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已知摩天轮式结构的负载和转速,怎么计算中心那根轴所需电机的功率啊?(求减速器课程设计说明书,注:需要轴的结构简图,最好说明各段长度的怎么出来的)

WALTER 生产制造 2021-08-07 13:24:50

已知摩天轮式结构的负载和转速,怎么计算中心那根轴所需电机的功率啊?(求减速器课程设计说明书,注:需要轴的结构简图,最好说明各段长度的怎么出来的)

求减速器课程设计说明书,注:需要轴的结构简图,最好说明各段长度的怎么出来的

减速器机械设计课程--带式运输机传动装置中的同轴式1级圆柱齿轮减速器 目 录

设计任务书……………………………………………………1

传动方案的拟定及说明………………………………………4

电动机的选择…………………………………………………4

计算传动装置的运动和动力参数……………………………5

传动件的设计计算……………………………………………5

轴的设计计算…………………………………………………8

滚动轴承的选择及计算………………………………………14

键联接的选择及校核计算……………………………………16

连轴器的选择…………………………………………………16

减速器附件的选择……………………………………………17

润滑与密封……………………………………………………18

设计小结………………………………………………………18

参考资料目录…………………………………………………18

机械设计课程设计任务书

题目:设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器

一. 总体布置简图

1—电动机;2—联轴器;3—齿轮减速器;4—带式运输机;5—鼓轮;6—联轴器

二. 工作情况:

载荷平稳、单向旋转

三. 原始数据

鼓轮的扭矩T(N•m):850

鼓轮的直径D(mm):350

运输带速度V(m/s):0.7

带速允许偏差(%):5

使用年限(年):5

工作制度(班/日):2

四. 设计内容

1. 电动机的选择与运动参数计算;

2. 斜齿轮传动设计计算

3. 轴的设计

4. 滚动轴承的选择

5. 键和连轴器的选择与校核;

6. 装配图、零件图的绘制

7. 设计计算说明书的编写

五. 设计任务

1. 减速器总装配图一张

2. 齿轮、轴零件图各一张

3. 设计说明书一份

六. 设计进度

1、 第一阶段:总体计算和传动件参数计算

2、 第二阶段:轴与轴系零件的设计

3、 第三阶段:轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制

4、 第四阶段:装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写

传动方案的拟定及说明

由题目所知传动机构类型为:同轴式二级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。

本传动机构的特点是:减速器横向尺寸较小,两大吃论浸油深度可以大致相同。结构较复杂,轴向尺寸大,中间轴较长、刚度差,中间轴承润滑较困难。

电动机的选择

1.电动机类型和结构的选择

因为本传动的工作状况是:载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y(IP44)系列的电动机。

2.电动机容量的选择

1) 工作机所需功率Pw

Pw=3.4kW

2) 电动机的输出功率

Pd=Pw/η

η= =0.904

Pd=3.76kW

3.电动机转速的选择

nd=(i1’•i2’…in’)nw

初选为同步转速为1000r/min的电动机

4.电动机型号的确定

由表20-1查出电动机型号为Y132M1-6,其额定功率为4kW,满载转速960r/min。基本符合题目所需的要求

计算传动装置的运动和动力参数

传动装置的总传动比及其分配

1.计算总传动比

由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为:

i=nm/nw

nw=38.4

i=25.14

2.合理分配各级传动比

由于减速箱是同轴式布置,所以i1=i2。

因为i=25.14,取i=25,i1=i2=5

速度偏差为0.5%<5%,所以可行。

各轴转速、输入功率、输入转矩

项 目 电动机轴 高速轴I 中间轴II 低速轴III 鼓 轮

转速(r/min) 960 960 192 38.4 38.4

功率(kW) 4 3.96 3.84 3.72 3.57

转矩(N•m) 39.8 39.4 191 925.2 888.4

传动比 1 1 5 5 1

效率 1 0.99 0.97 0.97 0.97

传动件设计计算

1. 选精度等级、材料及齿数

1) 材料及热处理;

选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。

2) 精度等级选用7级精度;

3) 试选小齿轮齿数z1=20,大齿轮齿数z2=100的;

4) 选取螺旋角。初选螺旋角β=14°

2.按齿面接触强度设计

因为低速级的载荷大于高速级的载荷,所以通过低速级的数据进行计算

按式(10—21)试算,即

dt≥

1) 确定公式内的各计算数值

(1) 试选Kt=1.6

(2) 由图10-30选取区域系数ZH=2.433

(3) 由表10-7选取尺宽系数φd=1

(4) 由图10-26查得εα1=0.75,εα2=0.87,则εα=εα1+εα2=1.62

(5) 由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8Mpa

(6) 由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1=600MPa;大齿轮的解除疲劳强度极限σHlim2=550MPa;

(7) 由式10-13计算应力循环次数

N1=60n1jLh=60×192×1×(2×8×300×5)=3.32×10e8

N2=N1/5=6.64×107

(8) 由图10-19查得接触疲劳寿命系数KHN1=0.95;KHN2=0.98

(9) 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

[σH]1==0.95×600MPa=570MPa

[σH]2==0.98×550MPa=539MPa

[σH]=[σH]1+[σH]2/2=554.5MPa

2) 计算

(1) 试算小齿轮分度圆直径d1t

d1t≥ = =67.85

(2) 计算圆周速度

v= = =0.68m/s

(3) 计算齿宽b及模数mnt

b=φdd1t=1×67.85mm=67.85mm

mnt= = =3.39

h=2.25mnt=2.25×3.39mm=7.63mm

b/h=67.85/7.63=8.89

(4) 计算纵向重合度εβ

εβ= =0.318×1×tan14 =1.59

(5) 计算载荷系数K

已知载荷平稳,所以取KA=1

根据v=0.68m/s,7级精度,由图10—8查得动载系数KV=1.11;由表10—4查的KHβ的计算公式和直齿轮的相同,

故 KHβ=1.12+0.18(1+0.6×1 )1×1 +0.23×10 67.85=1.42

由表10—13查得KFβ=1.36

由表10—3查得KHα=KHα=1.4。故载荷系数

K=KAKVKHαKHβ=1×1.03×1.4×1.42=2.05

(6) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,由式(10—10a)得

d1= = mm=73.6mm

(7) 计算模数mn

mn = mm=3.74

3.按齿根弯曲强度设计

由式(10—17 mn≥

1) 确定计算参数

(1) 计算载荷系数

K=KAKVKFαKFβ=1×1.03×1.4×1.36=1.96

(2) 根据纵向重合度εβ=0.318φdz1tanβ=1.59,从图10-28查得螺旋角影响系数 Yβ=0。88

(3) 计算当量齿数

z1=z1/cos β=20/cos 14 =21.89

z2=z2/cos β=100/cos 14 =109.47

(4) 查取齿型系数

由表10-5查得YFa1=2.724;Yfa2=2.172

(5) 查取应力校正系数

由表10-5查得Ysa1=1.569;Ysa2=1.798

(6) 计算[σF]

σF1=500Mpa

σF2=380MPa

KFN1=0.95

KFN2=0.98

[σF1]=339.29Mpa

[σF2]=266MPa

(7) 计算大、小齿轮的 并加以比较

= =0.0126

= =0.01468

大齿轮的数值大。

2) 设计计算

mn≥ =2.4

mn=2.5

4.几何尺寸计算

1) 计算中心距

z1 =32.9,取z1=33

z2=165

a =255.07mm

a圆整后取255mm

2) 按圆整后的中心距修正螺旋角

β=arcos =13 55’50”

3) 计算大、小齿轮的分度圆直径

d1 =85.00mm

d2 =425mm

4) 计算齿轮宽度

b=φdd1

b=85mm

B1=90mm,B2=85mm

5) 结构设计

以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于160mm,而又小于500mm,故以选用腹板式为宜。其他有关尺寸参看大齿轮零件图。

轴的设计计算

拟定输入轴齿轮为右旋

II轴:

1.初步确定轴的最小直径

d≥ = =34.2mm

2.求作用在齿轮上的受力

Ft1= =899N

Fr1=Ft =337N

Fa1=Fttanβ=223N;

Ft2=4494N

Fr2=1685N

Fa2=1115N

3.轴的结构设计

1) 拟定轴上零件的装配方案

i. I-II段轴用于安装轴承30307,故取直径为35mm。

ii. II-III段轴肩用于固定轴承,查手册得到直径为44mm。

iii. III-IV段为小齿轮,外径90mm。

iv. IV-V段分隔两齿轮,直径为55mm。

v. V-VI段安装大齿轮,直径为40mm。

vi. VI-VIII段安装套筒和轴承,直径为35mm。

2) 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度

1. I-II段轴承宽度为22.75mm,所以长度为22.75mm。

2. II-III段轴肩考虑到齿轮和箱体的间隙12mm,轴承和箱体的间隙4mm,所以长度为16mm。

3. III-IV段为小齿轮,长度就等于小齿轮宽度90mm。

4. IV-V段用于隔开两个齿轮,长度为120mm。

5. V-VI段用于安装大齿轮,长度略小于齿轮的宽度,为83mm。

6. VI-VIII长度为44mm。

4. 求轴上的载荷

66 207.5 63.5

Fr1=1418.5N

Fr2=603.5N

查得轴承30307的Y值为1.6

Fd1=443N

Fd2=189N

因为两个齿轮旋向都是左旋。

故:Fa1=638N

Fa2=189N

5.精确校核轴的疲劳强度

1) 判断危险截面

由于截面IV处受的载荷较大,直径较小,所以判断为危险截面

2) 截面IV右侧的

截面上的转切应力为

由于轴选用40cr,调质处理,所以

([2]P355表15-1)

a) 综合系数的计算

由 , 经直线插入,知道因轴肩而形成的理论应力集中为 , ,

([2]P38附表3-2经直线插入)

轴的材料敏感系数为 , ,

([2]P37附图3-1)

故有效应力集中系数为

查得尺寸系数为 ,扭转尺寸系数为 ,

([2]P37附图3-2)([2]P39附图3-3)

轴采用磨削加工,表面质量系数为 ,

([2]P40附图3-4)

轴表面未经强化处理,即 ,则综合系数值为

b) 碳钢系数的确定

碳钢的特性系数取为 ,

c) 安全系数的计算

轴的疲劳安全系数为

故轴的选用安全。

I轴:

1.作用在齿轮上的力

FH1=FH2=337/2=168.5

Fv1=Fv2=889/2=444.5

2.初步确定轴的最小直径

3.轴的结构设计

1) 确定轴上零件的装配方案

2)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度

d) 由于联轴器一端连接电动机,另一端连接输入轴,所以该段直径尺寸受到电动机外伸轴直径尺寸的限制,选为25mm。

e) 考虑到联轴器的轴向定位可靠,定位轴肩高度应达2.5mm,所以该段直径选为30。

f) 该段轴要安装轴承,考虑到轴肩要有2mm的圆角,则轴承选用30207型,即该段直径定为35mm。

g) 该段轴要安装齿轮,考虑到轴肩要有2mm的圆角,经标准化,定为40mm。

h) 为了齿轮轴向定位可靠,定位轴肩高度应达5mm,所以该段直径选为46mm。

i) 轴肩固定轴承,直径为42mm。

j) 该段轴要安装轴承,直径定为35mm。

2) 各段长度的确定

各段长度的确定从左到右分述如下:

a) 该段轴安装轴承和挡油盘,轴承宽18.25mm,该段长度定为18.25mm。

b) 该段为轴环,宽度不小于7mm,定为11mm。

c) 该段安装齿轮,要求长度要比轮毂短2mm,齿轮宽为90mm,定为88mm。

d) 该段综合考虑齿轮与箱体内壁的距离取13.5mm、轴承与箱体内壁距离取4mm(采用油润滑),轴承宽18.25mm,定为41.25mm。

e) 该段综合考虑箱体突缘厚度、调整垫片厚度、端盖厚度及联轴器安装尺寸,定为57mm。

f) 该段由联轴器孔长决定为42mm

4.按弯扭合成应力校核轴的强度

W=62748N.mm

T=39400N.mm

45钢的强度极限为 ,又由于轴受的载荷为脉动的,所以 。

III轴

1.作用在齿轮上的力

FH1=FH2=4494/2=2247N

Fv1=Fv2=1685/2=842.5N

2.初步确定轴的最小直径

3.轴的结构设计

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二级圆柱齿轮减速机课程设计

一、 设计题目:二级直齿圆柱齿轮减速器

1. 要求:拟定传动关系:由电动机、V带、减速器、联轴器、工作机构成。

2. 工作条件:双班工作,有轻微振动,小批量生产,单向传动,使用5年,运输带允许误差5%。

3. 知条件:运输带卷筒转速 ,

减速箱输出轴功率 马力,

二、 传动装置总体设计:

1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。

2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀,要求轴有较大的刚度。

3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 其传动方案如下:

三、 选择电机

1. 计算电机所需功率 : 查手册第3页表1-7:

-带传动效率:0.96

-每对轴承传动效率:0.99

-圆柱齿轮的传动效率:0.96

-联轴器的传动效率:0.993

—卷筒的传动效率:0.96

说明:

-电机至工作机之间的传动装置的总效率:

2确定电机转速:查指导书第7页表1:取V带传动比i=2 4

二级圆柱齿轮减速器传动比i=8 40所以电动机转速的可选范围是:

符合这一范围的转速有:750、1000、1500、3000

根据电动机所需功率和转速查手册第155页表12-1有4种适用的电动机型号,因此有4种传动比方案如下:

方案 电动机型号 额定功率 同步转速

r/min 额定转速

r/min 重量 总传动比

1 Y112M-2 4KW 3000 2890 45Kg 152.11

2 Y112M-4 4KW 1500 1440 43Kg 75.79

3 Y132M1-6 4KW 1000 960 73Kg 50.53

4 Y160M1-8 4KW 750 720 118Kg 37.89

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比,可见第2种方案比较合适,因此选用电动机型号为Y132M1-6,其主要参数如下:

额定功率kW 满载转速 同步转速 质量 A D E F G H L AB

4 960 1000 73 216 38 80 10 33 132 515 280

四 确定传动装置的总传动比和分配传动比:

总传动比:

分配传动比:取 则

取 经计算

注: 为带轮传动比, 为高速级传动比, 为低速级传动比。

五 计算传动装置的运动和动力参数:

将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴

——依次为电机与轴1,轴1与轴2,轴2与轴3,轴3与轴4之间的传动效率。

1. 各轴转速:

2各轴输入功率:

3各轴输入转矩:

运动和动力参数结果如下表:

轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min

输入 输出 输入 输出

电动机轴 3.67 36.5 960

1轴 3.52 3.48 106.9 105.8 314.86

2轴 3.21 3.18 470.3 465.6 68

3轴 3.05 3.02 1591.5 1559.6 19.1

4轴 3 2.97 1575.6 1512.6 19.1

六 设计V带和带轮:

1.设计V带

①确定V带型号

查课本 表13-6得: 则

根据 =4.4, =960r/min,由课本 图13-5,选择A型V带,取 。

查课本第206页表13-7取 。

为带传动的滑动率 。

②验算带速: 带速在 范围内,合适。

③取V带基准长度 和中心距a:

初步选取中心距a: ,取 。

由课本第195页式(13-2)得: 查课本第202页表13-2取 。由课本第206页式13-6计算实际中心距: 。

④验算小带轮包角 :由课本第195页式13-1得: 。

⑤求V带根数Z:由课本第204页式13-15得:

查课本第203页表13-3由内插值法得 。

EF=0.1

=1.37+0.1=1.38

EF=0.08

查课本第202页表13-2得 。

查课本第204页表13-5由内插值法得 。 =163.0 EF=0.009

=0.95+0.009=0.959

取 根。

⑥求作用在带轮轴上的压力 :查课本201页表13-1得q=0.10kg/m,故由课本第197页式13-7得单根V带的初拉力:

作用在轴上压力:

七 齿轮的设计:

1高速级大小齿轮的设计:

①材料:高速级小齿轮选用 钢调质,齿面硬度为250HBS。高速级大齿轮选用 钢正火,齿面硬度为220HBS。

②查课本第166页表11-7得: 。

查课本第165页表11-4得: 。

故 。

查课本第168页表11-10C图得: 。

故 。

③按齿面接触强度设计:9级精度制造,查课本第164页表11-3得:载荷系数 ,取齿宽系数 计算中心距:由课本第165页式11-5得:

考虑高速级大齿轮与低速级大齿轮相差不大取

则 取

实际传动比:

传动比误差: 。

齿宽: 取

高速级大齿轮: 高速级小齿轮:

④验算轮齿弯曲强度:

查课本第167页表11-9得:

按最小齿宽 计算:

所以安全。

⑤齿轮的圆周速度:

查课本第162页表11-2知选用9级的的精度是合适的。

2低速级大小齿轮的设计:

①材料:低速级小齿轮选用 钢调质,齿面硬度为250HBS。

低速级大齿轮选用 钢正火,齿面硬度为220HBS。

②查课本第166页表11-7得: 。

查课本第165页表11-4得: 。

故 。

查课本第168页表11-10C图得: 。

故 。

③按齿面接触强度设计:9级精度制造,查课本第164页表11-3得:载荷系数 ,取齿宽系数

计算中心距: 由课本第165页式11-5得:

取 则 取

计算传动比误差: 合适

齿宽: 则取

低速级大齿轮:

低速级小齿轮:

④验算轮齿弯曲强度:查课本第167页表11-9得:

按最小齿宽 计算:

安全。

⑤齿轮的圆周速度:

查课本第162页表11-2知选用9级的的精度是合适的。

八 减速器机体结构尺寸如下:

名称 符号 计算公式 结果

箱座厚度

10

箱盖厚度

9

箱盖凸缘厚度

12

箱座凸缘厚度

15

箱座底凸缘厚度

25

地脚螺钉直径

M24

地脚螺钉数目

查手册 6

轴承旁联结螺栓直径

M12

盖与座联结螺栓直径

=(0.5 0.6)

M10

轴承端盖螺钉直径

=(0.4 0.5)

10

视孔盖螺钉直径

=(0.3 0.4)

8

定位销直径

=(0.7 0.8)

8

, , 至外箱壁的距离

查手册表11—2 34

22

18

, 至凸缘边缘距离

查手册表11—2 28

16

外箱壁至轴承端面距离

= + +(5 10)

50

大齿轮顶圆与内箱壁距离

>1.2

15

齿轮端面与内箱壁距离

>

10

箱盖,箱座肋厚

9

8.5

轴承端盖外径

+(5 5.5)

120(1轴)

125(2轴)

150(3轴)

轴承旁联结螺栓距离

120(1轴)

125(2轴)

150(3轴)

九 轴的设计:

1高速轴设计:

①材料:选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2取 C=100。

②各轴段直径的确定:根据课本第230页式14-2得: 又因为装小带轮的电动机轴径 ,又因为高速轴第一段轴径装配大带轮,且 所以查手册第9页表1-16取 。L1=1.75d1-3=60。

因为大带轮要靠轴肩定位,且还要配合密封圈,所以查手册85页表7-12取 ,L2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。

段装配轴承且 ,所以查手册62页表6-1取 。选用6009轴承。

L3=B+ +2=16+10+2=28。

段主要是定位轴承,取 。L4根据箱体内壁线确定后在确定。

装配齿轮段直径:判断是不是作成齿轮轴:

查手册51页表4-1得:

得:e=5.9<6.25。

段装配轴承所以 L6= L3=28。

2 校核该轴和轴承:L1=73 L2=211 L3=96

作用在齿轮上的圆周力为:

径向力为

作用在轴1带轮上的外力:

求垂直面的支反力:

求垂直弯矩,并绘制垂直弯矩图:

求水平面的支承力:

由 得

N

N

求并绘制水平面弯矩图:

求F在支点产生的反力:

求并绘制F力产生的弯矩图:

F在a处产生的弯矩:

求合成弯矩图:

考虑最不利的情况,把 与 直接相加。

求危险截面当量弯矩:

从图可见,m-m处截面最危险,其当量弯矩为:(取折合系数 )

计算危险截面处轴的直径:

因为材料选择 调质,查课本225页表14-1得 ,查课本231页表14-3得许用弯曲应力 ,则:

因为 ,所以该轴是安全的。

3轴承寿命校核:

轴承寿命可由式 进行校核,由于轴承主要承受径向载荷的作用,所以 ,查课本259页表16-9,10取 取

按最不利考虑,则有:

则 因此所该轴承符合要求。

4弯矩及轴的受力分析图如下:

5键的设计与校核:

根据 ,确定V带轮选铸铁HT200,参考教材表10-9,由于 在 范围内,故 轴段上采用键 : ,

采用A型普通键:

键校核.为L1=1.75d1-3=60综合考虑取 =50得 查课本155页表10-10 所选键为:

中间轴的设计:

①材料:选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2取 C=100。

②根据课本第230页式14-2得:

段要装配轴承,所以查手册第9页表1-16取 ,查手册62页表6-1选用6208轴承,L1=B+ + + =18+10+10+2=40。

装配低速级小齿轮,且 取 ,L2=128,因为要比齿轮孔长度少 。

段主要是定位高速级大齿轮,所以取 ,L3= =10。

装配高速级大齿轮,取 L4=84-2=82。

段要装配轴承,所以查手册第9页表1-16取 ,查手册62页表6-1选用6208轴承,L1=B+ + +3+ =18+10+10+2=43。

③校核该轴和轴承:L1=74 L2=117 L3=94

作用在2、3齿轮上的圆周力:

N

径向力:

求垂直面的支反力

计算垂直弯矩:

求水平面的支承力:

计算、绘制水平面弯矩图:

求合成弯矩图,按最不利情况考虑:

求危险截面当量弯矩:

从图可见,m-m,n-n处截面最危险,其当量弯矩为:(取折合系数 )

计算危险截面处轴的直径:

n-n截面:

m-m截面:

由于 ,所以该轴是安全的。

轴承寿命校核:

轴承寿命可由式 进行校核,由于轴承主要承受径向载荷的作用,所以 ,查课本259页表16-9,10取 取

则 ,轴承使用寿命在 年范围内,因此所该轴承符合要求。

④弯矩及轴的受力分析图如下:

⑤键的设计与校核:

已知 参考教材表10-11,由于 所以取

因为齿轮材料为45钢。查课本155页表10-10得

L=128-18=110取键长为110. L=82-12=70取键长为70

根据挤压强度条件,键的校核为:

所以所选键为:

从动轴的设计:

⑴确定各轴段直径

①计算最小轴段直径。

因为轴主要承受转矩作用,所以按扭转强度计算,由式14-2得:

考虑到该轴段上开有键槽,因此取

查手册9页表1-16圆整成标准值,取

②为使联轴器轴向定位,在外伸端设置轴肩,则第二段轴径 。查手册85页表7-2,此尺寸符合轴承盖和密封圈标准值,因此取 。

③设计轴段 ,为使轴承装拆方便,查手册62页,表6-1,取 ,采用挡油环给轴承定位。选轴承6215: 。

④设计轴段 ,考虑到挡油环轴向定位,故取

⑤设计另一端轴颈 ,取 ,轴承由挡油环定位,挡油环另一端靠齿轮齿根处定位。

⑥ 轮装拆方便,设计轴头 ,取 ,查手册9页表1-16取 。

⑦设计轴环 及宽度b

使齿轮轴向定位,故取 取

,

⑵确定各轴段长度。

有联轴器的尺寸决定 (后面将会讲到).

因为 ,所以

轴头长度 因为此段要比此轮孔的长度短

其它各轴段长度由结构决定。

(4).校核该轴和轴承:L1=97.5 L2=204.5 L3=116

求作用力、力矩和和力矩、危险截面的当量弯矩。

作用在齿轮上的圆周力:

径向力:

求垂直面的支反力:

计算垂直弯矩:

.m

求水平面的支承力。

计算、绘制水平面弯矩图。

求F在支点产生的反力

求F力产生的弯矩图。

F在a处产生的弯矩:

求合成弯矩图。

考虑最不利的情况,把 与 直接相加。

求危险截面当量弯矩。

从图可见,m-m处截面最危险,其当量弯矩为:(取折合系数 )

计算危险截面处轴的直径。

因为材料选择 调质,查课本225页表14-1得 ,查课本231页表14-3得许用弯曲应力 ,则:

考虑到键槽的影响,取

因为 ,所以该轴是安全的。

(5).轴承寿命校核。

轴承寿命可由式 进行校核,由于轴承主要承受径向载荷的作用,所以 ,查课本259页表16-9,10取 取

按最不利考虑,则有:

则 ,

该轴承寿命为64.8年,所以轴上的轴承是适合要求的。

(6)弯矩及轴的受力分析图如下:

(7)键的设计与校核:

因为d1=63装联轴器查课本153页表10-9选键为 查课本155页表10-10得

因为L1=107初选键长为100,校核 所以所选键为:

装齿轮查课本153页表10-9选键为 查课本155页表10-10得

因为L6=122初选键长为100,校核

所以所选键为: .

十 高速轴大齿轮的设计

因 采用腹板式结构

代号 结构尺寸和计算公式 结果

轮毂处直径

72

轮毂轴向长度

84

倒角尺寸

1

齿根圆处的厚度

10

腹板最大直径

321.25

板孔直径

62.5

腹板厚度

25.2

电动机带轮的设计

代号 结构尺寸和计算公式 结果

手册157页 38mm

68.4mm

取60mm

81mm

74.7mm

10mm

15mm

5mm

十一.联轴器的选择:

计算联轴器所需的转矩: 查课本269表17-1取 查手册94页表8-7选用型号为HL6的弹性柱销联轴器。

十二润滑方式的确定:

因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于 ,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度。

十三.其他有关数据见装配图的明细表和手册中的有关数据。

十四.参考资料:

《机械设计课程设计手册》(第二版)——清华大学 吴宗泽,北京科技大学 罗圣国主编。

《机械设计课程设计指导书》(第二版)——罗圣国,李平林等主编。

《机械课程设计》(重庆大学出版社)——周元康等主编。

《机械设计基础》(第四版)课本——杨可桢 程光蕴 主编。

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