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畢業(yè)設計(論文)絞車傳動裝置設計(編輯修改稿)

2025-07-11 02:40 本頁面
 

【文章內容簡介】 TF SY lim][ ?? ? 得 MP aMP aSY FHNTF ][ 1l im11 ???? ?? MP aMP aSY F HNTF ][ 2lim22 ???? ?? 由表《彈性系數 ZE》查得彈性系數 MPaZ E ? 故? ? ? ?? ?M P aM P aubduKTZHEH94624211???????????? ?? σH1< [σH] 2,齒面接觸疲勞強度校核合格。 驗算齒輪的圓周速度 v smndV / 1 ?? ????? ? 由表《常用精度等 級齒輪 的加工方法》 可知選 8 級精度是合適的。 幾何尺 寸計 算 ( 1)分度 圓 直 徑 mmmmzmd n os os 11 ????? ? mmmmzmd n os os 22 ????? ? ( 2) 齒頂圓 直 徑 齒頂 高 ha=mn= d a1= d1+ 2h a= 51+ 2=56mm d a2= d2+ 2h a= 229+ 2=234mm ( 3)齒根圓直徑 齒根高 h f= = = d f1= d1- 2h f= 51- 2= V= d1= 51mm d2= 229mm ha= d a1= 56mm d a2= 234mm h f= d f1= 揚州工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 第 15 頁 d f2= d2- 2h f= 229- 2= 全齒高 h=ha+ h f= += ( 4)標準中心距 a a=140mm ( 5)齒寬 b b1= 45mm b2= 40mm (三)兩軸的結構設計及從動軸的強度校核 從動軸 的 設計 及 強 度校核 ( 1)受力分析 圓 周力: NdTF t 45 5222 ????? 徑向 力: Fr2= Ft2tanα=4556 tan20176。=1658N (標準的法向嚙合角 α=20176。) 軸向力: Fa2= Ft2tanβ=4556 tan14176。8’=1257 N ( 2) 選擇軸 的材料,確定 許 用 應 力 由已 知條 件知 減 速器的功率 屬 中小功率, 對 材 料無特 殊要求,故 選用 45 鋼 并 經調質處 理。由表 《 軸 的常用材料及部分機械性能》查 得強 度極限 σb= 650MPa,再由表《軸的許用彎曲應力》得許用彎曲應力 [σ1b] = 60MPa。 ( 3)按扭矩 強 度估算 軸徑 根據表《常用材料的 [τ ]值和 C值》查得 C=107~ 118。 又由式 3nPCd?得: mm~~nPCd )( )118107( 3322m i n ??? 考 慮 到 該軸 段上 開 有 鍵槽 ,故 將 估算直 徑 加大 3%~ 5%,取為~ 。由設計手冊取標準直徑 d=40mm ( 4) 設計軸 的 結 構 由于 設 計 的是 單級減 速器, 可將齒輪 布置在箱體 內 部中央, 將軸 承 對稱安裝 在 齒輪兩側,軸 的外伸端安 裝開 式 齒輪。 1)確定 軸 上零件的位置和固定方式 要確定 軸 的 結 構形 狀 ,必 須先 確定 軸 上零件的 裝配順 序和固定d f2= a=140mm b1= 45mm b2= 40mm Ft2=4556N Fr2=1658N Fa2=1257 N d=40mm 揚州工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 第 16 頁 方式。 參考圖 如下 圖 1a), 確定齒輪從軸 的右端 裝入 , 齒輪 的左端 用軸 肩(或 軸環(huán) )定位,右端用套筒固定。 這樣齒輪在軸 上的 軸向位置完全確定。 齒輪 的周向固定采用平 鍵連 接。 軸 承 對稱安裝 于齒輪 的 兩側, 其 軸 向 用軸 肩固定, 軸 向采用 過 盈配合固定。 2)確定各 軸 段的直 徑 如下圖 1a),軸段 ① (外伸端)直徑最小, d1=40mm;考慮到要對安裝在 軸段 ① 上的開式齒輪進行定位,軸段 ② 上應有軸肩,同時為順利地在軸段 ② 上安裝軸承,軸段 ② 必須滿足軸承內徑的標準,故取軸段 ② 的直徑 d2為 45mm;用相同的方法確定軸段 ③ 、 ④ 、⑥ 的直徑 d3=50mm、 d4=60mm, d6=45mm;為了便于拆卸左軸承,可查出 6209 型滾動軸承的安裝高度為 ,取 d5=52mm。 3)確定各軸段的長度 齒輪輪轂寬度為 40mm,為保證齒輪固定可靠,軸段 ③ 的長度應略短于齒輪輪轂寬度,取 l3=38mm;為保證齒輪端面于箱體內壁不相碰,齒輪端面于箱體內壁間應留有一定的間距,取該間距,取該間距為 15mm;為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中(軸承寬度為19mm),并考慮軸承的潤滑,取軸承端面距箱體內壁的距離為5mm,所以軸段 l4=10mm、 l5=10mm、 l6=20mm,軸承支點距離l=98mm,根據箱體結構及開式齒輪距軸承蓋要有一定距離的要求,取 l2=97mm;根據開式齒輪的齒輪寬度,取 l1=100mm。 4)確定鍵槽的主要尺寸 在軸段 ① 、 ③ 上分別加工出鍵槽,使兩鍵槽處于軸的同一圓柱母線上,鍵槽的長度比相應的輪轂寬度小約 5~ 10mm,鍵槽寬度按軸段直徑查手冊得到。經查表《鍵的主要尺寸》得到: 鍵槽 1 的鍵寬 b 為 14mm,鍵高 h 為 9mm,鍵長 L 為 30mm。 鍵槽 2 的鍵寬 b 為 12mm,鍵高 h 為 8mm,鍵長 L 為 90mm。 5)選定軸的結構細節(jié),如倒角、圓角、退刀槽等的尺寸。 按設計結果畫出軸的結構草圖(見圖 1a) ( 5)按彎扭合成強度校核軸徑 1)畫出軸的受力圖(圖 1b)。 d1=40mm d2=45mm d3=50mm d4=60mm d5=52mm d6=45mm l1=100mm l2=97mm l3=38mm l4=10mm l5=10mm l6=20mm 鍵 14930 鍵 12890 揚州工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 第 17 頁 2)作水平面內的彎矩圖(圖 1c)。 支點反力為: NNFFF tHBHA 227 82455 62 2 ???? Ⅰ Ⅰ 截面處的彎矩為: mmNmmNM H ????? 1116222982278Ⅰ Ⅱ Ⅱ 截面處的彎矩為: M HⅡ =227829Nmm= 66 062Nmm 揚州工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 第 18 頁 圖 1 3)作垂直面內的彎矩圖(圖 1d) 支點反力為: NNl dFFF arVA 354982 72165 822 22 ????????? FVB=Fr2FVA =1658()= 2021N Ⅰ Ⅰ截面左 側彎 矩 為: mmNmmNlFM VAV ????????? 173462983542Ⅰ左 Ⅰ Ⅰ截面右 側彎 矩 為: mmNmmNlFM VBV ??????? 9858829820212Ⅰ右 Ⅱ Ⅱ截面 處 的 彎 矩 為: M VⅡ = FVB29=202129= 58 348Nmm 4)作合成彎矩圖(圖 1e) 22 VH MMM ?? Ⅰ Ⅰ 截面: mmNmmNMMM H ⅠⅥ????????11296011162217346 2222 )()(左Ⅰ左 mmNmmNMMM H ⅠⅥ???????14 89 2011 16 2298 58 8 2222 )()(右Ⅰ右 Ⅱ Ⅱ 截面: mmN mmNMMM H ⅡⅦⅡ ?? ????? 88139 66062583482222 )()( 5)作轉矩圖(圖 1f) T= 420 295Nmm 6)求當量彎矩 因減速器雙向運轉,故可認為轉矩為脈動循環(huán)變化,修正系數α為 。 Ⅰ Ⅰ截面: 揚州工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 第 19 頁 mmNmmNTMM Ⅰe Ⅰ????????29 28 6542 02 89 20 2222 )()()(右 ? Ⅱ Ⅱ截面: mmN mmNTMM Ⅱe Ⅱ ?? ?????? 267125 2222 )()()( ? 7)確定危險截面及校核強度 由圖 1 可以看出,截面 Ⅰ Ⅰ 、 Ⅱ Ⅱ 所受轉矩相同,但 彎矩 M eⅠ > M eⅡ ,且軸上還有鍵槽,故截面 Ⅰ Ⅰ 可能為危險截面。但由于軸徑 d3> d2,故也應對截面 Ⅱ Ⅱ 進行校核。 Ⅰ Ⅰ截面: MP adWM eⅠeⅠ 333 ?????? Ⅱ Ⅱ截面: MP adWM eⅡeⅡ 332 ?????? 查表《軸的許用彎曲應力》得 [σ1b]=60MPa,滿足 σe≤[σ1b]的條件,故設計的軸有足夠強度,并有一定裕量。 ( 6)修改軸的結構 因所設計軸的強度裕度不大,此軸不必再作修改。 主動軸的設計 ( 1) 選擇軸 的材料,確定 許 用 應 力 由已 知條 件知 減 速器的功率 屬 中小 功率, 對 材 料無特 殊要求,故 選用 45 鋼 并 經調質處 理。由表 《 軸 的常用材料及部分機械性能》查 得強 度極限σ B= 650MPa,再由表《 軸 的 許 用 彎 曲 應 力》得 許 用 彎曲 應 力 [σ 1b] = 60MPa。 ( 2)按扭矩 強 度估算 軸徑 根據表《常用材料的 [τ ]值和 C值》查得 C=107~ 118。 又由式 3nPCd?得: 揚州工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 第 20 頁 mm~~nPCd )(97 )11 810 7( 3322mi n ??? 考 慮 到 該軸 段上 開 有 鍵槽 ,故 將 估算直 徑 加大 3%~ 5%,取 為~ 。由設計手冊取標準直徑 d=25mm ( 3)設計軸的結構 由于設計的是單級減速器,可將齒輪布置在箱體內部中央,將軸承對稱安裝在齒輪兩側,軸的外伸端安裝聯(lián)軸器。 1)確定軸的固定方式 要確定 軸 的 結 構形 狀 ,必 須先 確定 軸 上零件的 裝配順 序和固定方式。 參考圖 如下 圖 2), 軸 的左、右端 用軸 肩(或 軸環(huán) )定位。這樣 小 齒輪軸 向位置完全確定。 2)確定各軸段的直徑 如下圖 2,軸段 ① (外伸端)直徑最小, d1=25mm;考慮到要對安裝在軸段 ① 上的聯(lián)軸器進行定位,軸段 ② 上應有軸肩,同時為順利地在軸段 ② 上安裝軸承,軸段 ② 必須滿足軸承內徑的標準,故取軸段 ② 的直徑為 d2=30mm;由于小齒輪 ④ 的 齒頂圓直徑為,即 d4=;用相同的方法確定軸段 ⑥ 的直徑d6=30mm;為了便于拆卸左右軸承,可查出 6206 型滾動軸承的安裝高度為 3mm,取 d3=d5=36mm。 3)確定各軸段的長度 小齒輪輪轂寬度為 45mm,則軸段 ④ 的長度取 l4=45mm;為保證小齒輪端面與箱體內壁不相碰,齒輪端面于箱體內壁間應留有一定的間距,根據從動軸的齒輪與箱體間的距離,取該間距為;為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中(軸承寬度為 16mm),并考慮軸承的潤滑,取軸承端面距箱體內壁的距離為 5mm,所以軸段 l3=l5=、 l6=16mm,軸承支點距離 98mm,根據箱體結構及聯(lián)軸器距軸承蓋要有一定距離的要求,取 l2=75mm;查閱有關聯(lián)軸器手冊取 l1=60mm。 4)確定鍵槽的主要尺寸 在軸段 ① 上加工出鍵槽,鍵槽的長度比相應的輪轂寬度小約d=25mm d1=25mm d2=30mm d3=36mm d4= d5=36mm d6=30mm l1=60mm l2=75mm l3= l4=45mm l5= l6=16mm 鍵 8750 揚州工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 第 21 頁 5~ 10mm,鍵槽寬度按軸段直徑查手冊得到。經查表《鍵的主要尺寸》得到: 鍵槽 3 的鍵寬 b 為 8mm,鍵高 h 為 7mm,鍵長 L 為
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