2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  課 程 教 學(xué) 論 文</p><p>  題目:機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計</p><p><b>  學(xué) 院: </b></p><p><b>  姓 名: </b></p><p><b>  學(xué) 號:</b></p><

2、p>  專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化</p><p><b>  年 級: </b></p><p><b>  指導(dǎo)教師: </b></p><p>  二0 一二 年 十二 月</p><p><b>  目錄</b></p><

3、;p>  第一章 設(shè)計任務(wù)書(設(shè)計題目)3</p><p>  第二章 設(shè)計要求3</p><p>  第三章 設(shè)計步驟3</p><p>  1.傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計3</p><p>  2.電動機(jī)的選擇4</p><p>  3.確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比5</p><

4、;p>  4.計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)5</p><p>  5.減速器傳動零件的設(shè)計計算6</p><p>  5.1帶傳動設(shè)計7</p><p>  5.2 齒輪的設(shè)計9</p><p>  6.減速器軸的設(shè)計計算18</p><p>  6.1 高速軸的設(shè)計計算18</p>

5、<p>  6.2 中間軸的設(shè)計計算21</p><p>  6.3 低速軸的設(shè)計計算24</p><p>  7.減速器軸承的選擇及其壽命驗算27</p><p>  8.鍵聯(lián)接的選擇28</p><p>  1.高速軸上鍵的強度校核28</p><p>  2.中間軸上鍵的強度校核28<

6、/p><p>  3.低速軸上鍵的強度校29</p><p>  9.聯(lián)軸器的選擇29</p><p>  10.減速器箱體及附件設(shè)計29</p><p>  11.減速器潤滑方式及密封種類的選擇32</p><p>  第四章 參考資料33</p><p>  設(shè)計任務(wù)書(設(shè)計題目)&l

7、t;/p><p>  設(shè)計題目:帶式運輸機(jī)傳動裝置(二級斜齒輪展開式)</p><p><b>  已知條件</b></p><p>  說明:1.帶式輸送機(jī)在生產(chǎn)車間沿生產(chǎn)線運送成件產(chǎn)品,環(huán)境清潔,運轉(zhuǎn)方向不變,工作載荷穩(wěn)定。</p><p>  2.工作壽命為20年,每年300個工作日,每日工作16小時。</p&g

8、t;<p><b>  設(shè)計要求</b></p><p>  1.減速器裝配圖一張(A1)。</p><p>  2.CAD繪制軸、齒輪零件圖各一張(齒輪4張和軸2張)。</p><p>  3.設(shè)計說明書一份。</p><p><b>  設(shè)計步驟</b></p>&l

9、t;p><b>  傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計</b></p><p>  1. 組成:傳動裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。</p><p>  2. 特點:齒輪相對于軸承不對稱分布,故沿軸向載荷分布不均勻,</p><p>  要求軸有較大的剛度。</p><p>  3. 確定傳動方案:考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高,傳動功率大,將

10、V帶設(shè)置在高速級。</p><p><b>  其傳動方案如下:</b></p><p>  圖一:(傳動裝置總體設(shè)計簡圖)</p><p>  初步確定傳動系統(tǒng)總體方案如:傳動裝置總體設(shè)計圖所示。</p><p>  選擇V帶傳動和二級圓柱斜齒輪減速器(展開式)。</p><p><b&g

11、t;  傳動裝置的總效率</b></p><p>  =0.95×××0.97×0.96=0.759;</p><p>  為V帶的效率0.95, η2為滾動軸承的效率0.98,</p><p>  為齒輪傳動的效率0.95(齒輪為7級精度,油脂潤滑.</p><p>  因是薄壁防護(hù)罩,采

12、用開式效率計算)。</p><p>  為聯(lián)軸器的效率0.97, 為滾筒的效率0.96。</p><p><b>  2.電動機(jī)的選擇</b></p><p>  根據(jù)已知條件F、V和D,確定求出輸送帶的功率Pw=FV\1000(KW)=6.5*1.2=7.8KW.</p><p>  電動機(jī)所需工作功率為: P=P/η

13、=7.8\0.759=10.28kw,卷筒轉(zhuǎn)速為n==57.30 r/min。</p><p>  經(jīng)查表按推薦的傳動比合理范圍,V帶傳動的傳動比i=2~4,二級圓柱斜齒輪減速器傳動比i=8~40,則總傳動比合理范圍為i=16~160,電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n=i×n=(16~160)×57.3=916.8~9168 r/min.</p><p>  綜合考慮電動機(jī)和傳

14、動裝置的尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比,</p><p>  選定型號為Y160M—4的三相異步電動機(jī),額定功率為11kw.</p><p>  額定電流8.8A,滿載轉(zhuǎn)速1460 r/min,同步轉(zhuǎn)速1500r/min。</p><p>  3.確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比</p><p>  (1)  

15、   總傳動比</p><p>  由選定的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速n,可得傳動裝置總傳動比為=n/n=1460/57.3=25.48</p><p> ?。?)     分配傳動裝置傳動比</p><p><b>  =×</b></p&

16、gt;<p>  式中,分別為帶傳動和減速器的傳動比。</p><p>  為使V帶傳動外廓尺寸不致過大,初步?。?.5,則減速器傳動比為==25.48/2.5=10.19</p><p>  根據(jù)各原則,查機(jī)械設(shè)計手冊圖得高速級傳動比為=3.73,則==2.73.</p><p>  4.計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)</p><p

17、><b> ?。?) 各軸轉(zhuǎn)速</b></p><p> ?。剑?460/2.5=584r/min</p><p> ?。剑?84/3.73=156.57r/min</p><p> ?。?#160;/ =156.57/2.73=57.35 r/min</p><p>  ==57.35 r/min<

18、;/p><p>  ,分別為高速軸、低速軸轉(zhuǎn)速。</p><p> ?。?) 各軸輸入功率</p><p>  =×=10.28×0.95=9.87kW</p><p> ?。?#215;η2×=9.87×0.98×0.95=9.19kW</p><p> ?。?#215;

19、η2×=9.19×0.98×0.95=8.55kW</p><p> ?。?#215;η2×η4=8.55×0.98×0.97=8.13kW</p><p>  則各軸的輸出功率:  </p><p> ?。?#215;0.98=9.67 kW</p><p> 

20、?。?#215;0.98=9kW</p><p> ?。?#215;0.98=8.38kW</p><p> ?。?#215;0.98=7.97 kW</p><p><b>  各軸輸入轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>  =×× N·m</b></p&g

21、t;<p>  電動機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩=9550 =9550×10.28/1460=67.24 N·m</p><p>  各軸輸入扭矩:=9550/=161.38N·m</p><p> ?。?550/=560.40N·m</p><p> ?。?550 /=1424.33N·m</p&g

22、t;<p>  =9550/=1312.52 N·m</p><p>  ,分別為高速軸,低速軸轉(zhuǎn)矩</p><p>  輸出轉(zhuǎn)矩:=×0.98=158.15 N·m</p><p> ?。?#215;0.98=549.19N·m</p><p> ?。?#215;0.98=1395.52

23、N·m</p><p>  =×0.98=1286.3 N·m</p><p>  運動和動力參數(shù)結(jié)果如下表</p><p>  5.減速器傳動零件的設(shè)計計算</p><p>  5.1 V帶齒輪各設(shè)計參數(shù)附表</p><p><b>  1.各傳動比</b><

24、/p><p><b>  2. 各軸轉(zhuǎn)速n</b></p><p>  3. 各軸輸入功率 P</p><p>  4. 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 T</p><p><b>  5.1帶傳動設(shè)計</b></p><p><b>  1.確定計算功率P</b></

25、p><p>  據(jù)[2]表8-7查得工作情況系數(shù)K=1.1。故有:</p><p><b>  P=KP</b></p><p><b>  2.選擇V帶帶型</b></p><p>  據(jù)P和n有[2]圖8-11選用A帶。</p><p>  3.確定帶輪的基準(zhǔn)直徑d并驗算帶速

26、</p><p> ?。?)初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑d由表8-6和8-8,取小帶輪直徑d=90mm。</p><p> ?。?)驗算帶速v,有:</p><p><b>  =6.88</b></p><p>  因為6.88m/s在5m/s~30m/s之間,故帶速合適。</p><p>  (3)計

27、算大帶輪基準(zhǔn)直徑d</p><p>  根據(jù)表8-8取=224mm</p><p>  4.確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長度L </p><p>  (1)據(jù)式8-20初定中心距a=320mm</p><p>  (2)計算帶所需的基準(zhǔn)長度</p><p><b>  =1147mm</b></

28、p><p>  由表8-2選帶的基準(zhǔn)長度L=1120mm</p><p> ?。?)計算實際中心距</p><p><b>  中心局變動范圍:</b></p><p>  5.驗算小帶輪上的包角</p><p><b>  6.計算帶的根數(shù)z</b></p>&l

29、t;p> ?。?)計算單根V帶的額定功率P</p><p>  由和r/min查表8-4a得</p><p><b>  P=1.07KW</b></p><p>  據(jù)n=1460,i=2.5和A型帶,查8-4b得</p><p><b>  P=0.17KW</b></p>

30、<p>  查表8-5得K=0.93,K=0.91,于是:</p><p><b>  P=(P+P)KK</b></p><p>  =(1.07+0.17)0.930.91 =1.05KW</p><p> ?。?)計算V帶根數(shù)z</p><p><b>  故取11根。</b><

31、;/p><p>  7.計算單根V帶的初拉力最小值(F)</p><p>  由表8-3得A型帶的單位長質(zhì)量q=0.1。所以</p><p><b>  =131.66N</b></p><p>  應(yīng)使實際拉力F大于(F)</p><p><b>  8.計算壓軸力F</b>&

32、lt;/p><p><b>  壓軸力的最小值為:</b></p><p> ?。‵)=2(F)sin=211131.660.976</p><p><b>  =2827N</b></p><p><b>  9.帶輪設(shè)計</b></p><p><

33、b>  (1)小帶輪設(shè)計</b></p><p>  由Y160M-4電動機(jī)可知其軸伸直徑為d=42mm,故因小帶輪與其裝配,故小帶輪的軸孔直徑d=42mm。由表14-18可知小帶輪結(jié)構(gòu)為實心輪。</p><p><b>  (2)大帶輪設(shè)計</b></p><p>  大帶輪軸孔取30mm,由表14-18可知其結(jié)構(gòu)為輻板式。

34、</p><p>  10. 帶輪主要參數(shù)</p><p>  5.2 齒輪的設(shè)計</p><p>  (一)高速級齒輪傳動的設(shè)計計算</p><p>  齒輪材料,熱處理及精度</p><p>  考慮此減速器的功率及現(xiàn)場安裝的限制,故大小齒輪都選用硬齒面漸開線斜齒輪</p><p> ?。?/p>

35、1)       齒輪材料及熱處理</p><p> ?、?材料:高速級大、小齒輪選用40cr,并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火,齒面硬度為48—55HBC 取小齒齒數(shù)=22 Z=i×Z=3.73×22=82.06 取Z=83.</p><p><b> ?、?齒輪精度</b></p

36、><p>  按GB/T10095-1998,選擇7級,齒根噴丸強化。</p><p> ?、圻x取螺旋角。初選螺旋角=14</p><p> ?。玻醪皆O(shè)計齒輪傳動的主要尺寸</p><p><b>  按齒面接觸強度設(shè)計</b></p><p><b>  確定各參數(shù)的值:</b&g

37、t;</p><p><b>  ①試選=1.6</b></p><p>  查課本圖10-30 選取區(qū)域系數(shù) Z=2.433 </p><p>  由課本圖10-26 </p><p><b>  則</b></p><p> ?、谟烧n本公式10-13計算應(yīng)力值

38、環(huán)數(shù)</p><p>  N=60nj =60×584×1×(2×8×300×20)</p><p>  =3.36384×10h</p><p>  N=9.02×10h (3.73為齒數(shù)比,即3.73=)</p><p> ?、鄄檎n本10-19圖得:K=0.

39、94 K=0.96</p><p> ?、荦X輪的疲勞強度極限,由圖10-21e查得==1100.</p><p>  取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,應(yīng)用公式10-12得:</p><p>  []==0.94×1100=1034 </p><p>  []==0.96×1100=1056 </

40、p><p><b>  許用接觸應(yīng)力 </b></p><p> ?、莶檎n本表10-6得: =189.8MP 由表10-7得: =1</p><p> ?、扌↓X輪傳遞的轉(zhuǎn)矩:</p><p>  T=95.5×10×=95.5×10×9.87/584</p><

41、;p>  =16.14×10N.mm</p><p><b>  3.設(shè)計計算</b></p><p> ?、傩↓X輪的分度圓直徑d</p><p><b>  =</b></p><p><b> ?、谟嬎銏A周速度</b></p><p>

42、;<b>  ③計算齒寬b和模數(shù)</b></p><p><b>  計算齒寬b</b></p><p><b>  b==43.2mm</b></p><p><b>  計算摸數(shù)m</b></p><p><b>  =</b>&

43、lt;/p><p><b> ?、苡嬎泯X寬與高之比</b></p><p>  齒高h(yuǎn)=2.25 =2.25×1.9=4.274</p><p><b>  = =10.10</b></p><p><b> ?、萦嬎憧v向重合度</b></p><p&

44、gt;  =0.318=1.744</p><p><b> ?、抻嬎爿d荷系數(shù)K</b></p><p><b>  使用系數(shù)=1</b></p><p>  根據(jù),7級精度, 查課本由表10-8得動載系數(shù)K=1.05,</p><p>  查課本由圖10-4得K=1.326</p>

45、<p>  查課本由圖10-13得: K=1.28</p><p>  查課本由表10-3 得: K==1.2</p><p>  故載荷系數(shù):K=K K K K =1×1.05×1.2×1.326=1.67</p><p> ?、甙磳嶋H載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑</p><p>  d=d=43.

46、2×=43.8</p><p><b> ?、嘤嬎隳?shù)</b></p><p><b>  =</b></p><p>  4. 齒根彎曲疲勞強度設(shè)計</p><p>  由彎曲強度的設(shè)計公式</p><p><b>  ≥</b></p

47、><p>  ⑴ 確定公式內(nèi)各計算數(shù)值</p><p> ?、?#160;    計算載荷系數(shù)K</p><p>  K=K K K K=1×1.05×1.2×1.326=1.67</p><p><b>  計算當(dāng)量齒數(shù)</b></p>

48、<p>  z=z/cos=22/ cos14=24.08 </p><p>  z=z/cos=83/ cos14=90.8</p><p> ?、?#160;      查取齒形系數(shù)Y和應(yīng)力校正系數(shù)Y</p><p>  查課本由表10-5得:</p><p>  齒形系數(shù)Y=

49、2.65 Y=2.20</p><p>  應(yīng)力校正系數(shù)Y=1.58 Y=1.78</p><p>  由圖10-20d查得齒輪的彎曲疲勞強度極限</p><p>  由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)K=0.88 K=0.95 </p><p> ?、?#160;    計算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p&

50、gt;<p>  取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4</p><p><b>  []=</b></p><p><b>  []=</b></p><p>  ⑤  計算大小齒輪的 </p><p><b>  小齒輪的數(shù)值大.</b></

51、p><p><b>  ⑵ 設(shè)計計算</b></p><p><b>  計算模數(shù)</b></p><p>  對比計算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù),按GB/T1357-1987圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù),取m=2mm但為了同時滿足接觸疲勞強度,需要按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d=43

52、.8來計算應(yīng)有的齒數(shù).于是由:</p><p>  z==21.2 取z=30</p><p>  那么z=3.73×30=111.9,取z=112。 </p><p> ?、?幾何尺寸計算</p><p>  計算中心距 a===146.35</p><p>  將中心距圓整為1

53、47</p><p>  按圓整后的中心距修正螺旋角</p><p><b>  =arccos</b></p><p>  因值改變不多,故參數(shù),,等不必修正.</p><p>  計算大.小齒輪的分度圓直徑</p><p><b>  d==62</b></p>

54、;<p><b>  d==231.9</b></p><p><b>  計算齒輪寬度</b></p><p><b>  B=</b></p><p><b>  圓整的 </b></p><p> ?。ǘ?低速級齒輪傳動的設(shè)計

55、計算</p><p> ?、?材料:低速級小齒輪選用40cr調(diào)質(zhì),齒面硬度為 280HBS 取小齒齒數(shù)=30大齒輪選用鋼(調(diào)質(zhì)),齒面硬度為 240HBS z=2.73×30=81.9 圓整取z=82.</p><p><b> ?、?齒輪精度</b></p><p>  按GB/T10095-1998,選擇7級

56、,齒根噴丸強化。</p><p> ?、?按齒面接觸強度設(shè)計</p><p>  1. 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值</p><p><b>  ①試選K=1.6</b></p><p> ?、诓檎n本由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)Z=2.45</p><p>  ③試選,查課本由圖10-26查得<

57、/p><p>  =0.78 =0.88 =0.78+0.88=1.66</p><p><b>  應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</b></p><p>  N=60×n×j×L=60×156.57×1×(2×8×300×20)</p><p>

58、  =9.018×10 </p><p>  N=3.303×10</p><p>  由課本圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)</p><p>  K=0.98 K= 1.009 </p><p>  查課本由圖10-21d</p><p>  按齒面硬度查得小齒輪

59、的接觸疲勞強度極限,</p><p>  大齒輪的接觸疲勞強度極限</p><p>  取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,則接觸疲勞許用應(yīng)力</p><p><b>  []==</b></p><p>  []==1.009×550/1=554.95</p><p><b>

60、;  [571.5</b></p><p>  查課本由表10-6查材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8MP</p><p>  選取齒寬系數(shù) </p><p>  T=95.5×10×=95.5×10×9.19/156.57</p><p>  =56.05×10N.mm&

61、lt;/p><p><b>  =99</b></p><p>  2. 計算圓周速度</p><p><b>  0.81</b></p><p><b>  3. 計算齒寬</b></p><p>  b=d=1×99=99</p

62、><p>  4. 計算齒寬與齒高之比</p><p><b>  模數(shù) m= </b></p><p>  齒高 h=2.25×m=2.25×3.2=7.2</p><p>  =99/7.2=13.75</p><p>  5. 計算縱向重合度</p>

63、;<p>  6. 計算載荷系數(shù)K</p><p><b>  K=1.339</b></p><p>  使用系數(shù)K=1 </p><p>  同高速齒輪的設(shè)計,查表選取各數(shù)值</p><p>  =1.04 K=1.35 K=K=1.2</p><p><

64、b>  故載荷系數(shù)</b></p><p>  K==1×1.04×1.2×1.339=1.671</p><p>  7. 按實際載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑</p><p><b>  d=d=99×</b></p><p><b>  計算模數(shù)

65、</b></p><p>  3. 按齒根彎曲強度設(shè)計</p><p><b>  m≥</b></p><p> ?、宕_定公式內(nèi)各計算數(shù)值</p><p> ?。?)       計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩=56.05N·mm</p&

66、gt;<p> ?。?)       確定齒數(shù)z</p><p>  因為是硬齒面,故取z=30,z=i ×z=2.73×30=81.9</p><p> ?。?)       初選齒寬系數(shù)</p><p>  按

67、對稱布置,由表查得=1</p><p> ?。?)      初選螺旋角</p><p><b>  初定螺旋角=14</b></p><p> ?。?)      載荷系數(shù)K</p><p>  K=

68、K K K K=1×1.04×1.2×1.35=1.6848</p><p> ?。?) 當(dāng)量齒數(shù)     </p><p>  z=z/cos=30/ cos14=32.84 </p><p>  z=z/cos=82/ cos14=89.76</p><

69、p>  由課本表10-5查得齒形系數(shù)Y和應(yīng)力修正系數(shù)Y</p><p> ?。?)       計算大小齒輪的 </p><p>  查課本由圖10-20c得齒輪彎曲疲勞強度極限</p><p>  查課本由圖10-18得彎曲疲勞壽命系數(shù)</p><p>  K=0.86

70、 K=0.9 S=1.4</p><p><b>  []=</b></p><p><b>  []=</b></p><p>  計算大小齒輪的,并加以比較</p><p>  大齒輪的數(shù)值大,選用大齒輪的尺寸設(shè)計計算.</p><p><b>  計算

71、模數(shù)</b></p><p>  對比計算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù),按GB/T1357-1987圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù),取m=3mm但為了同時滿足接觸疲勞強度,需要按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d=100.44來計算應(yīng)有的齒數(shù).</p><p>  z==32.48 取z=33</p><p>  z=2.7

72、3×33=90.09 取z=91</p><p> ?、?初算主要尺寸</p><p>  計算中心距 a===191.7</p><p>  將中心距圓整為192</p><p><b>  修正螺旋角</b></p><p><b>  =arccos<

73、/b></p><p>  因值改變不多,故參數(shù),,等不必修正</p><p><b>  分度圓直徑</b></p><p><b>  d==102</b></p><p><b>  d==281.8 </b></p><p><b&g

74、t;  計算齒輪寬度</b></p><p><b>  圓整后取 </b></p><p> ?。ㄈ?、齒輪傳動參數(shù)表 (=14 º) </p><p>  6.減速器軸的設(shè)計計算</p><p>  6.1 高速軸的設(shè)計計算</p><p>  1.求軸上的功率,

75、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p>  由前面算得P1=9.87KW,n1=584r/min,T 1=1.61N</p><p>  2.求作用在齒輪上的力</p><p>  已知高速級小齒輪的分度圓直徑為d1=62mm</p><p>  而 Ft=5193.5N</p><p>  Fr=F5193.5=1890.8

76、N</p><p>  軸向力Fa= F t =1294.8 N</p><p>  3.初步確定軸的最小直徑</p><p>  現(xiàn)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理據(jù)表15-3,取A=110,于是得:</p><p><b>  d=A28mm</b></p><p>  因

77、為軸上應(yīng)開2個鍵槽,所以軸徑應(yīng)增大5%-7%故d=29mm,又此段軸與大帶輪裝配,綜合考慮兩者要求取d=30mm,查表14-16知帶輪寬B=78mm故此段軸長取76mm。</p><p><b>  軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p> ?。?)擬定軸上零件的裝配方案</p><p>  通過分析比較,裝配示意圖6-1

78、 </p><p>  圖6-1 </p><p> ?。?)據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>  1)I-II段是與帶輪連接的其d=30mm,L=76mm。</p><p>  2)II-III段用于安裝軸承端蓋,軸承端蓋的e=9.6mm(由減速器及軸的結(jié)構(gòu)設(shè)

79、計而定)。根據(jù)軸承端蓋的拆卸及便于對軸承添加潤滑油的要求,取端蓋與I-II段右端的距離為38mm。故取L=58mm,因其右端面需制出一軸肩故取d=32mm。</p><p>  3)初選軸承,因為有軸向力故選用圓錐滾子軸承,參照工作要求并據(jù)d=32mm,由軸承目錄里初選3207號其尺寸為d=35mm72mm17mm故d=35mm。又右邊采用軸肩定位取=38mm所以L=129mm,=42mm,=12mm</p

80、><p>  4)取安裝齒輪段軸徑為d=38mm,齒輪左端與左軸承之間用套筒定位,已知齒輪寬度為65mm為是套筒端面可靠地壓緊齒輪,此軸段應(yīng)略短于齒輪寬度故取L=64mm。齒輪右邊Ⅶ-Ⅷ段為軸套定位,且繼續(xù)選用3207軸承,則此處d=35mm。取L=45mm</p><p> ?。?)軸上零件的周向定位</p><p>  齒輪,帶輪與軸之間的定位均采用平鍵連接。按d由

81、表4-1查得平鍵截面b,鍵槽用鍵槽銑刀加工長為70mm。同時為了保證帶輪與軸之間配合有良好的對中性,故選擇帶輪與軸之間的配合為,同樣齒輪與軸的連接用平鍵8,齒輪與軸之間的配合為軸承與軸之間的周向定位是用過渡配合實現(xiàn)的,此處選軸的直徑尺寸公差為m6。</p><p> ?。?)確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>  由表15-2取軸端倒角為2.其他軸肩處圓覺角見圖。</p>

82、<p><b>  5.求軸上的載荷</b></p><p>  先作出軸上的受力圖以及軸的彎矩圖和扭矩圖6-2</p><p><b>  圖6-2</b></p><p>  現(xiàn)將計算出的各個截面的M,M 和M的值如下:</p><p>  F=91480N F=2578

83、20N </p><p>  F=33300N F=93830N</p><p>  M=18434KN </p><p><b>  M=6710KN </b></p><p>  M=6709KN M==19617KN M==KN </p><p>

84、;<b>  T=174.65N</b></p><p>  6.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度</p><p>  進(jìn)行校核時,通常只校核危險截面的強度,從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面A是軸的危險截面。則根據(jù)[2]式15-5及上面的數(shù)據(jù),取=0.6軸的計算應(yīng)力:</p><p><b>  =32.54MP</b&g

85、t;</p><p>  前面選用軸的材料為45鋼,調(diào)制處理,由表15-1</p><p>  查得[]=60Mp,,故安全。</p><p>  6.2 中間軸的設(shè)計計算</p><p>  1.求軸上的功率,轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p>  由前面的計算得P2=9.19KW,n2=156.57,T =5.604N&l

86、t;/p><p>  2.求作用在齒輪上的力</p><p>  已知中間軸大小齒輪的分度圓直徑為 d=231.9mm d=102mm</p><p>  而 F=4827N</p><p>  F=F4827=1757N</p><p><b>  同理可解得:</b></p>

87、<p>  F=10980N,F(xiàn)=Ft23996N Fa2=Ft2tan=2737.6</p><p>  3.初步確定軸的最小直徑</p><p>  現(xiàn)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理由表15-3,取A=110,于是得:</p><p>  d=A42.75mm</p><p>  因為軸上應(yīng)開2個鍵槽,所

88、以軸徑應(yīng)增大5%-7%故d=45.2mm,又此段軸與軸承裝配,故同時選取軸承,因為軸承上承受徑向力,故選用圓錐滾子軸承,參照工作條件可選3210其尺寸為:d=50故d=50mm右端用套筒與齒輪定位,套筒長度取24mm所以L=46mm </p><p><b>  4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p> ?。?)擬定軸上零件的裝配方案通過分析比較,裝配示意圖6-

89、3</p><p><b>  圖6-3</b></p><p> ?。?)據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>  1)II -III段為高速級大齒輪,由前面可知其寬度為62mm,為了使套筒端面與大齒輪可靠地壓緊此軸段應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度。故取L=60mm,d=56mm。</p><p>  2)II

90、I-IV段為大小齒輪的軸向定位,此段軸長度應(yīng)由同軸條件計算得L =15mm,d=68mm。 </p><p>  3)IV-V段為低速級小齒輪的軸向定位,由其寬度為102mm可取L=99mm,d=56mm</p><p>  4)V-VI段為軸承同樣選用深溝球軸承3210,左端用套筒與齒輪定位,取套筒長度為24mm則 L =47mm d=50mm

91、 </p><p> ?。?)軸上零件的周向定位</p><p>  兩齒輪與軸之間的定位均采用平鍵連接。按d由表4-1查得平b,按d得平鍵截面b=16其與軸的配合均為。軸承與軸之間的周向定位是用過渡配合實現(xiàn)的,此處選軸的直徑尺寸公差為m6。</p><p>  (4)確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>  參考表15-2取軸端倒

92、角為2.個軸肩處圓覺角見圖。</p><p><b>  5.求軸上的載荷</b></p><p>  先作出軸上的受力圖以及軸的彎矩圖和扭矩圖如圖6-4?,F(xiàn)將計算出的各個截面的M,M 和M的值如下:</p><p>  F=719N F=2822N F=4107N F=7158N</p><p>  M=49611N

93、 </p><p>  M=253980Nmm </p><p>  M=-283383N</p><p>  M=-644220N</p><p>  M==284000N</p><p>  M==690000N</p><p><b>  圖6-4</

94、b></p><p>  6.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度</p><p>  進(jìn)行校核時,通常只校核危險截面的強度,從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面B和Ⅵ的右側(cè)是軸的危險截面,對該軸進(jìn)行詳細(xì)校核,對于截面B則根據(jù)[2]式15-5及上面的數(shù)據(jù),取=0.6,軸的計算應(yīng)力</p><p><b>  =50.6MP</b></

95、p><p>  前面選用軸的材料為45鋼,調(diào)制處理,由[2]表15-1查得[]=60Mp,。</p><p><b>  對于Ⅵ的右側(cè)</b></p><p>  由[2]表15-1查得 </p><p>  由[2]表3-8查得 </p><p>  由[2]附圖3-4查得</p>

96、;<p>  由[2]中和得碳鋼的特性系數(shù),取,</p><p><b>  故綜合系數(shù)為</b></p><p>  故Ⅵ右側(cè)的安全系數(shù)為</p><p><b>  >S=1.5</b></p><p>  故該軸在截面Ⅵ的右側(cè)的強度也是足夠的。</p><

97、;p><b>  綜上所述該軸安全。</b></p><p>  6.3 低速軸的設(shè)計計算</p><p>  1.求軸上的功率,轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p>  由前面算得P3=8.55KW,n3=57.35r/min,T=1.424N</p><p>  2.求作用在齒輪上的力</p><p&

98、gt;  已知低速級大齒輪的分度圓直徑為 d=281.8mm</p><p>  而 F=10135N</p><p>  F=F101353689N</p><p>  Fa=Fttan=2527</p><p>  3.初步確定軸的最小直徑</p><p>  現(xiàn)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處

99、理據(jù)表15-3,取A=110,于是得:</p><p>  d=A58.32mm</p><p>  同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩T=K查表14-1取K=1.3.則:T</p><p>  按計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件查表可選用L4型彈性柱銷聯(lián)軸器。其公稱轉(zhuǎn)矩為2500000N。半聯(lián)軸器孔徑d=63mm,故取d=63mm半聯(lián)軸器長度L=142mm,

100、半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度l=132mm。</p><p><b>  軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p> ?。?)擬定軸上零件的裝配方案通過分析比較,裝配示意圖6-5</p><p><b>  圖6-5</b></p><p> ?。?)據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p&g

101、t;<p>  1)為滿足半聯(lián)軸器的軸向定位,I-II右端需制出一軸肩故II-III段的直徑d=65mm;左端用軸端擋圈定位取軸端擋圈直徑D=65mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長為132mm,為保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而不壓在軸上,故I-II段長度應(yīng)比L略短一些,現(xiàn)取L=130mm.</p><p>  2)II-III段是固定軸承的軸承端蓋e=12mm。據(jù)d =65mm和方便拆裝可取L=95mm。

102、 </p><p>  3)初選軸承,因為有軸向力故選用圓錐滾子軸承,參照工作要求d=70mm,由軸承目錄里初選3214號其尺寸為d=70mm125mm24mm,L=24mm由于右邊是軸肩定位,d=82mm,L=79mm,d=88mmmm,L=12mm。</p><p>  4)取安裝齒輪段軸徑為d=80mm,已知齒輪寬為107mm取L=104mm。齒輪右邊Ⅶ-Ⅷ段為軸套定位,

103、軸肩高h(yuǎn)=6mm則此處d=70mm。取L=48mm</p><p> ?。?)軸上零件的周向定位</p><p>  齒輪,半聯(lián)軸器與軸之間的定位均采用平鍵連接。按d由表4-1查得平鍵截面b鍵槽用鍵槽銑刀加工長為110mm。選擇半聯(lián)軸器與軸之間的配合為,同樣齒輪與軸的連接用平鍵2290齒輪與軸之間的配合為軸承與軸之間的周向定位是用過渡配合實現(xiàn)的,此處選軸的直徑尺寸公差為m6。</p&

104、gt;<p> ?。?)確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>  參考表15-2取軸端倒角為2.個軸肩處圓覺角見圖。</p><p><b>  5.求軸上的載荷</b></p><p>  先作出軸上的受力圖以及軸的彎矩圖和扭矩圖如圖6-6。</p><p>  現(xiàn)將計算出各個截面處的M,M和M的值如下

105、:</p><p>  F=12049N F=2465N F=3309N F=6772N</p><p>  M=-211990N M=582384N</p><p>  M==620000N</p><p><b>  圖6-6</b></p><p>  6.按彎扭合

106、成應(yīng)力校核軸的強度</p><p>  進(jìn)行校核時,通常只校核危險截面的強度,從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎 矩圖和扭矩圖中可以看出截面A是軸的危險截面,則根據(jù)式15-5及上面的數(shù)據(jù),取=0.6,軸的計算應(yīng)力</p><p><b>  =24.0MP</b></p><p>  前面選用軸的材料為45鋼,調(diào)制處理,由[2]表15-1</p

107、><p>  查得[]=60Mp,,故安全。</p><p>  7.減速器軸承的選擇及其壽命驗算</p><p>  1.高速軸上選用深溝球軸承3207</p><p><b>  預(yù)期壽命:</b></p><p>  已知=1890.8N =1294.8N /<e則</p&

108、gt;<p><b>  N,</b></p><p><b>  h<96000h</b></p><p>  故 I軸上的軸承3207在四年大修時進(jìn)行更換。</p><p>  2.中間軸選用深溝球軸承3210</p><p><b>  預(yù)期壽命:</b&g

109、t;</p><p>  已知=3996N=2737.6N /<e ,</p><p>  71527h<96000h</p><p>  故II軸上軸承3210須在四年大修時進(jìn)行更換。</p><p>  3.低速軸選用深溝球軸承3214</p><p><b>  預(yù)期壽命:

110、</b></p><p>  已知=3689N =2527N /<e</p><p>  1301068h>96000h</p><p>  故III軸上的軸承3214滿足要求。</p><p><b>  8.鍵聯(lián)接的選擇</b></p><p><b&g

111、t;  都選用圓頭平鍵聯(lián)接</b></p><p>  1.高速軸上鍵的強度校核</p><p>  查表6-2得許用擠壓應(yīng)力為</p><p>  V-V段鍵與鍵槽接觸疲勞強度</p><p><b>  故此鍵能安全工作。</b></p><p>  在段與鍵槽接觸疲勞強度<

112、/p><p><b>  故此鍵能安全工作。</b></p><p>  2.中間軸上鍵的強度校核</p><p>  查表6-2得許用擠壓應(yīng)力為</p><p>  II-III段鍵與鍵槽接觸疲勞強度</p><p><b>  故此鍵能安全工作。</b></p>

113、<p>  IV-V段與鍵槽接觸疲勞強度</p><p><b>  故此鍵能安全工作。</b></p><p>  3.低速軸上鍵的強度校</p><p>  查表6-2得許用擠壓應(yīng)力為</p><p>  I-II段鍵與鍵槽接觸疲勞強度</p><p><b>  故此鍵

114、能安全工作。</b></p><p> ?、?Ⅶ段與鍵槽接觸疲勞強度</p><p><b>  故此鍵能安全工作。</b></p><p><b>  9.聯(lián)軸器的選擇</b></p><p>  由于減速器載荷平穩(wěn),速度不高,無特殊要求,考慮裝拆方便及經(jīng)濟(jì)問題,選用彈性套柱銷聯(lián)軸器&

115、lt;/p><p><b>  減速器的出口端</b></p><p>  由表14-1查得KA=1.5</p><p>  Tca=KAT4=1.51312.5=1968.75Nm</p><p>  選用L型(GB/T 5014-2003)彈性柱銷聯(lián)軸器,采用Y型軸孔,C型鍵,軸孔直徑d=63mm軸孔長度為L=132mm

116、。</p><p>  10.減速器箱體及附件設(shè)計</p><p><b>  1.箱體設(shè)計</b></p><p>  注釋:a取低速級中心距,a=192mm</p><p><b>  2.附件</b></p><p>  為了保證減速器的正常工作,除了對齒輪、軸、軸承組

117、合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計給予足夠的重視外,還應(yīng)考慮到為減速器潤滑油池注油、排油、檢查油面高度、加工及拆裝檢修時箱蓋與箱座的精確定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設(shè)計。</p><p>  11.減速器潤滑方式及密封種類的選擇</p><p><b>  1.潤滑</b></p><p>  本設(shè)計采用油潤滑,潤滑方式為飛濺潤滑,并通過適當(dāng)?shù)挠蜏蟻?/p>

118、把油引入各個軸承中。</p><p><b>  1).齒輪的潤滑</b></p><p>  采用浸油潤滑,由于低速級周向速度為,所以浸油高度約為30~50㎜。</p><p><b>  取為60㎜。</b></p><p>  2).滾動軸承的潤滑</p><p>  

119、由于軸承周向速度為,所以宜開設(shè)油溝、飛濺潤滑。</p><p><b>  3).潤滑油的選擇</b></p><p>  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(shè)備,選用L-AN15潤滑油。</p><p><b>  2.密封形式</b></p><p>  用凸緣式端蓋易于調(diào)整,

120、采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實現(xiàn)密封。</p><p>  軸與軸承蓋之間用接觸式氈圈密封,型號根據(jù)軸段選取。</p><p><b>  參考資料</b></p><p>  1 宋寶玉,王連明主編,機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計,第3版。哈爾濱:哈濱工業(yè)大學(xué)出版社,2008年1月。</p><p>  2 濮良貴,紀(jì)明剛

121、主編,機(jī)械設(shè)計,第8版。北京:高等教育出版社,2006年5月。</p><p>  3 蔡春源主編,機(jī)械設(shè)計手冊齒輪傳動,第4版,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007年3月。</p><p>  4 吳宗澤主編,機(jī)械零件設(shè)計手冊,第10版,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003年11月。</p><p>  5 吳宗澤,羅圣國主編,機(jī)械課程設(shè)計手冊,第3版,北京:高等教育出

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