 S=Fr/2Y) SB=RB /2Y=1995.75/3.2=623.67 N,SA=RA/2Y=922.23/3.2=288.20 Nc. 軸向外載荷 FA=Fa2=101.33 Nd. 各軸承的實(shí)際軸向力 AB=max(SB,F(xiàn)A +SA)= SB =623.67 N,AA=(SA,F(xiàn)A-SB )= FA-SB =522.34 Ne. 計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載 由于受較小沖擊查2表 9-7 fd=1.2,又軸 I受較小力矩,取 fm =1.5 AB/RB=623.67/1995.75=0.312=0.37,取X=1,Y=0 PB= fd fm(X RB +YAB)=1.21.51995.75=3592.35 NAA/ RA =522.34/922.23=0.566=0.37,取X=0.4,Y=1.6 PA= fd fm(X RA +YAA)=1.8(0.4922.23+1.6522.34)=2168.34Nf.計(jì)算軸承壽命 又 PB PA,故按 PB計(jì)算,查2表 9-4 得ft=1.0L10h=106 (ftC/P)/60n2=106 RA=922.23 NSB=623.67 NSA=288.20 NFA= 101.33 NAB=623.67 NAA=522.34 NPB=3592.35 NPA=2168.34N選用深溝球軸承6211(GB/T276-94)(51500/3592.35)10/3 /(60303.673)=0.1833106 h,按每年 250 個(gè)工作日,每日一班制工作,即 L1=91.65L=11 年故該軸承滿足壽命要求。3. 減速器低速 III 軸滾動(dòng)軸承的選擇與壽命計(jì)算a. 高速軸的軸承只承受一定徑向載荷,選用深溝球軸承,初取 d=55,由 1表 4.6-3 選用型號(hào)為 6211,其主要參數(shù)為:d=55 ,D=100,Cr=33500 N,Cr0=25000b. 計(jì)算軸承 D 的受力(圖 1.5)支反力 RB= R + R =1157.522 +421.312 2 BY 2 Bz=1231.81 N,RC= R + R =1536.352 +559.182 2 cy 2 Cz=1634.95 Nc. 軸向外載荷 FA=0 NRB=1231.81 NRC=1634.95 NFA=0 N15.計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果d. 計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載 由于受較小沖擊查2表 9-7 fd =1.2,又軸 I 受較小力矩,取 fm =1.5PB= fdfm RB =1.21.51231.8=2256.5 NPC= fd fm RC =1.21.511634.95= 2942.91Ne. 計(jì)算軸承壽命 又 PB PC,故按 PC 計(jì)算,查2表 9-4 得 ft=1.0L10h=106 (ftC/P)/60n3=106 (33500 /2942.91)10/3 /(6063.829)=27.41106 h,按每年 250 個(gè)工作日,每日一班制工作,即L1=399.45L=11 年故該軸承滿足壽命要求。七,鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算1.聯(lián)軸器與高速軸軸伸的鍵聯(lián)接采用圓頭普通平鍵(GB1095-79 ,GB1096-79) ,由d=30 ,查1表 4.5-1 得 bh=87,因半聯(lián)軸器長為PB=2256.5 NPC= 2942.91NL=50 d=30h=760,故取鍵長 L=50 ,即 d=30,h=7,L1 =L-b=42,T1=28.38 Nm,由輕微沖擊,查 2表 2-10 得 P=100 Mpa P=4T/dhL1 =429.844/(30742)=12.87P=100 Mpa故此鍵聯(lián)接強(qiáng)度足夠。2小圓錐齒輪與高速軸 I 的的鍵聯(lián)接采用圓頭普通平鍵(GB1095-79 ,GB1096-79) ,由d=20 ,查1表 4.5-1 得 bh=66,因小圓錐齒輪寬為 55,故取鍵長 L=42 即 d=20,h=6,L1 =L-b=36,T1=29.844Nm,由輕微沖擊,查 2表 2-10 得 P=100 Mpa P=4T/dhL1 =429.844/(20636)=27.63P=100 Mpa故此鍵聯(lián)接強(qiáng)度足夠。3 大圓錐齒輪與低速軸 II 的的鍵聯(lián)接L1 =42T1=28.38 NmL=42 d=20h=6L1 = 36T1=29.844Nm16.計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果采用圓頭普通平鍵(GB1095-79 ,GB1096-79) ,由 d=50,查1表 4.5-1 得 bh=149,因大圓錐齒輪寬為 50,故取鍵長 L=44 即 d=50,h=9,L1 =L-b=30,T2=86.955 Nm,由輕微沖擊,查 2表 2-10 得 P=100 Mpa P=4T/dhL1 =486.955/(50930)=25.76P=100 Mpa故此鍵聯(lián)接強(qiáng)度足夠。4. 大圓柱齒輪與低速軸 III 的的鍵聯(lián)接采用圓頭普通平鍵(GB1095-79 ,GB1096-79) ,由d=60 ,查1表 4.5-1 得 bh=1811,因大圓柱齒輪寬為 64,故取鍵長 L=54 ,即 d=60,h=11,L1 L=44d=50h=9L1 =30T2=86.955 NmL=54d=60h=11L1 =36=L-b=36,T3=393.197 Nm,由輕微沖擊,查 2表 2-10 得 P=100 Mpa P=4T/dhL1 =4393.197 /(601136)=66.19P=100 Mpa故此鍵聯(lián)接強(qiáng)度足夠。5. 低速軸 III 與輸出聯(lián)軸器的鍵聯(lián)接采用圓頭普通平鍵(GB1095-79 ,GB1096-79) ,由d=42 ,查1表 4.5-1 得 bh=128,因半聯(lián)軸器長為84,故取鍵長 L=72 ,即 d=42,h=8,L1 =L-b=60,T4=381.527 Nm,由輕微沖擊,查 2表 2-10 得 P=100 Mpa P=4T/dhL1 =4381.527 /(42860)=75.70P=100 Mpa故此鍵聯(lián)接強(qiáng)度足夠。八,聯(lián)軸器的選擇1. 輸入端聯(lián)軸器的選擇根據(jù)工作情況的要求,決定高速軸與電動(dòng)機(jī)軸之間選用T3=393.197 NmL=72d=42h=8L1 =60T4=381.527 Nm17.計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果彈性柱銷聯(lián)軸器。按參考文獻(xiàn)3,計(jì)算轉(zhuǎn)矩為Tc=KAT,由載荷平穩(wěn),沖擊較小查2表 6-6 有 KA=1.15,又T=29.844 NmTc=1.1529.844=34.32 Nm根據(jù) Tc=34.32 Nm 小于 Tpmax,n =n0=960r/min 小于許用最高轉(zhuǎn)速及電動(dòng)機(jī)軸伸直徑 d0=38 mm,高速軸軸伸直徑 d=30 mm,查1表 4.7-1 選用 HL3 型其公稱轉(zhuǎn)矩 Tpmax=630 Nm 許用最高轉(zhuǎn)速 n=5000r/min,軸孔直徑范圍 d=3048 mm 孔長 L1=82 mm,L 2=60mm,滿足聯(lián)接要求。Tc=34.32 Nm選用聯(lián)軸器HL4 型(Y3882,3060)GB5014-85標(biāo)記為:聯(lián)軸器 HL4 型(Y3882,3060)GB5014-852. 輸出端聯(lián)軸器的選擇根據(jù)工作情況的要求,決定低速軸與卷筒軸之間也選用柱彈性銷聯(lián)軸器。按參考文獻(xiàn)3,計(jì)算轉(zhuǎn)矩為Tc=KAT,由載荷不均勻,沖擊較小查2表 6-6 有 KA=1.2,又T=81.527 NmTc=1.281.527 =97.83 Nm根據(jù) Tc=97.83 Nm 小于 Tpmax,n =n0=960r/min 小于許用最高轉(zhuǎn)速及輸出軸軸伸直徑 d0=42 mm,卷筒軸軸伸直徑 d=56 mm,查1表 4.7-1 選用 HL4 型其公稱轉(zhuǎn)矩 Tpmax=1250 Nm 許用最高轉(zhuǎn)速 n=4000r/min,軸孔直徑范圍 d=4056 mm 孔長L1=112 mm,L2=84mm,滿足聯(lián)接要求。標(biāo)記為:聯(lián)軸器 HL4 型(Y4284,56112)GB5014-85八, 潤滑油的選擇與熱平衡計(jì)算1. 減速器的熱平衡計(jì)算一般情況下,連續(xù)工作時(shí)減速器的齒輪傳動(dòng)由摩擦損耗的Tc=97.83 Nm選用聯(lián)軸器HL4 型(Y4284,56112)GB5014-8518.計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果功率為 Pf=P(1-)kw,且減速器傳動(dòng)的總效率 =13 3456=0.960.983 0.990.950.97=0.824則由2可知產(chǎn)生的熱流量為 H1=1000P0(1-)=100030.176=528 W以自然冷卻方式,能叢箱體外壁散逸到周圍空氣中的熱流量為 箱體散熱系數(shù)取 Kd=16W/(),且經(jīng)計(jì)算箱體散熱總面積為 A=1.06 所以,由26-21 有tt0+1000P0(1-)/(KdA)=20+528/(161.06)=51.132. 潤滑油的選擇由于是中低速一般閉式齒輪傳動(dòng)且齒面應(yīng)力小于 500 Mpa又v=1.113 5 m/s,箱體溫度 t=51.1355按2表 5-12 得 所需潤滑油黏度為 680,由黏度 680,查1表 4.8-1 得選用代號(hào)為 680 的抗氧防銹工業(yè)齒輪油(SY1172-1980)19.計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果參考文獻(xiàn):1 鞏云鵬、田萬祿等主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) . 沈陽:東北大學(xué)出版社 20002 孫志禮,冷興聚,魏嚴(yán)剛等主編. 機(jī)械設(shè)計(jì). 沈陽:東北大學(xué)出版社 20003 劉鴻文主編 . 材料力學(xué). 北京:高等教育出版社 19914 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研組編. 理論力學(xué). 北京:高等教育出版社 19975 大連理工大學(xué)工程畫教研室編. 機(jī)械制圖. 北京:高等教育出版社 19936 孫 桓,陳作模主編 . 機(jī)械原理. 北京:高等教育出版社 20007 高澤遠(yuǎn),王 金主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).沈陽:東北工學(xué)院出版社 19878 喻子建,張磊、邵偉平、喻子建主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)習(xí)題與解題分析.沈陽:東北大學(xué)出版社 20009 張 玉,劉 平主編. 幾何量公差與測量技術(shù) .沈陽:東北大學(xué)出版社 199910 成大先 主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(減( 變)速器.電機(jī)與電器 )化學(xué)工業(yè)出版社20.
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二級(jí)
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563 二級(jí)直齒圓錐齒輪減速器,二級(jí),圓錐,齒輪,減速器
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