3.2确定v带的中心距和基准长度
根据式8-20
取,初定中心距。
由式8-22计算带所需的基准长度由表8-2选带的基准长度2500mm。
按式8-23计算实际中心距。
;由式8-24
得中心距的变化范围为683-795mm。
3.3验算小带轮上的包角
。
3.4计算带的根数
计算单个v带的额定功率。
由,查表8-4a得。
根据
查表8-5得,表8-2得,于是
计算v带的根数z
,圆整为4。
3.5计算单根v带初拉力的最小值
由表8-3得A型带的单位长度质量q=0.1Kg/m,所以
应使带的初拉力
3.6计算压轴力
压轴力的最小值为
第四部分齿轮的设计
4.1高速级齿轮传动的设计计算
4.1.1选择齿轮材料及精度等级
由于速度不高,故选取7级精度的齿轮,小齿轮的材料为40Cr(调质),硬度为250HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。
选取高速级中的小齿轮齿数为23,则大齿轮的齿数为,圆整为108。
4.1.2按齿面接触强度设计
由(10-9a):
4.1.2.1试选载荷系数
4.1.2.2计算小齿轮转矩
4.1.2.3由表10-7选取齿宽系数
4.1.2.4由表10-6查的材料的弹性影响系数
4.1.2.5由图10-21d按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限;大齿轮的接触疲劳强度极限
4.1.2.6由10-13计算应力循环次数
;
4.1.2.7由图10-19取接触疲劳寿命系数;。
4.1.2.8计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1%,安全系数S=1,由式10-12得
4.1.3计算
试算小齿轮分度圆直径,代入中的较小的值
4.1.3.1计算圆周速度v
4.1.3.2计算齿宽b
4.1.3.3计算齿宽与齿高之比
模数:
;齿高:
;
4.1.3.4计算载荷系数
根据,7级精度,由图10-8查得动载系数;直齿轮,;由表10-2查得使用系数;由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时,;由;故载荷系数
4.1.3.5按实际的载荷系数校正所算得得分度圆直径
由式10-10a得
4.1.3.6计算模数
,
4.1.4按齿根弯曲强度设计
4.1.4.1由式(10—17)
m≥
4.1.4.2确定计算参数
由图10-20C查的小齿轮的弯曲疲劳强度是大齿轮的弯曲强度极限是;
4.1.4.3计算弯曲疲劳许应力
由图10-18取弯曲疲劳寿命系数
取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由式10-12得[]=
[]=
4.1.4.4计算载荷系数
K=KKKK=1×1.2×1×1.35=1.62
d)查取齿型系数
由表10-5查得
e)查取应力校正系数
由表10-5查得Y;Y1.798
f)计算大、小齿轮的并加以比较
==0.01379
==0.01644
大齿轮的数值大。
4.1.5.设计计算
4.1.5.1计算齿数
由
所以取模数m=3所以,
4.1.5.2几何尺寸计算
分度圆直径:
;中心距:
;
齿轮宽度:
;取
4.2低速级齿轮传动的设计计算
4.2.1材料
低速级小齿轮选用45钢调质,齿面硬度280HBS,取小齿齿数=40
低速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为240HBS,齿数z=3.376×40=135.04,圆整取z=136。
4.2.2齿轮精度
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。
4.2.3按齿面接触强度设计
由
确定公式内的各计算数值
4.2.3.1试选K=1.3
4.2.3.2计算小齿轮转矩
4.2.3.3由表10-7选取齿宽系数
4.2.3.4查课本由表10-6查材料的弹性影响系数Z=189.8MP
4.2.3.5查疲劳强度
按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限,大齿轮的接触疲劳强度极限
4.2.3.6计算应力循环次数
N=60×n×j×L=60×68.4×1×(2×8×300×8)
=1.562×10
N=0.46×10
由课本图10-19查得接触疲劳寿命系数
K=0.94K=0.97
查课本由图10-21d
取失效概率为1%,安全系数S=1,则接触疲劳许用应力
[]==
[]==0.98×550/1=517
4.2.4计算
4.2.4.1试算小齿轮分度圆直径
代入中的较小的值
4.2.4.2算圆周速度v
4.2.4.3计算齿宽b
4.2.4.4计算齿宽与齿高之比
模数:
;齿高:
;
4.2.4.5计算载荷系数
根据,7级精度,由图10-8查得动载系数;直齿轮,;由表10-2查得使用系数;由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时,;由;故载荷系数
4.2.4.6按实际的载荷系数校正所算得得分度圆直径
由式10-10a得
4.2.4.7计算模数
4.2.4按齿根弯曲强度设计
由式(10—17)
m≥
4.2.4.1确定计算参数由图10-20C查的小齿轮的弯曲疲劳强度是大齿轮的弯曲强度极限是;
4.2.4.2计算弯曲疲劳许应力
由图10-18取弯曲疲劳寿命系数
取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由式10-12得[]=
[]=
4.2.4.3计算载荷系数
K=KKKK=1×1.12×1×1.35=1.512
d)查取齿型系数
由表10-5查得
f)查取应力校正系数
由表10-5查得Y;Y1.798
f)计算大、小齿轮的并加以比较
==0.01379
==0.01644
大齿轮的数值大。
4.2.3设计计算
4.2.3.1确定模数
所以取模数m=3
4.2.3.2确定齿数
所以,
4.2.3.2几何尺寸计算
分度圆直径:
;中心距:
;
齿轮宽度:
;取
第五部分轴的设计
5.1以输出轴为例说明轴的设计过程。
5.1.1求输出轴上的功率P,转速,转矩
P=5.36KW=20.08/min
=2549.2N.m
5.1.2求作用在齿轮上的力
已知低速级大齿轮的分度圆直径为
=438
而F=
F=F
5.1.3初步确定轴的最小直径
按式15-2初步估算轴的最小直径。
选取轴的材料为45刚,调质处理,取,于是得。
根据联轴器的计算公式,查表14-1,取;则有
,查GB/T5843-1986,选用YL14凸缘联轴器,其公称转矩为。
半联轴器的孔径,半联轴器长度L=172mm。
5.1.4轴的结构设计
5.1.4.1拟定轴上零件的装配方案
5.1.4.2初步选择滚动轴承
根据工作条件选用深沟球轴承。
参照工作要求,由轴承产品目录中初步选用0基本游隙组、标准精度等级的6016。
其尺寸为
。
5.1.4.3使用毛毡密封圈
其参数为:
5.1.5轴的各段直径,轴的各段长度
5.1.6轴上零件的周向定位
齿轮,半联轴器与轴的轴向定位均采用平键连接。
根据由表6-1[1]查得平键截面,键槽用键槽铣刀加工,长为40mm,同时为了保证齿轮和轴配合有良好的对中性,故选择齿轮轮毂与轴的配合为;同样,半联轴器与轴的联接,选用平键为半联轴器与轴的配合为。
滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的,此处选轴配合的直径尺寸为。
5.1.7确定轴上圆角与倒角尺寸
取轴端倒角为,各轴端倒角见详图。
5.2同样求得
(中间轴)
5.2.1主动轴(高速轴)的相关参数
选取轴的材料为45刚,调质处理,取,于是得。
,其尺寸:
5.2.2中间轴的相关参数
选取轴的材料为45刚,调质处理,取,于是得。
第六部分校核
6.1轴的强度校核
6.1.1求轴上载荷
6.1.1.1在水平面上
6.1.1.2在垂直面上有
6.1.1.3总弯矩
6.1.1.4扭矩
6.1.1.5作出扭矩图
3020130
6.1.2按弯扭合成应力校核轴的强度
进行校核时候,通常只是校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度根据式15-5及上面的数据,以及轴单向旋转,扭转切应力为脉动循环应力,取,轴的计算应力
由表15-1查得45刚的。
因为,故安全。
6.2键的强度校核
6.2.1键连接强度计算
根据式6-1[1]得:
查表6-2[1]得,因为,故键槽的强度足够。
其它键的验算方法同上,经过计算可知它们均满足强度要求。
6.2.2.1轴承6016
6.2.2.1.1当量动载荷
用插值法由表13-5[1]查得X=1,Y=0;故基本动载荷为:
6.2.2.1.2轴承的额定寿命
显然,轴承的额定寿命远远大于减速器的工作时数36000h。
其它的轴承验算同上。
第七部分箱体及其他附件
7.1箱体的尺寸
名称
符号
二级圆柱齿轮减速器/mm
箱座壁厚
11
箱盖壁厚
10
箱座凸缘厚度
16.5
箱盖凸缘厚度
15
箱座底凸缘厚度
27.5
底脚螺栓直径
22
底脚螺栓数目
6
轴承旁联接螺栓直径
16.5
箱盖与箱座联接螺栓直径
13
联接螺栓的间距
160
轴承端盖螺钉直径
10
定位销直径
10
螺栓扳手空间与凸缘宽度
安装螺栓直径
M10
至外箱壁距离
16
至凸缘边距离
14
沉头座直径
24
轴承旁凸台半径
18
凸台高度
根据扳手操作方便为准
外箱壁至轴承座端面距离
42
大齿轮顶圆与内壁距离
13
齿轮端面与内壁距离
11
箱盖、箱座肋厚
9、9
轴承端盖外径
124
轴承端盖凸缘厚度
12
轴承旁联接螺栓距离
124
总结
机械设计课程设计是机械课程当中一个重要环节通过了3周的课程设计使我从各个方面都受到了机械设计的训练,对机械的有关各个零部件有机的结合在一起得到了深刻的认识。
由于时间紧迫,虽然经过自己拼命加班加点,但这次的课程设计还是存在许多问题,发现理论知识学的不牢固,大学学过的许多专业知识自己没有系统的整理和消化,很多简单的知识点要重新看书才能回忆起来,这样很严重拖慢了自己的设计速度和影响自己课程设计的质量,在边计算边画图边改正就发现自己走了很多弯路,比如由于齿轮参数的选择不是恰当好处,导致齿轮很大(其中有个约450的直径),手绘图纸的生疏以致视图的规划位置不很恰当。
同时我相信,通过这次的实践发现的问题,能使我重视并解决这些问题。
在设计的过程中,培养了我综合应用机械设计课程及其他课程的理论知识和应用生产实际知识解决工程实际问题的能力。
通过这次设计之后,我想会对以后自己独立设计打下一个良好的基础,在以后的设计中避免很多不必要的工作,有能力设计出结构更紧凑,传动更稳定精确的设备
同时,在此,真诚地感谢老师和同学在此次课程设计中给我全力的帮助!
谢谢!
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