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正文內(nèi)容

盤磨機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2024-07-19 17:26 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 截面左側(cè)彎矩為:M VⅠ左= =(1261)= 159 517NmmⅠⅠ截面右側(cè)彎矩為:M VⅠ右= 64FVB=642347= 150 208NmmⅡⅡ截面處的彎矩為:M VⅡ= =2347= 62 196Nmm4)作合成彎矩圖(圖1e)ⅠⅠ截面:ⅡⅡ截面:5)作轉(zhuǎn)矩圖(圖1f)T=106P/n= 105Nmm6)求當(dāng)量彎矩因減速器單向運(yùn)轉(zhuǎn),故可認(rèn)為轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)變化。ⅠⅠ截面:ⅡⅡ截面:圖17)確定危險(xiǎn)截面及校核強(qiáng)度由圖1可以看出,截面ⅠⅠ、ⅡⅡ所受轉(zhuǎn)矩相同,但彎矩M eⅠ>M eⅡ,且軸上還有鍵槽,故截面ⅠⅠ可能為危險(xiǎn)截面。但由于軸徑d3>d2,故也應(yīng)對(duì)截面ⅡⅡ進(jìn)行校核。ⅠⅠ截面:ⅡⅡ截面:查表《軸的許用彎曲應(yīng)力》得[σ1b]=60MPa,滿足σe≤[σ1b]的條件,故設(shè)計(jì)的軸有足夠強(qiáng)度,并有一定裕量。(6)修改軸的結(jié)構(gòu)因所設(shè)計(jì)軸的強(qiáng)度裕度不大,此軸不必再作修改。中間軸的設(shè)計(jì)(1)選擇軸的材料,確定許用應(yīng)力選擇軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。由表 《軸的常用材料及部分機(jī)械性能》查得抗拉強(qiáng)度極限σB=650MPa,屈服極限σS=360MPa,σ1=300MPa,彎曲疲勞極限再由表《軸的許用彎曲應(yīng)力》得許用彎曲應(yīng)力[σ1b] =60MPa。(2)按扭矩強(qiáng)度估算軸徑根據(jù)表《常用材料的[τ]值和C值》查得C=107~118。又由式得:由設(shè)計(jì)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)直徑d=25mm(3)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)1)確定軸上零件的位置和固定方式要確定軸的結(jié)構(gòu)形狀,必須先確定軸上零件的裝配順序和固定方式。確定大齒輪從軸的左端裝入,小齒輪從軸的右端裝入,用軸肩(或軸環(huán))定位。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。軸承安裝于減速器內(nèi),其軸向用軸肩固定,軸向采用過(guò)盈配合固定。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,則d5=d1=25mm;由于小齒輪軸段②和大齒輪軸段④的直徑為d2=d4=30mm;用相同的方法確定軸段③的直徑d3=35mm;為了便于拆卸左右軸承,可查出6205型滾動(dòng)軸承的安裝高度為3mm。3)確定各軸段的長(zhǎng)度由于小齒輪輪轂寬度為80mm,為保證齒輪固定可靠,軸段②的長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度,取l2=78mm;由于大齒輪輪轂寬度為50mm,為保證齒輪固定可靠,軸段④的長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度,取l4=48mm;為保證齒輪端面于箱體內(nèi)壁不相碰,齒輪端面于箱體內(nèi)壁間應(yīng)留有一定的間距,取該間距,取該間距為10mm;為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中(軸承寬度為15mm),并考慮軸承的潤(rùn)滑,取軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離為5mm,所以軸段l1=32mm,用同樣的方法可以確定軸段③、⑤為l3=10mm,l5=35mm4)確定鍵槽的主要尺寸在軸段②、④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(zhǎng)度比相應(yīng)的輪轂寬度小約5~10mm,鍵槽寬度按軸段直徑查手冊(cè)得到。經(jīng)查表《鍵的主要尺寸》得到:中間軸上②段鍵槽鍵寬b為8mm,鍵高h(yuǎn)為7mm,鍵長(zhǎng)L為70mm。中間軸上④段的鍵槽鍵寬b為8mm,鍵高h(yuǎn)為7mm,鍵長(zhǎng)L為40mm。5)選定軸的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié),如倒角、圓角、退刀槽等的尺寸。按設(shè)計(jì)結(jié)果畫(huà)出軸的結(jié)構(gòu)草圖(見(jiàn)圖2)圖2高速軸的設(shè)計(jì)(1)選擇軸的材料,確定許用應(yīng)力選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。由表 《軸的常用材料及部分機(jī)械性能》查得強(qiáng)度極限σB=650Mpa,再由表《軸的許用彎曲應(yīng)力》得許用彎曲應(yīng)力[σ1b] =60MPa。(2)按扭矩強(qiáng)度估算軸徑根據(jù)表《常用材料的[τ]值和C值》查得C=107~118。又由式得:考慮到該軸段上裝聯(lián)軸器和有鍵槽,故將估算直徑加大3%~5%,~。由設(shè)計(jì)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)直徑d=18mm(3)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)1)確定軸的固定方式要確定軸的結(jié)構(gòu)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3。2)確定各軸段的直徑如下圖3,軸段①(外伸端)直徑最小,d1=18mm;考慮到要對(duì)安裝在軸段①上的聯(lián)軸器進(jìn)行定位,軸段②上應(yīng)有軸肩,同時(shí)為順利地在軸段②上安裝軸承,軸段②必須滿足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn),故取軸段②的直徑為d2=25mm;由于小齒輪④的齒頂圓直徑為54mm,即d4=54mm;用相同的方法確定軸段⑥的直徑d6=25mm;為了便于拆卸左右軸承,可查出6205型滾動(dòng)軸承的安裝高度為3mm,取d3=d5=30mm。3)確定各軸段的長(zhǎng)度小齒輪輪轂寬度為55mm,則軸段④的長(zhǎng)度取l4=55mm;為保證小齒輪端面與箱體內(nèi)壁不相碰,齒輪端面于箱體內(nèi)壁間應(yīng)留有一定的間距,根據(jù)高速軸的齒輪與箱體間的距離,取該間距為10mm;為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中(軸承寬度為15mm),并考慮軸承的潤(rùn)滑,取軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離為5mm,所以軸段l5=15mm,l6=15mm,l3=,根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)及聯(lián)軸器距軸承蓋要有一定距離的要求,取l2=70mm;查閱有關(guān)聯(lián)軸器手冊(cè)取l1=40mm。4)確定鍵槽的主要尺寸在軸段①上加工出鍵槽,鍵槽的長(zhǎng)度比相應(yīng)的輪轂寬度小約5~10mm,鍵槽寬度按軸段直徑查手冊(cè)得到。經(jīng)查表《鍵的主要尺寸》得到:高速軸上①段的鍵槽鍵寬b為6mm,鍵高h(yuǎn)為6mm,鍵長(zhǎng)L為30mm。5)選定軸的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié),如倒角、圓角、退刀槽等的尺寸。按設(shè)計(jì)結(jié)果畫(huà)出軸的結(jié)構(gòu)草圖(見(jiàn)圖3)圖3(五)齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直齒圓柱齒輪Ⅰ的設(shè)計(jì)由于直齒齒輪的齒頂圓直徑da≤200mm時(shí),采用實(shí)體式結(jié)構(gòu),此結(jié)構(gòu)型式的齒輪常用鍛鋼制造。齒輪Ⅰ的小齒輪的各部分尺寸見(jiàn)下表(單位:mm):分度圓直徑d齒頂高h(yuǎn)a齒根高h(yuǎn) f齒寬b150255齒頂圓直徑d a齒根圓直徑d f中心距a模數(shù)m54451132齒輪Ⅰ的大齒輪的各部分尺寸見(jiàn)下表(單位:mm):分度圓直徑d齒頂高h(yuǎn)a齒根高h(yuǎn) f齒寬b2176250齒頂圓直徑d a齒根圓直徑d f中心距a模數(shù)m1801711132直齒圓柱齒輪Ⅰ的圖樣如下圖所示:圖4直齒圓柱齒輪Ⅱ的設(shè)計(jì)當(dāng)直齒齒輪的齒頂圓直徑da≤200mm時(shí),采用實(shí)體式結(jié)構(gòu);當(dāng)直齒齒輪的齒頂圓直徑da=200~500mm時(shí),采用腹板式結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)型式的齒輪一般多用鍛鋼制造。齒輪Ⅱ的小齒輪的各部分尺寸見(jiàn)下表(單位:mm):分度圓直徑d齒頂高h(yuǎn)a齒根高h(yuǎn) f齒寬b175380齒頂圓直徑d a齒根圓直徑d f中心距a模數(shù)m811353齒輪Ⅱ的大齒輪的各部分尺寸見(jiàn)下表(單位:mm):分度圓直徑d齒頂高h(yuǎn)a齒根高h(yuǎn) f齒寬b2195375齒頂圓直徑d a齒根圓直徑d f中心距a模數(shù)m2011353對(duì)于大齒輪腹板結(jié)構(gòu),計(jì)算如下:d1==45mm=72mmD1= da-(10~12)mn=201-(10~12)3=165~171mm,取D1=168mmD0=1/2(D1+d1)=1/2(168+72)mm=120mmd0=(D1-d1)=(168-72)mm=24mmc==75mm=直齒圓柱齒輪Ⅱ的小齒輪圖樣如下圖所示:圖5直齒圓柱齒輪Ⅱ的大齒輪圖樣如下圖所示:圖6(六)滾動(dòng)軸承的選擇 根據(jù)安裝軸承的直徑和安裝尺寸B的大小來(lái)選擇軸承代號(hào),而B(niǎo)的大小由軸承與減速器連接的結(jié)構(gòu)來(lái)確定。《深溝球軸承》得:高速軸兩端選擇新標(biāo)準(zhǔn)的代號(hào)為6205的軸承;中間軸兩端選擇新標(biāo)準(zhǔn)的代號(hào)為6205的軸承;低速軸兩端選擇新標(biāo)準(zhǔn)的代號(hào)為6208的軸承。軸承的示意圖(如圖7):圖7軸承的基本尺寸如下表:軸承代號(hào)基本尺寸/mm安裝尺寸/mmdDBrs minda minDa maxras max6205255215131461620840801847731(七)聯(lián)軸器的選擇和強(qiáng)度校核 聯(lián)軸器的選擇在選擇聯(lián)軸器時(shí),首先應(yīng)根據(jù)工作條件和使用要求確定聯(lián)軸器的類型,然后再根據(jù)聯(lián)軸器所傳遞的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和被連接軸的直徑確定其結(jié)構(gòu)尺寸。型號(hào)公稱扭矩/Nm許用轉(zhuǎn)速/(r/min)軸孔直徑(dd2)軸孔長(zhǎng)度Y型J、JZ型鐵鋼mmLL1LHL11607100710016,18423042型號(hào)D質(zhì)量/kg轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/kgm2許用補(bǔ)償量徑向△Y軸向△XmmmmHL1902177。因?yàn)閺椥灾N聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力大、結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、耐用性好,用于軸向竄動(dòng)較大、正反轉(zhuǎn)或啟動(dòng)頻繁的場(chǎng)合。而彈性套柱銷聯(lián)軸器易磨損、壽命較短,故選用彈性柱銷聯(lián)軸器。查表《彈性柱銷聯(lián)軸器》可知蝸桿軸聯(lián)接電動(dòng)機(jī)選用HL1型號(hào),聯(lián)軸器的基本數(shù)據(jù)如上表:聯(lián)軸器的校核聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩可按下式計(jì)算:Tc=KT式中T為名義轉(zhuǎn)矩,單位為Nm;Tc為計(jì)算轉(zhuǎn)矩,單位為Nm;K為工作情況系數(shù),由表《聯(lián)軸器和離合器的工作情況系數(shù)K》得:K=蝸桿軸與電動(dòng)機(jī)之間的聯(lián)軸器校核名義轉(zhuǎn)矩T=m,則Tc=m=m由上表知:額定轉(zhuǎn)矩Tm=160Nm;許用轉(zhuǎn)速[n]=7100 r/min。又Tc=m<Tm=160Nm;n=1400 r/min<[n]=7100 r/min,所以選擇該聯(lián)軸器合適。(八)鍵的選擇和強(qiáng)度校核鍵的選擇鍵應(yīng)該選擇平鍵A型,平鍵連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝卸方便,對(duì)中較好,故應(yīng)用很廣泛。根據(jù)軸徑及查表《鍵的主要尺寸》可得:低速軸⑥段鍵槽鍵寬b為10mm,鍵高h(yuǎn)為8mm,鍵長(zhǎng)L為70mm。低速軸②段鍵槽鍵寬b為14mm,鍵高h(yuǎn)為9mm,鍵長(zhǎng)L為60mm。中間軸②段鍵槽鍵寬b為8mm,鍵高h(yuǎn)為7mm,鍵長(zhǎng)L為70mm。中間軸④段鍵槽鍵寬b為8mm,鍵高h(yuǎn)為7mm,鍵長(zhǎng)L為40mm。高速軸①段鍵槽鍵寬b為6mm,鍵高h(yuǎn)為6mm,鍵長(zhǎng)L為30mm。鍵的校核對(duì)于鍵的校核,選擇低速軸上⑥段的鍵進(jìn)行校核,其他鍵同樣的原理和步驟進(jìn)行校核。低速軸上⑥段平鍵連接的受力情況(如圖8):圖8鍵的工作長(zhǎng)度l=Lb=7010=60mm。T為被固定零件傳遞的轉(zhuǎn)矩,單位為Nmm;T=105Nmm。由于鍵載荷性質(zhì)為輕微沖擊,經(jīng)查表《鍵連接的許用應(yīng)力》得:鍵連接中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力[σjy]=100~120MPa;又因此,選用該鍵是合適的。三、減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(一)軸、滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的強(qiáng)度與工作應(yīng)力的大小和性質(zhì)有關(guān)。因此在選擇軸的結(jié)構(gòu)形狀時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面:(1)使軸的形狀接近于等強(qiáng)度條件,以充分利用材料承載能力;(2)盡量避免各軸段剖面突然改變以降低局部應(yīng)力集中,提高軸的疲勞強(qiáng)度;(3)改變軸上零件的布置,有時(shí)可以減小軸上的載荷;(4)改進(jìn)軸上零件的結(jié)構(gòu)也可以減小軸上的載荷。同時(shí),零件在軸上的固定要根據(jù)零件的作用來(lái)確定。軸與其他零件相配合時(shí),軸頭或軸頸、端面應(yīng)該縮過(guò)2~3mm,以保證軸上零件的壓緊,為了保證零件端面緊靠定位面,軸肩處的圓角半徑R不能太大,應(yīng)使R≤C或R<R’,若同一軸的多個(gè)軸段上有鍵槽時(shí),為了減少鍵槽加工時(shí)的裝夾次數(shù),各鍵槽在軸同一側(cè)表面線上加工。滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承的標(biāo)準(zhǔn)部件,設(shè)計(jì)時(shí)只需要選擇軸承的類型和型號(hào),并進(jìn)行軸承的組合設(shè)計(jì)即可,軸承類型是根據(jù)載荷大小、方向和極限轉(zhuǎn)速高低、旋轉(zhuǎn)精度、工作條件及經(jīng)濟(jì)性等要求來(lái)選擇尺寸大小,由軸承的壽命計(jì)算來(lái)確定;為使軸正常工作通常采用如下調(diào)整措施:保證滾動(dòng)軸承應(yīng)有的間隙,軸承底座及壁應(yīng)有足夠的厚度,并用加強(qiáng)肋加強(qiáng)其剛性。軸承的組合設(shè)計(jì)包括軸承套圈的軸向固定、軸組件的軸向固定、軸承的預(yù)緊、滾動(dòng)軸承的配合與裝拆,軸承的潤(rùn)滑與密封。(二)箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)箱體的結(jié)構(gòu)分析一般絕大多數(shù)中、小型減速器均采用滾動(dòng)軸承,只有載荷很大,工作條件惡劣,在轉(zhuǎn)速很高的場(chǎng)合才采用滑動(dòng)軸承。箱體時(shí)減速器中的一個(gè)重要零件,是被用來(lái)支承和固定軸系零件保證傳動(dòng)零件的正確嚙合,使箱體內(nèi)零件具有良好的潤(rùn)滑及密封,箱體的形狀較為復(fù)雜,其重量占整個(gè)減速器總重量的一半,因此箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)減速器工作性能,制造工藝,材料消耗很重要及成本有很大影響,設(shè)計(jì)時(shí)必須全面考慮。減速器根據(jù)其毛坯制造方法和箱體部分等可分為:鑄造箱體和焊接箱體箱體大多數(shù)時(shí)鑄造而成,材料多采用灰鑄鐵HT200或HT250,對(duì)于重型箱體,為了提高承受振動(dòng)和沖擊的能力,可采用球墨鑄造或鑄鋼。鑄造箱體剛性好,易切削并可得到合理的復(fù)雜外形,但重量大,適宜用于成批生產(chǎn)。在單件生產(chǎn)中,特別是大型減速器,為了減輕重量和縮短生產(chǎn)周期,箱體常采用Q215或Q235鋼板焊接而成。軸承底座部分用于鑄鋼制成,焊接箱體的壁厚可比鑄造箱體壁厚薄20%~30%。為使箱體零件裝卸方便,箱體常制成剖分式,其剖分面常與軸線平面重合,由水平和傾斜兩種,前者加工方便應(yīng)用較多,后者有利于各級(jí)齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑,但部分處結(jié)合面加工困難,應(yīng)用較少。箱體的結(jié)構(gòu)尺寸名 稱符號(hào)計(jì)算公式結(jié)果箱座厚度δδ=+1≥88箱蓋厚度δ1δ1=+1≥88箱蓋凸緣厚度b1b=12箱座凸緣厚度bb=12箱座底凸緣厚度b2b=20地腳螺釘直徑dfdf=+12
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