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大齿轮的分度圆直径为260mm
发布日期:2019-11-06   浏览次数:

  结业设想 一级减速器的设想及其零件图 学号: 姓名: 系部: 机电工程学院 专业: 机电一体化手艺 指点教师: 成就: 完成时间: 目次 一 概述………………………………………………………………………………………1 1. 结业设想的目标……………………………………………………………………1 2. 结业设想的内容和步调…………………………………………………………… 3. 结业设想应留意的问题…………………………………………………………… 二 传动安拆的总体设想………………………………………………………… 1.减速器的简要引见……………………………………………………………………… 2.传动方案拟定、电动机的选择………………………………………………………… 3.传动安拆的总传动比和分派各级传动比……………………………………………… 4.传动安拆的活动参数和动力参数的计较……………………………………………… 三 传动零件的设想………………………………………………………… 1.带传动的设想……………………………………………………………………… 2.齿轮传动的设想……………………………………………………………………… 四 轴系部件的设想…………………………………………………………………… 1.传动轴的布局设想………………………………………………………………………… 2.联轴器的选择取设想………………………………………………………………… 3.轴承的类型选择和设想……………………………………………………………… 五 减速器的布局………………………………………………………………………… 1.减速器箱体的布局设想……………………………………………………………… 2.减速器附件的设想……………………………………………………………… 六 减速器的润滑及密封……………………………………………………………… 1.减速器的润滑……………………………………………………………………………… 2.减速器的密封……………………………………………………………………………… 七 设想小结…………………………………………………………………………………… 一 概述 1.结业设想的目标 结业设想是机电工程类讲授过程的一个主要环节,其目标正在于: 1)使用所学的机械设想课程的理论,以及相关课程的学问,进行一次较为全面的分析设想,培育本人的脱手能力,加深对所学学问的理解,也是达到结业要求的一部门。 2)通过这一设想环节,控制一般传动安拆的设想方式、设想步调等 3)通过这一设想控制具有使用尺度、规范、手册、图册和查阅相关手艺材料的能力,进一步培育阐发问题和处理问题的能力。 2.结业设想的内容和步调 ⑴结业设想的内容:以一级减速器的设想为从,其设想内容包罗 ①拟定传动安拆的传动方案。 ②电动机的选择。 ③传动安拆的活动参数和动力参数的计较 ④传动件及轴的设想计较 ⑤轴承、键的选择和校核计较及减速器润滑和密封的选择 ⑥减速器的布局和附件设想 ⑦零件图的绘制等 ⑵结业设想的步调 第一阶段:拟定传动安拆的动弹方案;选择电动机;传动安拆总传动比简直定及各级传动比分派;计较轴的功率、转矩和转速。 第二阶段:传动零件及轴的设想计较。如齿轮传动,带传动及轴径的初算。 第三阶段:设想及相关的零件图。包罗减速箱箱体的设想;轴的设想(轴的机构);轴承的选择;键的选择;减速器的润滑和密封体例的选择。 第四阶段:相关零件图的绘制及竣事语。 二 传动安拆的总体设想 1.减速器的简要引见 减速器多用来做为原动机和工做机之间的的闭式传动安拆。用来降低转速和增大转矩,以满脚工做的需要。正在某中场所也可用做增速传动安拆,成为增速器。按照传动型式,减速器可分为齿轮、蜗杆、和齿轮-蜗杆减速器;按照齿轮外形分歧,可分为圆柱、圆锥和圆柱-圆锥减速器,按照传动的级数,可分为一级和多级减速器;按照传动的布局安插形式,还可分为展开式、同轴式和分流式减速器。 设想标题问题 设想用于带式运输机的单级圆柱曲齿减速器,图示如下,持续单项运转,载荷平稳,空载启动,利用刻日10年,小批量出产,两班制工做,运输带速度答应误差为±5% 设想数据 原始数据编号 B30 运输带工做拉力F (N) 790 运输带速度V (m/s) 1.2 卷筒曲径D (mm) 300 2 .传动方案的拟定和电动机的选择 ⑴阐发传动方案的构成和特点 机械一般都有原动机、传动安拆和工做机三部门构成。传动安拆一般包罗传动件和支持件两部门。它正在原动机和工做机之间传送动力和活动,能够改变活动的形式、速度和转矩的大小。传动安拆的机能取质量的好坏对机械的工做影响很大,因而,合理地设想传动方案是十分需要的。传动方案凡是用机构简图暗示,机构简图简单了然的反映了活动和动力传送的线、体例以及各部件的构成和毗连关系。 ⑵拟定传动方案 合理的传动方案必需满脚工做机的机能要求,顺应工做前提,工做靠得住,而且应布局简单,尺寸紧凑,加工便利,成本低,传动效率高和利用便当。 设想用于带式运输机的单级圆柱曲齿减速器 ①工做前提:持续单项运转,载荷平稳,空载启动,利用刻日10年,小批量出产,两班制工做,运输带速度答应误差为±5%。 ②原始数据:运输带工做拉力F=790N 运输带速度V=1.2m/s 卷筒曲径D=300mm ③方案拟定: 采用V带传动取齿轮传动的组合,即可满脚传动比要求,同时因为带传动具有优良的缓冲,吸振机能,顺应大起动转矩工况要求,布局简单,成本低,利用便利。 传动示企图如下图所示: 电动机 2.V带传动 3.弹性套柱销联轴器 4.圆柱曲齿减速器 5.弹性柱销联轴器 6.卷筒 7.运输带 ⑶电动机的选择 ①电动机类型和布局的选择:选择Y系列三相异步电动机,此系列电动机属于一般用处的全封锁自扇冷电动机,其布局简单,工做靠得住,价钱低廉,便利,合用于不易燃,不易爆,无侵蚀性气体和无特殊要求的机械。 ②电动机容量的选择 电动机所需工做功率为:Po=Pw/ηa (kw) 即:Pw=FV/1000 (KW) 即:Po=FV/1000ηa (KW) 由电动机至运输带的传动总效率ηa总=η1×η2×η33×η4×η5×η6 此中式中:η1。η2、η3 、η4、η5、η6别离为弹性柱销联轴器、带传动、滚动轴承、单级齿轮减速器、弹性柱联轴器、卷筒的效率。 取η1=0.99.η2=0.96.η3=0.99.η4=0.97.η5=0.99.η6=0.94. ηa总=0.99×0.96×0.993×0.97×0.99×0.94=0.83 所以电动机需要的工做效率:Po= FV/1000η总 = (790×1.2)/(1000 ×0.83) =1.14 (KW) ③确定电动机的转速 N卷筒=60×1000·V/(π·D) =(60×1000×1.2)/(π×300) =76.4 (r/min) 按照传动传动比的数值范畴,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范畴I2=3~6。 取V带传动比I1=2~4 。则总传动比理论范畴为:Ia=6~24。 所以电动机的转速范畴可选为: N电动机=Ia× N卷筒 =(16~24)×76.4 =1222.4~1833.6 (r/min) 合适这一范畴的同步转速有1500(r/min) 按照容量和转速由相关手册查出电动机的型号,分析考虑电动机和 传动安拆的尺寸、分量、价钱等要素,选定电动机的型号为Y90L-4 电动机的技法术据: 电动机型号 额定功率(KW) 电动机转速(r/min) 电动机分量(KG) 同步转速 满载转速 Y90L-4 1.5 1500 1400 27 电动机的次要外形和安拆尺寸: 核心高(H) 外形尺寸 L×(AC/2+AD)×HD 地脚安拆尺寸 A×B 地脚螺栓孔曲径 K 轴伸尺寸 D×E 90 335×(87.5+155)× 190 140×125 10 24×50 3.传动安拆的总传动比和分派各级传动比 ⑴由选定的电动机满载转速Nm和工做机自动轴转速N卷筒 可得传动安拆总的传动比: Ia=Nm/N卷筒=1400/76.4=18.32 ⑵分派各级传动安拆的传动比 总传动比等于各传动安拆传动比的乘积。 即Ia=I1×I2(式中I1.I2别离为带传动和减速器传动的传动比) 通俗V带的传动比为2~4 ,取V带的传动比I1=3.5,则I2=Ia/I1=18.32/3.5=5.2 4.传动安拆的活动参数和动力参数的计较 将传动安拆各轴由高速至低速顺次定为Ⅰ轴、Ⅱ轴以及I1、I2为两轴之间的传动比,η01、η12……为相邻两轴之间的传动效率,PⅠ、PⅡ......为各轴的输入功率(KW), TⅠ、TⅡ......为各轴的输入转矩(N·m),nⅠ、nⅡ......为各轴的输入转速 (r/min) ⑴计较各轴的转速: I轴: nⅠ=Nm/I1=1400/3.5=400(r/min) II轴: nⅡ=nⅠ/I2=400/5.2=76.9 (r/min) 卷筒轴:nIII=nII=76.9 (r/min) ⑵计较各轴的输入功率: I轴:PⅠ=Po×η01=Po×η1×η2=1.14×0.99×0.96=1.08(KW) II轴:PⅡ=PⅠ×η12=PⅠ×η3×η4=1.08×0.99×0.97=1.04(KW) 卷筒轴: PⅢ= PⅡ×η23= PⅡ×η3×η5=1.04×0.99×0.99=1.02(KW) ⑶计较各轴的输入转矩: 电动机的输出转矩为:Td=9550·Po/Nm=9550×1.14/1400=7.78(N·m) I轴:TⅠ= Td·I1·η01=Td·I1·η1·η2=7.78×3.5×0.99×0.96 = 25.88(N·m) II轴: TⅡ= TⅠ·I2·η12=TⅠ·I2·η3·η4= 25.88×5.2×0.99×0.97 = 129.23(N·m) 卷筒轴的输入转矩:TIII= TⅡ·η3·η5=129.23×0.99×0.99 =126.66(N·m) ⑷ 计较各的输出功率及输出转矩 因为Ⅰ~Ⅱ轴的输出功率别离为输入功率乘以轴承效率,则: P’Ⅰ=PⅠ×η轴承=1.08×0.99=1.069(KW) P’Ⅱ= PⅡ×η轴承=1.04×0.99=1.03(KW) 因为Ⅰ~Ⅱ轴的输出转矩别离为输入功率乘以轴承效率,则: T’Ⅰ= TⅠ×η轴承= 25.88×0.99=25.62(N·m) T’ Ⅱ= TⅡ×η轴承= 129.23×0.99=127.94(N·m) 分析以上数据得: 轴名 功率P (KW) 转矩T (N·m) 转速n r/min 传动比 I 效率 η 输入 输出 输入 输出 电动机轴 1.14 7.78 1400 3.5 0.95 Ⅰ轴 1.08 1.069 25.88 25.62 400 5.2 0.96 Ⅱ轴 1.04 1.03 129.23 127.94 76.9 1 0.98 卷筒轴 1.02 1.01 126.66 125.4 76.9 三 传动零件的设想 1.带传动的设想 ⑴选择V带的型号 查表得带的工做环境系数:KA=1.1 由计较功率PC=P×KA =1.5×1.1 =1.65(KW)(此中P为额定功率) 按照计较功率PC和小带轮的转速n1并按照通俗V带选型图,选择带的型号为A型带。 ⑵确定带轮的曲径并演算带速 查表可得小带轮的基准曲径的保举值为80 ~100mm。则取小带轮的曲径为d1=100mm。则大带轮的曲径d2=d1×I1=100×3.5=350mm 带速V=n1·d1·π/(1000×60)=1400×100×3.14/(1000×60) =7.33(m/s) 介于5~25m/s范畴内,故合适。 ⑶确定核心距ao 0.7·(d1+d2)≤ao≤2·(d1+d2)即:0.7·(100+350)≤ao≤2·(100+350) 即:315≤ao≤900 则取ao=600mm ⑷确定带长L0 L0 = 2·a + π·(d1+d2)/2 + (d2-d1)2/(4·a) =2×600+3.14×(100+350)/2+(350-100)2/(4×600) =1932.5(mm) 按照通俗V带基准长度系列表,取带的基准长度为Ld=2000mm。 ⑸确定带的现实核心距a和小带轮的包角α1 a≈a0+(Ld-L0)/2≈600+(2000-1932.5)/2≈633.75 小带轮的包角α1=1800-(d2-d1)×57.30/a=157.40 小带轮的包角α1一般要求不小于1200。www.ylg12.com若角渡过小,传动能力下降,易打滑,157.401200合适要求。 ⑹确定V带的根数Z 按照机械设想根本查表得单根通俗V带的根基额定功率为Po=1.32(KW), 查表得单根通俗V带额定功率的增量为△P0=0.17(KW) 查表得包角的批改系数Kα=0.95,带长的批改系数KL=1.03 由公式 Z=PC/[(P0+△P0)·KL·Kα]=1.65/[(1.32+0.17)×1.03×0.95] =1.097 取整数Z=2 ⑺确定单根V带的预紧力F0(查表得A型带的单元长度质量q=0.10kg/m) F0=500·PC·(2.5/Kα-1)/Z· V+q· V2 =500 × 1.65×( 2.5 / 0.95-1)/2 × 7.33 + 0.10 × 7.332 =97.2 (N) ⑻计较V带感化于轴上的压力Fw,即初拉力 Fw =2·Z·F0·sin(α1/2) =2×2×97.2sin(157.40/2) =381.3 (N) ⑼带轮的示企图如下 齿轮传动的设想 ⑴选择齿轮材料及精度品级 小齿轮选择45钢调质,硬度品级为217~255HBS,取为236HBS;大齿轮选用45钢正火,硬度为169~217HBS。取为193HBS。由于是通俗的减速器,估量圆周速度不大于6m/s则选择齿轮的精度品级为8级。 ⑵按照齿轮面接触委靡强度设想分度圆曲径d1 由于两齿轮均为钢质齿轮,可用公式d1≥求出d1的值,确定相关参数和系数。 ①转矩T1=9549×103×P/n=9549×103×1.069/400=25519.7N/mm ②载荷系数K,查表取K=1.1 ③齿数Z1和齿宽系数ψd,对于软齿面的闭式传动,正在满脚弯曲委靡的前提下,宜采用较多齿数,一般取Z1=20~40,则取Z1=25,则大齿轮的齿数Z2=130。由于单级齿轮传动为对称安插,而齿轮齿面为软齿面,则取齿宽系数ψd=1。 ④计较许用接触应力[σH] 查表得:σHlim1=570MPa σHlim2=540MPa 查表得软齿面的最小平安系数为SHlim=1.1 总工做时间T=10×365×12=43800(h) 应力轮回次数N1=60×njT=60×400×1×43800=1.05×109 N2=N1/I2=1.05×109/5.2=2.0×10 查表得:ZN1=1 ZN2=1 [σH]1=(ZN1×σHlim1)/SHlim=(1×570)/1.1=518.2MPa [σH]2=(ZN2×σHlim2)/SHlim=(1×540)/1.1=490.9MPa 所以d1≥==39.4(mm) m=d1/Z1=39.4/25=1.576 查表取尺度模数:m=2 ⑶次要参数和尺寸的计较 分度圆曲径: d1=m×Z1=2×25=50(mm) d2=m×Z2=2×130=260(mm) 齿轮宽度:b=ψd×d1=1×50=50(mm) 取大齿轮的宽度b2=50mm,小齿轮的宽度b1=55mm。 a=1/2m(Z1+Z2)=155(mm) ⑷按齿根弯曲委靡强度校核 若是σF≦[σF]则校核及格。 确定相关系数和参数: ①齿形系数YF YF1=2.62 YF2=2.14 ②应力批改系数 YS YS1=1.59 YS2=1.83 ③许用弯曲应力[σF] σFlim1=210(MPa ) σFlim2=170(MPa) 查表得:SF=1.4 YN1=YN2=1 由公式得:[σF]1=(YN1×σFlim1)/SF=(1×210)/1.4 =150(MPa) [σF]2=(YN2×σFlim2)/SF=(1×170)/1.4=121.4(MPa) 由公式σF=2·K·T1·YF·YS/b·m2·Z1得 代入数据得σF1=46.8(MPa)150(MPa ) σF2=43.6(MPa)121.4(MPa) 齿根弯曲强度及格 ⑸验算齿轮的圆周速度V V=π·d1·n1/(60×1000)=1.05m/s 由机械设想根本查表得选8级精度是合适的。 四 轴系部件的设想 A.传动轴的布局设想(齿轮轴的设想) (1) 确定轴上零件的定位和固定体例 (如下图所示) 1,5—滚动轴承 2—轴 3—齿轮轴的轮齿段 4—套筒 6—密封盖 7—轴端挡圈 8—轴承端盖 9—带轮 10—键 (2)按扭转强度估算轴的曲径 选择45钢调质,硬度品级为217~255HBS,轴的输入功率为PⅠ=1.08(KW), 转速为nⅠ=400(r/min),按照机械设想根本查表得C=120。 d≥=120×(PⅠ/nⅠ)1/3=120×(1.08/400)1/3=16.7(mm) (3)确定轴各段曲径D和长度L 从大带轮起头左起第一段,因为带轮取轴通过键连接,则轴该当添加5%,取 D1=Φ20mm,又由于带轮的宽度B=(Z-1)·e+2·f =(3-1)×18+2×8=52 mm ,则第一段的长度L1=60mm。 左起第二段曲径取D2=Φ38mm 按照轴承端盖的拆拆以及对轴承添加润滑脂的要乞降箱体的厚度,取端盖的外端面取带轮的左端面间的距离为30mm,则取第二段的长度L2=70mm 左起第三段,该段拆有滚动轴承,选用深沟球轴承,次要承受径向载荷,同时也能够承受必然量的双向轴向载荷,选用6208型轴承,其尺寸为d×D×B=40×80×18,那么该段的曲径为D3=Φ40mm,长度为L3=20mm。 左起第四段,为滚动轴承的定位轴肩,其曲径应小于滚动轴承的内圈外径,取D4= Φ48mm,长度取L4= 10mm。 左起第五段,该段为齿轮轴段,因为齿轮的齿顶圆曲径为Φ54mm,分度圆曲径为Φ50mm,齿轮的宽度为55mm,则此段的曲径为D5=Φ54 mm,长度为L5=55mm。 左起第六段,为滚动轴承的定位轴肩,其曲径应小于滚动轴承的内圈外径,取D6=Φ48mm,长度取L6= 10mm。 左起第七段,该段为滚动轴承安拆出处,取轴径为D7=Φ40mm,长度L7=18mm。 (4)求齿轮上感化力的大小、标的目的 小齿轮分度圆曲径:d1=50(mm) 感化正在齿轮上的转矩为:T1 =25519.7(N/mm) 求圆Ft:Ft=2T1/d1=2×25519.7/50=1020.8(N) 求径向力Fr:Fr=Ft·tanα=1020.8×tan200=371.5(N) 按照轴承径向力的感化点以及轴承和齿轮正在轴上的安拆,成立力学模子 Ft,Fr的标的目的如下图所示: ⑤求轴面的支座反力 程度面的支座反力:RA=RB=Ft/2 =1020.8/2=510.4(N) 垂的支座反力:因为选用深沟球轴承则Fa=0,那么RA’=RB’ =Fr×62/124=185.75(N) (6)画弯矩图 左起第四段剖面C处的弯矩: 程度面的弯矩:MC=RA×62=32( Nm) 垂的弯矩:MC1’= MC2’=RA’×62=11.5( Nm) 合成弯矩: 34 (7)转矩 T= Ft×d1/2=1020.8×50/2=26(Nm) (8)画当量弯矩图 由于是单向反转展转,转矩为脉动轮回,α=0.6,可得左起第四段剖面C处的当量弯矩: 37.4(Nm)=0.6×26=15.6Nm (9)判断截面并验算强度 左起第四段剖面C处当量弯矩最大,而其曲径取相邻段相差不大,所以剖面C为截面。 已知MeC2=65.9Nm ,由机械设想基查表得:[σ-1]=60Mpa 则:σe= MeC2/W= MeC2/(0.1·D43)=37.4×1000/(0.1×483) =33Nm[σ-1] 左起第一段D处虽仅受转矩但其曲径较小,故该面也为截面: =0.6×26=15.6Nm σe= MD/W= MD/(0.1·D13) =15.6×1000/(0.1×253)= 9.98Nm[σ-1] 所以确定的尺寸是平安的 。 齿轮轴的零件图如下图所示: B.输出轴的设想计较 确定轴上零件的定位和固定方 1,5—滚动轴承 2—轴 3—齿轮 4—套筒 6—密封盖 7—键 8—轴承端盖 9—轴端挡圈 10—半联轴器 (2)按扭转强度估算轴的曲径 选择45钢调质,硬度217~255HBS,轴的输入功率为PⅡ=1.04 KW,转速为nⅡ=76.9r/min,查表选择c=115。 d≥=115×(1.04/76.9)1/3=27.4(mm) (3)确定轴各段曲径D和长度L 从联轴器起头左起第一段,因为联轴器取轴通过键连接,则轴该当添加5%,取D1=Φ30mm,查表得工做环境系数KA=2.0计较转矩TC=KA×TⅡ=2.0×129.23=258.46Nm, 查尺度GB/T 5014—85,选用HL型弹性柱销联轴器,半联轴器长度为l1=84mm,因而拔取轴段长L1=82mm。 左起第二段,考虑联轴器的轴向定位要求,该段的曲径取D2=Φ52mm,按照轴承端盖的拆拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面取半联轴器左端面的距离为30mm,故取该段长为L2=74mm。 左起第三段,该段拆有滚动轴承,选用深沟球轴承,则轴承有径向力,而轴向力为零,选用6211型轴承,其尺寸为d×D×B=55×100×21,那么该段的曲径为D3=Φ55mm,长度为L3=36mm。 左起第四段,该段拆有齿轮,而且齿轮取轴用键连接,曲径要添加5%,大齿轮的分度圆曲径为260mm。则第四段的曲径取D4=Φ60mm,齿轮宽为b=50mm,为了定位的靠得住性,取轴段长度为L4=48mm。 左起第五段,考虑齿轮的轴向定位,定位轴肩,取轴肩的曲径为D5=Φ66mm ,长度取L5=10mm。 左起第六段,该段为滚动轴承安拆出处,取轴径为D6=Φ55mm,长度L6=21mm。 求齿轮上感化力的大小、标的目的 大齿轮分度圆曲径:d2=260(mm) 感化正在齿轮上的转矩为:T2=9549×103×P/n=9549×103×1.03/76.9= 1.3×105(N·mm) 求圆Ft: Ft=2T2/d2=2×1.3×105/260=1000(N) 求径向力Fr:Fr=Ft·tanα=1000×tan200=363.97(N) 按照轴承径向力的感化点以及轴承和齿轮正在轴上的安拆,成立力学模子, Ft,Fr的标的目的如下图所示: (5)轴支座反力 程度面的支反力:RA=RB=Ft/2 =500(N) 垂的支反力:因为选用深沟球轴承则Fa=0,那么RA’=RB’ =Fr×62/124=182N (6)画弯矩图 左起第四段剖面C处的弯矩: 程度面的弯矩:MC=RA×62= 500×62=31(Nm) 垂的弯矩:MC1’= MC2’=RA’×62=11.3(Nm)合成弯矩:=32.99(Nm) (7)转矩T= Ft×d2/2= 130(Nm) (8)画当量弯矩图 由于是单向反转展转,转矩为脉动轮回,α=0.6,可得左起第四段剖面C处的当量弯矩: 281.2(Nm) (9)判断截面并验算强度 左起第四段剖面C处当量弯矩最大,而其曲径取相邻段相差不大,所以剖面C为截面。已知MeC2=281.2Nm,由机械设想基查表得:[σ-1]=60Mpa, σe= MeC2/W= MeC2/(0.1·D43)=281.2×1000/(0.1×603)=13.02Nm[σ-1] 左起第一段D处虽仅受转矩但其曲径较小,故该面也为截面:0.6×130=78(Nm) σe= MD/W= MD/(0.1·D13)=78×1000/(0.1×303)=28.9(Nm)[σ-1] 所以确定的尺寸是平安的 。 2 1 1 2 3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ] [σ ε H H E Z Z Z u u d kT

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