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洗模機專用減速器設計的畢業(yè)設計(編輯修改稿)

2024-08-24 05:36 本頁面
 

【文章內容簡介】 中功率小,轉速不高,故選用45號鋼,調質處理,查表可知:硬度HB=217~255 ,抗拉強度蟽b=650MPa ,疲勞極限蟽1=300MPa ,屈服極限蟽s=360MPa 。(2)確定軸最小端直徑P1= , ,n1=1410rmin ,查表取C=118 .按扭轉強度估算軸最小端直徑: .由于該軸有鍵槽,故軸的最小直徑應加大5%~7% ,即 ,又因為齒輪輸入軸與電動機軸相連,為使所選的軸的直徑d1與聯軸器的孔相適應,需同時選擇聯軸器型號,此處選擇套筒聯軸器,=12mm .(3)齒輪輸入軸的結構設計①軸上零件的定位、固定和裝配。在本次設計中齒輪輸入軸的最小直徑端與電機相連,即需要與輸入軸鍵套配合,緊接著安裝軸承,軸承左面用軸肩定位,右面用輸入軸法蘭軸承套定位。緊挨著軸肩設計齒輪軸部分,最后根據箱體的大小設計左邊的軸承軸肩長度。左軸承從左面裝入,右軸承和輸入軸鍵套依次從右面裝入。齒輪輸入軸的基本結構如圖21:圖21②確定軸各段直徑和長度。右起第一段直徑即與電機相連端直徑d1=12mm ,其長度應結合電機輸出軸的長短和輸入軸鍵套設計,取L1=25mm .右起第二段上安裝有軸承,軸徑與軸承內圈配合,右起第一段的軸肩圓角R1= ,取軸肩高度h=2R1= ,則 ,初選軸承6003,內圈直徑為17mm,寬度10mm。故右起第二段軸徑d2=17mm ,L2應比軸承的寬度大,取L2=20mm ,右起第三段緊挨軸承,軸徑應與軸承的安裝相關聯,故第三段軸徑d3=da= ,取L3=18mm .第四段即齒輪軸,齒寬b1=35mm,分度圓直徑d1=:,其中ha*=,其中ha*=1,c*=,第四段總長度L4=,故d5=da=,第五段上為安裝任何零件,根據箱體大小暫定第五段長度L5=140mm。第六段安裝軸承,故d6=17mm,第六段長度應比軸承的寬度大,取L6=20mm.由上述軸各段長度可算得軸支撐跨距L=208mm.(4)按彎扭合成強度校核軸的強度分度圓直徑d1=30mm,轉矩T1=,則作用在齒輪上的圓周力,徑向力,兩軸承相對于齒輪不是對稱布置,LA=165mm,LB=,故軸向力Fa=0 .則軸承支反力如下:水平面支反力分別為:RA=LALFt=?,垂直面支反力分別為:, 右起第四段即齒輪軸部分C處彎矩如下:水平面彎矩:C處左側水平面的彎矩:,C處右側水平面彎矩:垂直面彎矩如下:C處左側垂直面彎矩:,C處右側垂直面彎矩:危險截面C左側合成彎矩: 。轉矩產生的扭剪應力按脈動循環(huán)變化,取偽=,截面C處的當量彎矩為: .校核危險截面C的強度: .強度足夠。 、計算及校核(1)選材:由于傳遞功率小,轉速不高,故選用45鋼,調質處理,查表可知:硬度HB=217~255 ,抗拉強度蟽b=650MPa ,疲勞極限蟽1=300MPa ,屈服極限蟽s=360MPa 。(2)確定軸最小端直徑P2= , ,n2=360rmin ,查表取C=118按扭轉強度估算軸最小端直徑: ,由于該軸有鍵槽,故該軸直徑應加大5%~7% ,則 ,故取d1=17mm 。(3)齒輪輸出軸的結構設計①軸上零件的定位、固定和裝配。在本次設計中齒輪輸出軸的最小直徑一端安裝軸承,與軸承內圈配合,軸承的左端以軸肩定位。緊接著安裝螺母式套筒,用于大齒輪的定位,緊挨螺母式套筒安裝大齒輪。在大齒輪的左面設計軸肩結構,軸肩結構后根據蝸桿的各個尺寸要求設計蝸桿軸部分,蝸桿軸設計完成后設計齒輪輸出軸與絲桿的連接部分,法蘭軸承套與箱體連接塊連接,使得箱體與法蘭軸承套的相對位置固定,再設計一個輸出軸防護套與法蘭軸承套連接,使齒輪輸出軸與絲桿相連。軸做成階梯型,左軸承和輸出軸鍵套從左面裝入,大齒輪、螺母式套筒、右軸承一次從右面裝入。齒輪輸出軸的基本結構如圖22:圖22②確定軸各段直徑和長度。右起第一段上安裝有軸承,軸與軸承內圈配合,初選軸承6003,內圈直徑為17mm,寬度10mm。第一段的長度應比軸承的寬度大,故取d1=17mm ,L1=15mm 。第二段軸與軸承的安裝有關,即d2=da= ,根據箱體的大小以及齒輪嚙合情況取L2=45mm 。第三段安裝套筒,若第三段制成光滑軸,則套筒會移動進而導致齒輪的定位松動,則第三段應制作螺紋,制作M24的螺紋,安裝兩個螺母取L3=31mm 。第四段取d4=30mm ,L4=b22=302=28mm .取L5=5mm ,d5=42mm ,L6=3mm ,d6=30mm .d7=25mm ,L7=39mm ,第八段即蝸桿軸部分,蝸桿寬度為48mm,左右兩端各取3mm的倒角,則L8=53mm .根據渦輪的尺寸和渦輪蝸桿嚙合情況取d9=25mm ,L9=54mm .第十段與軸承的安裝相關聯,取d10=da= ,L10=5mm .第十一段安裝軸承則d11=17mm ,L11=15mm . 右起第十二段直徑即與絲桿軸相連端直徑d12=15mm ,其長度應結合絲桿軸的長短和輸出軸鍵套設計,取L12=30mm .由上述計算可算得軸總長度為324mm,軸支撐跨距為L=274mm 。(4)按彎扭合成強度校核軸的強度分度圓直徑d2=,轉矩T2=,則作用在齒輪上的圓周力,徑向力Fr=Fttan偽==,兩軸承相對于齒輪不是對稱布置,LA=180mm,LB=,故軸向力Fa=0 .軸承相對于渦輪不是對稱布置,LA,=91mm,LB,=183mm .則軸承支反力如下:水平面支反力分別為:, .垂直面支反力分別為:, .估計齒輪輸出軸有兩個較危險截面,即截面D和截面E. 右起第四段即安裝大齒輪軸部分D處彎矩:水平面彎矩如下:D處左側水平面的彎矩:,D處右側水平面彎矩:垂直面彎矩如下:D處左側垂直面彎矩:,D處右側垂直面彎矩:危險截面D左側合成彎矩: 。轉矩產生的扭剪應力按脈動循環(huán)變化,取偽=,截面D處的當量彎矩為: .校核危險截面D的強度: .強度足夠。右起第八段即蝸桿軸部分E處彎矩如下:水平面彎矩分別為:E處左側水平面的彎矩:,E處右側水平面彎矩:垂直面彎矩分別為:E處左側垂直面彎矩:,E處右側垂直面彎矩:危險截面E右側合成彎矩:ME=MAH2+MAV2=+?. 。轉矩產生的扭剪應力按脈動循環(huán)變化,取偽=,截面E處的當量彎矩為 .校核危險截面E的強度: .強度足夠。、計算及校核(1)選材:由于傳遞功率小,轉速不高,故選用45鋼,調質處理,查表可知:硬度HB=217~255 ,抗拉強度蟽b=650MPa ,疲勞極限蟽1=300MPa ,屈服極限蟽s=360MPa 。(2)確定軸最小端直徑P3= , ,n2=60rmin ,查表取C=118按扭轉強度估算軸最小端直徑: ,由于該軸有鍵槽,故該軸直徑應加大5%~7% ,則dmin=(7%+1)鈮? ,故取dmin=27mm 。第一段安裝軸承,初選軸承6006,則第一段直徑d1=30mm,第一段應長度比軸承的寬度大,故取L1=20mm .(3)齒輪輸出軸的結構設計①軸上零件的定位、固定和裝配。在本次設計中渦輪輸出軸右起第一段安裝軸承,與軸承內圈配合,軸承的左端以軸肩定位。緊挨軸肩的是安裝渦輪時需要設計的軸肩,緊接著是安裝渦輪的軸段,與渦輪緊挨著的是套筒,用于渦輪的定位。隨后又設計安裝軸承部分,軸承安裝部分設計完成后設計渦輪輸出軸與外部連接部分。減速器外部渦輪輸出軸與銅螺母連接,應設計一段螺紋。渦輪輸出軸的基本結構如圖23:圖23②確定軸各段直徑和長度。右起第一段上安裝有軸承,軸與軸承內圈配合,初選軸承6006,內圈直徑為30mm,寬度13mm。第一段的長度應比軸承的寬度大,故取d1=30mm ,L1=20mm 。右起第二段與軸承的安裝關聯故d2=da=36mm ,L2=44mm .第三段用于渦輪的定位,軸徑由渦輪的大小確定,取d3=48mm ,L3=5mm .第四段安裝渦輪,d4=40mm ,L4=47mm .第五段安裝套筒,若設計成光滑軸形式則套筒會滑動,進而影響渦輪的定位,故將第五段設計成螺紋形式,套筒采用螺母式套筒,取第五段螺紋公稱直徑d5=M36mm ,長度L5=26mm 。第六段為加工螺紋設計的退刀槽,取d6=28mm ,L6=5mm .第七段與軸承的安裝關聯故d7=da=36mm ,L2=40mm .第八段安裝軸承,軸與軸承內圈配合,內圈直徑為30mm,寬度13mm。第一段的長度應比軸承的寬度大,而且應該根據箱體的大小以及與渦輪輸出軸與外部的連接相關,故取d8=30mm ,L8=60mm 。第九段為與外部銅螺母相連部分,d9=M14mm ,L9=100mm 。第十段取d10=10mm ,L10=16mm .由上述計算可算得軸總長度為300mm,軸支撐跨距為L=180mm 。(4)按彎扭合成強度校核軸的強度分度圓直徑d2=,轉矩T3=,則作用在齒輪上的圓周力,徑向力,兩軸承相對于齒輪不是對稱布置,LA=100mm,LB=,故軸向力Fa=0 .則軸承支反力如下:水平面支反力分別為:, .垂直面支反力:RA,=LALFr=?, .右起第四段即安裝大齒輪軸部分F處彎矩:水平面彎矩分別為:F處左側水平面的彎矩:,F處右側水平面彎矩:垂直面彎矩分別為:F處左側垂直面彎矩:,F處右側垂直面彎矩:危險截面F左側合成彎矩: 。轉矩產生的扭剪應力按脈動循環(huán)變化,取偽=,截面F處的當量彎矩為: .校核危險截面F的強度: .強度足夠。滾動軸承的失效形式主要有疲勞剝落、過量的永久變形和磨損等。軸承在正常的條件下使用,內圈、外圈和滾動體上的接觸應力都是變化的,工作一定時間后,接觸表面就可能發(fā)生疲勞點蝕,以造成疲勞剝落。故疲勞剝落是軸承的正常失效形式,它決定了軸承的工作壽命,故軸承的壽命一般是指疲勞壽命。此外軸承還有膠合、燒傷、套圈
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