机械设计-一级变速器

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2) 由图10-18取弯曲疲劳寿命系数,;
3) 计算弯曲疲劳需用应力。 取弯曲疲劳安全系数S=1.4式由(10-12)得
4)计算载荷系数
5)查取齿形系数:由表10-5得; 6)查校正应力系数,由表10-5得; 7)计算大、小齿轮的 ,并加以比较
大齿轮的数值大
(2)设计计算
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯 曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强 度所决定的承载能力。齿面接触疲劳所决定的承载能力仅与齿轮直 径(即模数与齿数的乘积)有关,可由弯曲强度算得的模数1.2, 并进行取整为标准值m=2mm,接触强度算的分度圆直径,算出小齿轮 的齿数:
大齿轮齿数:,取 这样设计出的齿轮传动,既满足了齿面接触疲劳强度,又满足了 齿根弯曲疲劳强度,并做到结构紧凑,避免浪费。
4、 几何尺寸计算
(1)分度圆直径:
(2) 计算中心距
(3)计算齿宽度: 取
5、 绘图齿轮零件图如附录图1.
第四部分 轴的设计
1、高速轴的设计计算。
(1)选择轴的材料 选取45钢,调制处理,参数如下:硬度为HBS=220
运输机带速V/(m/s) 1.6 。 卷筒直径D/mm 260 。
已给方案:外传动机构为V带传动。 减速器为一级展开式圆柱齿轮减速器。
第一部分 传动装置总体设计
1、 电动机的选择 (1)、工作机的功率 传动和摩擦副的总效率 其中 :为V带的传动效率,取=0.96; 为两对滚动球轴承的效率,取=0.99; 为一对8级精度圆柱齿轮的效率,取=0.97; 为弹性柱销联轴器的效率,=0.98; 为卷筒的效率,取=0.96。 故总效率 所以电动机总功率
度相差为40HBS。
4).选小齿轮的齿数 ,则大齿轮的齿数 =244.05=97.2,取
2按齿面接触强度进行设计
由设计公式(10-9a)进行计算,即
(1)确定公式内的各计算数值
1)选用载荷系数=1.3
2)计算小齿轮传递的转矩
3)由表10-7选定齿轮的齿宽系数;
4)由表10-6查得材料的弹性影响系数=189.8
机械设计课程设计 计算说明书
设计题目: 一级圆柱齿轮减速器
机械设计制造及其自动化 专业 2009级 机械本2班
设计者: 谷涛 指导教师:侯顺强
青岛滨海学院
二零一一年十二月
目录 设计任务书…………………………………………………2 第一部分 传动装置总体设计……………………………4 第二部分 V带设计………………………………………5 第三部分 各齿轮的设计计算……………………………7 第四部分 轴的设计………………………………………11 第五部分 校核……………………………………………15
5)由图
10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限=580Mpa;大齿轮的 接触疲劳强度极限=530MPa 6)由式10-13计算应力循环次数 ; 7)按图10-19取接触疲劳寿命系数 , ; 8)计算接触疲劳许用应力。
取失效概率为1%,安全系数S=1,得 (2)、计算接触疲劳许用应力。 1)试算小齿轮分度圆的直径,带入中较小的值 2)计算圆周的速度 3)计算齿宽b,则 4)计算齿宽和齿高之比。 模数 齿高 5)计算载荷系数。 根据V=5.08m/s;7级精度,可查表10-8得动载系数; 直齿轮 ; 可表10-2得使用系数; 由表10-4用插图法查得7级精度,小齿轮相 对支承对称布置时, ; 由10.66, 可得 故载荷系数 6) 按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径,由式10-10a得 7) 计算模数m,则 3、 计算弯曲疲劳许用应力。 由式(10-5)得弯曲强度的设计公式为 (1) 确定公式内的数值。 1) 由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限;大齿轮的弯曲疲劳强 度极限
轴承端盖外径: 视孔盖尺寸:
端盖外径 螺孔中心距
图1、齿轮
第七部分 附录
图2、从动轮 主动轮
图3、
第八部分 课程设计心得
作为机械专业的学生,机械设计这门课程是我们必修的科目,同时它也是我们未来从事机 械行业所必须了解的基础性知识。机械设计的课程设计对于我们巩固所学知识,灵活运用知 识,扩展专业领域要点起着很大的作用。所以认真做好机械设计的课程设计非常有意义。
第六部分 主要尺寸及数据………………………………17 第七部分 附录……………………………………………18 第八部分 课程设计心得…………………………………20 第九部分 主要参考资料…………………………………21
设计任务书
1、 课程设计题目: 设计带式运输机传动装置(简图如下)
二、课程设计内容
1)传动装置的总体设计。 2)传动件及支承的设计 3)减速器装配图及零件工作图。 4)设计计算说明书编写。 每个学生应完成: 1) 部件装配图一张(A1)。 2) 零件工作图两张(A3) 3) 设计说明书一份(6000~8000字)。 4) 本组设计数据: 第六组数据:运输带工作拉力/N 1350 。
(2) 、卷筒的转
由机械设计知识可知:V带传动的传动比 ; 一级圆柱齿轮减速器 的传动比 ;总传动比;故电动机的转速范围为[ 705.6,4704];所以选
用Y110L2-4型电动机。额定功率3KW,满载转速1430(r/min),额定转 矩2.2(N/m),最大转矩2.3(N/m) 。 (3) 、传动比的分配:总传动比;取V带的传动比;故减速器的传动 比。 (4) 、计算轴的转速:;
联轴器的计算转矩,查表14-1,考虑到转矩变化小,故取.则 按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件。查机械设计手册,选 LT6型弹性套柱销连轴器,A型键,半联轴器孔的直径,长度,半联轴器 与轴配合的毂孔长度。
主动轴尺寸确定:由;;则,轴上有两个键槽,其轴径要相应增 加10% ,此时,去整为, (3) 轴的机构设计
确定主动轴的各段直径和长度:由于轴直径其相连的轴的直径设为
30mm,此时查《机械技术手册》滚动轴承选择6008,2个,尺寸为。
键的选择:
有两轴直径22mm和35mm选键分别为:;。
(4)危险截面的强度校核
(1) 从动轴的强度校核
圆周力
径向力
由于为直齿轮,轴向力为0
作从动轮受力简图 如附图3。
图中: :
抗拉强度极限 屈服强度极限 弯曲疲劳极限 剪切疲劳极限 许用弯应力 (2)、初步估算轴的直径
从动轴尺寸确定:由前面的传动装置的参数可知: ; ; 查 表可取 ; ,因为轴上有两个键槽,其轴径要相应增加10% ,此时 ,取整为35mm
从出轴(即输出轴)的最小直径显然是安装联轴器处的直径. 为了使 所选的轴的直径与联轴器的孔径相适应,故需要同时选取联轴器型号。
5、 验算小带轮上的包角 6、 计算带的根数Z 由和,查表8-4a得带基本额定功率 根据,和A型带,查表8-4b得 查表8-5得,查表8-2得,则 ,取整Z=3 7、 计算单根V带的初拉力的最小值 由表8-3得A型带的单位长度质量q=0.1kg/m,故 8.计算作用在轴上的压轴力 则
9、带轮结构设计:带轮的材料采用HT150或HT200,主动轮基准直 径,故采用实心式,从动轮基准直径,采用腹板式。
(,分别为图中与带轮 相连和与卷筒相连的两轴 的转速)。
(5)、计算轴的功率:
(为与卷筒相连接的轴的功率)
(6) 、计算轴的转矩: (其中为卷筒轴的输出转矩)。
第二部分 V带设计 1、计算功率:
---工作情况系数,查表取值1.1(机械设计第八版156页) ----电动机的额定功率 2. 选择带型 根据,,可知选择A型V带 由机械设计课本表8-6和表8-8取小带轮(即主动轮)直径
寿命计划: 两轴承承受径向载荷 , 1)主动轴轴承寿命:6006,基本额定动负荷
预期寿命为10年,两班制,符合轴承寿命要求 2)从动轴轴承寿命:6008,基本额定动负荷
预期寿命为10年,两班制,符合轴承寿命要求
2、 联轴器的选择及校核
参看“第四部分 轴的设计计算及校核” 可知,符合要求。
3、 键的选择及校核
△ 故:合格
第六部分 主要尺寸及数据
对减速器的箱体进行最后的尺寸及数据的确定
箱体用焊接的方式进行制作 箱体的壁厚取: 箱盖壁的厚度: 箱盖凸缘厚度: 箱座凸缘厚度: 箱座底缘凸缘厚度: 地脚螺钉直径: 地脚螺钉数目:因a=140mm小于250mm 所以n取4 轴承旁连接螺栓直径: 盖与座连接螺栓直径: 连接螺栓的取180mm 轴承端盖螺栓直径: 检查孔盖螺钉直径: 定位销直径: 至外箱壁距离分别为24mm,18mm,16mm 至凸缘边缘的距离分别为22mm,14mm 轴承旁凸台半径: 凸台高度:h=55.7mm 外箱壁至轴承端面的距离: 齿轮顶圆与内箱壁间的距离:取 齿轮端面与内箱壁间的距离:取 箱盖、箱座肋厚:
(1)主动轴轴伸直径为22mm,查机械设计手册可选用A键 力
,45钢,许用挤压应
强度足够,合格 (2)从动轴轴伸为35mm,查机械设计手册可选用A键,45钢,许用挤压应力
强度足够,合格 (3)齿轮配合处,直径50mm,查机械设计手册选用A键,,45钢,许用挤压应力
强度足够,合格
4、传送带速度校核
由题意可知,传送带理论要求速度为1.6m/s,经计算可知,V带的速度为6.74m/s,总效率 为0.91(注:因初速度选自带速,故效率要从轴段算起),经计算可得传送带的实际速度为 1.67m/s,
在设计时,由于知识的欠缺和时间的紧迫,有些地方设计得不是太好,在以后学习中,我 会更加努力地学好理论知识,更多的涉猎机械方面的相关原理,争取以后的机械相关的设计做 得更合理,更完善。
这次的课程设计经历有纠结,有喜悦。从开始到做完,我用了近两个星期。在这两个星期 里,不断地查阅课本,不断的查阅有关课程设计的参考书。对于课本的有关章节,可以有点是 非常熟悉,比如,齿轮的设计,V带的设计,及轴的设计等,这些知识可以说在当时学的时候并 没有很深刻的了解,通过机械设计,我不得不重新看书,理解,这样才能用其中的原理来进行
扭矩T= N.M
源自文库校核有:
由教材表15-1,得故强度足够。
(2)主动轴的强度校核核 主动轴的受力如附图3:
L=111mm 扭矩T= 48.76Nm 校核有: 由教材表15-1,得 故强度足够。
第五部分 校核
1、 滚动轴承的设计计算及校核
由上面设计可知,轴向力受力很小,主要受到径向力的作用,故选用深沟球轴承,轴 承的选择为:从动轴上的滚动轴承选择6008,2个,尺寸为;主动轴上的轴承为滚动轴承选择 6006,2个,尺寸为。
则从动轮的直径为 ; 据表8-8,取
3.验算带的速度 因为5m/s <v<25m/s,故带速合适。 4、确定普通V带的中心距和基准长度 1)根据0.7(+)<<2(+),初步确定中心距=500mm; 2)计算带所需的基准由表8-2选带的基准长度=1600mm 3)计算实际中心距; 中心距的变动范围化为:476mm<<548mm.
确定从动轴的各段直径和长度 1)为了满足半联轴器的轴向定位要求, 5段左端需要设计一个轴 肩,故4段直径为38mm,取毂孔端部圆角半径为1.6mm;取右端轴伸长度 为55mm,半联轴器孔长度为60mm,符合条件;右端用轴端挡圈定位,按 轴端直径取挡圈直径
2)初步选定滚动轴承。因选用直齿轮,近似只受到径向力的作 用,故可初步选用深沟球轴承.根据以及题目相关计算要求,查《机械 技术手册》滚动轴承选择6008,2个,尺寸为具体从动轴轴的结构如附录 图2。
第三部分 各齿轮的设计计算
1.选定齿轮的类型,精度等级,材料以及齿数;
1).按传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动;
2).减速器运输机为一般工作机器,工作速度不高,所以选用7级精度
(GB10095-88);
3).选择材料。由表10-1可选择小齿轮的材料为40Gr(调质),硬度为
270HBS,大齿轮的材料为45刚(调质),硬度为230HBS,二者的材料硬
各方面的设计。还有就是查阅相关资料,通过查资料对有些不理解的东西有了新的认识。同 时,我所收获的还有对待问题的态度,对于一些小的细节,必须加以注意,不然就会一直错 下,整个设计基本上都是相联系的,如果其中一步不认真对待,将会使结果产生很大误差。当 然收货的还有坚持,如果不坚持到底,那将使整个设计连贯的不是太好。运用如此长的时间终 于合格完成了设计计算,的确有着不一样的成就感,经过努力,经过付出,当设计完成时,心 情的喜悦是难以言表的。
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