A272F系列并條機(jī)車尾箱設(shè)計(jì)【5張圖紙】
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XXX大 學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)設(shè)計(jì)題目:A272F系列高速并條機(jī)車尾箱的設(shè)計(jì)系 別:機(jī)械工程系專 業(yè): 班 級(jí): 姓 名: 學(xué) 號(hào): 指導(dǎo)老師: 完成時(shí)間: 目錄一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的 3二、課題簡(jiǎn)介 4三、原始數(shù)據(jù)及已知條件-5四、設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案6五計(jì)算總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比7六.計(jì)算傳動(dòng)裝置和動(dòng)力參數(shù)-8七、 圓柱齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 11八、蝸輪 蝸桿的設(shè)計(jì) 19九、設(shè)計(jì)錐齒輪 22十、箱座 箱蓋的設(shè)計(jì) 25十一、 軸的設(shè)計(jì) 26十二、軸承壽命計(jì)算- 28十三、選用鍵校核強(qiáng)度29十四、參考文獻(xiàn)30十五、畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)31一、畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生完成本專業(yè)的最后一個(gè)極為重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),是使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)過的基本理論.基本知識(shí)與基本技能去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程技術(shù)問題而進(jìn)行的一次基本訓(xùn)練,這對(duì)學(xué)生即將從事的有關(guān)技術(shù)工作和未來的開拓具有一定意義,其主要目的是:1、學(xué)生綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程技術(shù)問題的獨(dú)立工作能力,拓寬和深化學(xué)生的知識(shí)。2、學(xué)生樹立正確的設(shè)計(jì)思路,設(shè)計(jì)構(gòu)思和創(chuàng)新思維,掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序.規(guī)范和方法。 3、學(xué)生正確使用技術(shù)資料.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),有關(guān)手冊(cè).圖冊(cè)等工具書。進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算.數(shù)據(jù)處理.編寫技術(shù)文件等方面的工作能力。4、 學(xué)生今昔功能調(diào)查研究。面向?qū)嶋H。面向生產(chǎn)。向工人和工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)的基本工作態(tài)度.工作作風(fēng)和工作方法。二、課題簡(jiǎn)介A272F系列高速并條機(jī)適應(yīng)于75mm以下的纖維的純紡與混紡,在紡紗工藝過程中,位于梳棉工序之后,梳棉纖維條通過本機(jī)4根羅拉不同轉(zhuǎn)速之差產(chǎn)生的牽伸力并合與牽伸,能夠提高纖維的條長(zhǎng)片段均勻度、纖維的伸直度,使不同品質(zhì)纖維的混合更趨均勻,為獲得良好的細(xì)紗創(chuàng)造必要的條件。3100型號(hào)的車尾箱是陜西寶雞寶成紡織機(jī)械廠的產(chǎn)品,年產(chǎn)量1000臺(tái),車尾箱是A272F系列高速并條機(jī)的主要變速機(jī)構(gòu)之一,它是供給給棉2;3羅拉的減速裝置,要求一個(gè)輸入三個(gè)輸出,通過按一定的速比排布的齒輪及其他結(jié)構(gòu)將輸入軸壓輥經(jīng)車尾箱的變速,傳遞給各工作主軸,使其獲得一定的動(dòng)力、轉(zhuǎn)速和方向。由于羅拉的轉(zhuǎn)速直接關(guān)系到棉條所受牽伸力的大小,影響著產(chǎn)品的質(zhì)量,因此車尾箱的傳動(dòng)精度要求較高.生產(chǎn)批量大。針對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)狀和要求設(shè)計(jì)3100型號(hào)的車頭箱。由被加工零件的不同,并條機(jī)設(shè)計(jì)方案各異,其車尾箱可以垂直或水平安裝。該設(shè)計(jì)的車尾箱是水平安裝在A272F高速并條機(jī)左側(cè)上方的。車尾箱的動(dòng)力來自車頭箱傳遞的壓輥軸,車頭箱控制著1,4羅拉.2,3羅拉排布在1,4羅拉的中間其結(jié)構(gòu)示意如圖所示:三、原始數(shù)據(jù)及已知條件 已知:電機(jī)FE 132M-4/8-B 1470/730r/min輸入軸壓輥轉(zhuǎn)速ny=1470r/min;Ty=2.6NM;羅拉2的轉(zhuǎn)速nL2=357r/min;TL2=5.3NM; 羅拉3的轉(zhuǎn)速nL3=357r/min;TL2=5.3NM;清潔裝置的輸出軸nq=26.8r/min Tq=35.6NM;本機(jī)總牽伸的調(diào)節(jié)范圍512倍,后區(qū)牽伸的調(diào)節(jié)范圍1.22.0倍,中區(qū)是1.018倍的固定牽伸,后區(qū)牽伸倍數(shù)的調(diào)節(jié)以改變主牽伸倍數(shù)來實(shí)現(xiàn).即: 后區(qū)牽伸倍數(shù)=總牽伸倍數(shù)/1.018主牽伸倍數(shù)壓輥輸出速度v=dnD0/1000d0式中:n電機(jī)的轉(zhuǎn)速(1450轉(zhuǎn)/分) d壓輥直徑(51毫米) D0電動(dòng)機(jī)皮帶輪直徑(毫米) d0壓輥傳動(dòng)晝皮帶輪直徑(毫米)四.設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案方案一: 圖一 方案二: 圖二比較方案: 方案一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適合于繁重惡劣條件下長(zhǎng)期工作。使用維護(hù)方便,但結(jié)構(gòu)尺寸較大,不易達(dá)到較好的降速效果。 方案二結(jié)構(gòu)緊湊,能夠產(chǎn)生較大的降速比,但傳動(dòng)效率低使用壽命短 由于羅拉工作條件的限制,尺寸不易過大,因此采用方案二五計(jì)算總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 (1) 總傳動(dòng)比 i1=ny/nL2=1470/357=4 i2=ny/nL2=1470/357=4 i3=ny/nq=1470/76.8=31.4 (2)分配各級(jí)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比第一級(jí)傳動(dòng): i1(1)=3.4 i1(2)=1.2 i1= i1(1)i1(2)=4第二級(jí)傳動(dòng): i2(1)=3.4 i1(2)=1.2 i2(3)=1.6 i2(4)=0.6 i2= i2(1)i1(2)i1(3)i1(4)=4第三級(jí)傳動(dòng): i3(1)=1 i3(2)=32 i3(3)=0.57 i3= i3(1)i3(2)i3(3)=31.4 六.計(jì)算傳動(dòng)裝置和動(dòng)力參數(shù)(1) 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速軸:n=1470r/min 軸:n= n/i1(1)=1470/3.4=439 r/min 軸:n= n/i1(2)=439/1.2=357 r/min 軸:n= n/i3(2)=357/1.6=223 r/min 軸:n= n/i4(2)=223/0.6=357 r/min 軸:n= n/i3(1)=1470/1= 1470 r/min 軸:n= n/i3(2)=1470/32=46 r/min 軸:n= n/i3(2)=46/0.57=76.8 r/min() 計(jì)算各軸的功率1. 輸出軸的功率根據(jù)公式T=9550p/n 得p=nT/9550(機(jī)械設(shè)計(jì)教材p116查得)pL2=nL2TL2/9550=3575.3/9550=0.2KWPL3=nL3TL3/9550=3575.3/9550=0.2KWpq=nqTq/9550=76.812.4/9550=0.1KW 2.其他各軸的功率由機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè)p21表-查得0.95(錐齒輪的傳動(dòng)效率) 2= 0.97(圓柱直齒輪的傳動(dòng)效率)0.75(蝸桿蝸倫的傳動(dòng)效率)p=py=0.6kwp=pL2=0.2kwp=pL3=0.2kwp=pq=0.1kwp=p5/2=0.2/0.97=0.206kwp=(p3+p4)/2=(0.2+0.2)/0.97=0.42kwp=p8/=0.1/0.75=0.13kwp=p7/=0.13/0.95=0.37kw3.計(jì)算各軸的扭矩由上公式T=9550p/n及已知條件各軸的功率和轉(zhuǎn)速得每一根軸的扭矩為如下:T=9550p1/n1=95500.6/1470=3.8NMT=9.3 NMT=5.3 NMT=8.8 NMT=5.4 NMT=2.4 NMT=21.3 NMT=12.4 NM將計(jì)算數(shù)值列表如下 表1-1軸號(hào)功率(kw)轉(zhuǎn)矩(NM)轉(zhuǎn)速(r/min)傳動(dòng)比效率0.63.8147010.970.429.3432.31.20.970.25.33571.60.970.206.8.82230.60.970.25.4357 表1-2軸號(hào)功率(kw)轉(zhuǎn)矩(NM)轉(zhuǎn)速(r/min)傳動(dòng)比效率0.63.8147010.970.372.41470320.950.10321.3460.570.750.1.12.476.8七. 圓柱齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算1. 選擇齒輪材料及熱處理方法減速器為一般機(jī)器,沒有特殊要求,從降低成本減少結(jié)構(gòu)尺寸和易于取材的原則出發(fā)決定齒輪用HT200材料.為170230HBS(機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)上p456表3-4-60)_(1) 計(jì)算許用接觸應(yīng)力H小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度為200Mpa(教材機(jī)械設(shè)計(jì)p250) Hlim=350 Mpa 齒輪為一般傳動(dòng)效果因此 SHmin=1 許用接觸應(yīng)力H =200 Mpa/1=200 Mpa,許用彎曲應(yīng)力為F1=Flim/SFmin=200 Mpa(2) 按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算d3590/H2 kT1(i+1)/ did為齒輪的分度圓直徑(機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)上p381表3-4-1)傳遞轉(zhuǎn)矩T:由上數(shù)值表查得載荷系數(shù)k:因載荷有輕微沖擊,齒輪軸承對(duì)稱布置由表6-6取k=1.35齒寬系數(shù):輪為懸齒臂布置,硬齒面. 在一對(duì)嚙合的齒輪中較大的齒輪d=0.25,較小的齒輪取d=0.2許用接觸應(yīng)力H: H=150 Mpa 由此將數(shù)據(jù)代入上式求得各軸的應(yīng)取的最小的直徑為如:下: d1 d2 d3分別表示齒輪z1 z2 z3的直徑 d13590/2002 1.353.8(1+1)/ 0.251 =70mm 同理求得其他軸的最小直徑的d236d645d785d862d1043d1151d1260d13522. 確定齒輪的參數(shù)及主要尺寸A:確定齒輪z1 z2 的參數(shù)(1) 齒數(shù) z1取34z2=iz1=134=34(2) 模數(shù) 初選螺旋角=15則法面模數(shù)mn=d1 cos/z1=65cos15/34=2取標(biāo)準(zhǔn)值mn=2(3) 中心距 a= mn(z1+z2)/2 cos=2(34+34)/2 cos15=70.4為了便于測(cè)量a取70,則實(shí)際螺旋角=arccos mn(z1+z2)/2a= arccos 2(34+34)/270=13.72在825范圍內(nèi)合適(4) 其他主要尺寸分度圓直徑:d1= (mn / cos) z1 =(2 / cos13.72) 34=70 d2=(mn / cos) z2 =(2 / cos13.72) 34=70齒頂圓直徑:da1=d1+2 mn=70+22=74 da2=d2+2 mn=70+22=74 b=dd1=0.2570=17.5取整b=18mm驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度F=(1.6KT1 cos/b mnd1) YFSF(教材機(jī)械設(shè)計(jì)p260式6-43)當(dāng)量齒數(shù)ZV: ZV1=ZV2= Z1/ cos3=34/ cos313.72=36.9復(fù)合齒形系數(shù)YFS:根據(jù)ZV1,ZV2查圖6-29得YFS=5F1=(1.61.353.8cos313.725)/(18270) =16 MpaFF2F因此彎曲強(qiáng)度足夠(5) 確定齒輪傳動(dòng)精度v=d1n1/601000=3.14701470/6000 =5.38m/s 由表6-4確定三個(gè)公差組均為8級(jí)精度.齒厚上偏差為H,下偏差為k B. 確定齒輪z6 z7 的參數(shù)(1)齒數(shù) z6取23z7=iz6=1.223=77(2) 模數(shù) 初選螺旋角=15則法面模數(shù)mn=d6 cos/z6=40cos15/23=1.6取標(biāo)準(zhǔn)值mn=2(3) 中心距 a= mn(z6+z7)/2 cos=2(23+77)/2 cos15=104為了便于測(cè)量a取104,則實(shí)際螺旋角=arccos mn(z6+z7)/2a= arccos 2(23+77)/2104=16在825范圍內(nèi)合適(4) 其他主要尺寸分度圓直徑:d6= (mn / cos) z6 =(2 / cos16) 23=48mm d7=(mn / cos) z7 =(2 / cos15) 77=160mm齒頂圓直徑:d6a1=d6+2 mn=48+22=52 d7a2=d7+2 mn=160+22=164 b6=dd6=0.548=24取整b=18mm b7=dd7=0.2160=30mm驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度F=(1.6KT1 cos/b mnd1) YFSF(教材機(jī)械設(shè)計(jì)p260式6-43)當(dāng)量齒數(shù)ZV: ZV6= Z6/ cos3=23/ cos316=26.1ZV7= Z1/ cos3=77/ cos316=87.3復(fù)合齒形系數(shù)YFS:根據(jù)ZV6,ZV7查圖6-29得YFS6=5YFS7=4F1=(1.61.353.9103cos3165)/(18248) =23MpaFF2=(1.61.359.3103cos3164)/(182160) =13.4 F 因此彎曲強(qiáng)度足夠(5) 確定齒輪傳動(dòng)精度V6=d6n/601000=3.14481470/60000=3.7m/s V7=d7n/601000=3.141601432.3/60000 =3.6m/s 由表6-4確定三個(gè)公差組均為8級(jí)精度.齒厚上偏差為H,下偏差為k C. 確定齒輪z8 z9 的參數(shù)(1)齒數(shù) z8取61z8=iz9=1.261=75(2) 模數(shù) 初選螺旋角=15則法面模數(shù)mn=d8 cos/z8=80cos15/61=1.74取標(biāo)準(zhǔn)值mn=2(3) 中心距 a= mn(z8+z9)/2 cos=2(61+75)/2 cos15=140.7為了便于測(cè)量a取140,則實(shí)際螺旋角=arccos mn(z8+z9)/2a= arccos 2(61+75)/2140=13.7在825范圍內(nèi)合適(4) 其他主要尺寸分度圓直徑:d8= (mn / cos) z6 =(2 / cos13.7) 61=126mm d7=(mn / cos) z7 =(2 / cos15) 77=160mm齒頂圓直徑:d8a1=d8+2 mn=126+22=130mm d9a2=d9+2 mn=154+22=158mm b8=dd8=0.25126=30mm b9=dd9=0.2156=30mm驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度F=(1.6KT cos/b mnd) YFSF(教材機(jī)械設(shè)計(jì)p260式6-43)當(dāng)量齒數(shù)ZV: ZV8= Z8/ cos3=61/ cos313.7=66.3ZV8= Z9/ cos3=75/ cos313.7=81.5復(fù)合齒形系數(shù)YFS:根據(jù)ZV8,ZV9查圖6-29得YFS6=5YFS7=4F1=(1.61.359.3103cos313.75)/(182126) =20.3MpaFF2=(1.61.355.3103cos313.74)/(182160) = 7.3 F 因此彎曲強(qiáng)度足夠(5) 確定齒輪傳動(dòng)精度V8=d8n/601000 =3.141261470/60000=9.6m/s V9=d7n/601000=3.141601432.3/60000 =12 由表6-4確定三個(gè)公差組均為8級(jí)精度.齒厚上偏差為H,下偏差為k D. 確定齒輪z10 z11 的參數(shù)(1)齒數(shù) z10取37z11=iz10=1.661=59(2) 模數(shù) 初選螺旋角=15則法面模數(shù)mn=d10 cos/z10=50cos15/37=1.6取標(biāo)準(zhǔn)值mn=2(3) 中心距 a= mn(z10+z11)/2 cos=2(37+59)/2 cos15=100為了便于測(cè)量a取100,則實(shí)際螺旋角=arccos mn(z10+z11)/2a= arccos 2(37+59)/2100=16.2在825范圍內(nèi)合適(4) 其他主要尺寸分度圓直徑:d10= (mn / cos) z10 =(2 / cos16.2) 37=78mm d11=(mn / cos) z11 =(2 / cos15) 59=122mm齒頂圓直徑:d10a1=d10+2 mn=78+22=82mm d11a2=d11+2 mn=122+22=126mm b10=dd8=0.2578=20mm b11=dd9=0.2126=25mm驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度F=(1.6KT cos/b mnd) YFSF(教材機(jī)械設(shè)計(jì)p260式6-43)當(dāng)量齒數(shù)ZV: ZV8= Z8/ cos3=61/ cos313.7=66.3ZV8= Z9/ cos3=75/ cos313.7=81.5復(fù)合齒形系數(shù)YFS:根據(jù)ZV8,ZV9查圖6-29得YFS6=5YFS7=4F1=(1.61.359.3103cos313.75)/(182126) =20.3MpaFF2=(1.61.355.3103cos313.74)/(182160) = 7.3 F 因此彎曲強(qiáng)度足夠(5) 確定齒輪傳動(dòng)精度V8=d8n/601000 =3.141261470/60000=9.6m/s V9=d7n/601000=3.141601432.3/60000 =12 由表6-4確定三個(gè)公差組均為8級(jí)精度 E. 確定齒輪z12 z13 的參數(shù)(1)齒數(shù) z12取47z13=iz12=0.647=30(2) 模數(shù) 初選螺旋角=15則法面模數(shù)mn=d12 cos/z12=60cos15/47=1.2取標(biāo)準(zhǔn)值mn=1.5(3) 中心距 a= mn(z12+z13)/2 cos=2(47+30)/2 cos15=60為了便于測(cè)量a取60,則實(shí)際螺旋角=arccos mn(z10+z11)/2a= arccos 1.5(37+59)/260=15.7在825范圍內(nèi)合適(4) 其他主要尺寸分度圓直徑:d12= (mn / cos) z12 =(2 / cos15.7) 47=73mm d12 取76 d13=(mn / cos) z13 =(1.5 / cos15.7) 37=58mm d13取60齒頂圓直徑:d12a1=d10+2 mn=76+21.5=81mm d13a2=d13+2 mn=64+21.5=67mm b12=dd8=0.280=16mm b13=dd9=0.2564=16mm驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度F=(1.6KT cos/b mnd) YFSF(教材機(jī)械設(shè)計(jì)p260式6-43)當(dāng)量齒數(shù)ZV: ZV8= Z8/ cos3=61/ cos313.7=66.3ZV8= Z9/ cos3=75/ cos313.7=81.5復(fù)合齒形系數(shù)YFS:根據(jù)ZV8,ZV9查圖6-29得YFS6=5YFS7=4F1=(1.61.359.3103cos313.75)/(182126) =20.3MpaFF2=(1.61.355.3103cos313.74)/(182160) = 7.3 F 因此彎曲強(qiáng)度足夠 表1-3齒輪號(hào)分度圓直徑模數(shù)螺旋角齒寬齒頂圓直徑齒寬系數(shù)齒數(shù)170213.718740.2534270213.718740.253464821624520.25237160216301640.2778126213.7301300.25619154213.7301580.2751078216.220820.253711122216.2251240.25912761.515.716800.24713541.515.716640.2530八.蝸輪 蝸桿的設(shè)計(jì)1. 選擇材料由于蝸桿轉(zhuǎn)速較高,蝸桿選用40cr表面淬火,蝸輪采用在zCuSn10Pb1砂型鑄造2. 確定蝸桿頭數(shù)及蝸輪齒數(shù)由表1-3查得,按i=32 取z1=1 則z2=iz1=321=323. 按蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)(1) 確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T=21.3 NM;(2) 確定載荷系數(shù)表9-5 KA =1假設(shè)v23m/s,見9-4Kv=1.1載荷平穩(wěn)K=1K= KA KvK=11.11=1.1(機(jī)械零件p159)(3) 確定許用接觸應(yīng)力1)由表9-6查得 基本接觸應(yīng)力H=200N/mm2 (機(jī)械零件p160)2)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N2=60nLn=6046112000=3.31073)壽命系數(shù) Zn=8107/3.3107=0.86 H=ZnH=0.86200=172N/ mm24)計(jì)算m3 qKT2480/Z蝸2=1.121.3106(480/32172)2=8970根據(jù)m3 q=9000由9-1查得m=2 q=9.6 d1=28 d蝸=232=64 (機(jī)械零件p160)5)蝸桿導(dǎo)程角 r=arctan(z桿m)/d1= arctan12/28=7.26)滑動(dòng)速度 V6=d桿n桿/601000 cos=3.14281470/601000cos7.2=2.5m/s 7)驗(yàn)算效率=0.95tan/tan(V+)=0.95tan7.2/ tan(7.2+1.7)=70%(機(jī)械零件表9-10)總效率=70%與估計(jì)的相差無幾 適合(4) 驗(yàn)算蝸輪彎曲強(qiáng)度1) a.確定許用彎曲應(yīng)力 (機(jī)械零件表9-9)查得0F=64b. 壽命系數(shù)YN=9106 /N=YN=9106 /3.3107=0.67 F= YN0F=0.6764=43.3 N/ mm22) 齒形系數(shù)YF 按當(dāng)量齒數(shù)ZV2= Z蝸/ cos3=32/ cos37.2 =33 (機(jī)械零件表9-8) 查得YF=2.443) 螺旋角系數(shù)Y Y= 1-7.2/140=0.95F=1.64kT2/ d蝸d桿m =1.641.121.31032.240.95/28642 =22.8 N/ mm2 F所以43.3 N/ mm2彎曲強(qiáng)度足夠(5) 蝸桿 蝸輪各部分尺寸的計(jì)算按機(jī)械零件表9-31) 中心距:a=0.5m(q+ Z蝸)=0.52(9.6+32)=452) 蝸桿齒頂高 ha1= ha* m=12=2mm齒全高 h1=2 ha* m+c=212+0.22=4.4mm齒頂圓直徑 da1=d桿+2 ha* m=26+212=30mm齒根圓直徑 df1=d1-2 ha* m-2c=26-2-0.8=23.2mm蝸桿羅紋部分長(zhǎng)度按機(jī)械零件表9-4b1(11+0.06 Z蝸) m=(11+0.0632) 2=25.8mm取b=26蝸桿軸向齒距px=m=3.142=6.28mm蝸桿螺旋線導(dǎo)程pz= z桿px=16.28=6.28mm3) 蝸輪喉圓直徑 da2=(Z蝸+2 ha*)m=(32+21) 2=68mm齒根圓直徑 df2= d蝸-2 ha* m-2c=64-212-20.4=59.2外圓直徑 de2= da2+1.5m=68+1.52=71齒寬 b2=2m(0.5+q+1)=22(0.5+9.6+1) =15mm齒寬角 Q=2arcsinb2/ d桿=2arcsin15/28=65輪緣寬度 b0.75da1=0.75.30=22.5mm(6) 熱平衡計(jì)算取室溫 t0=20c t1=70c kS=14w/( m2c) 由機(jī)械零件式9-11得所需最小面積A=1000(1-)P1/ kS(t1-t0)=10000.750.37/14(70-20)=0.39 m2 九設(shè)計(jì)錐齒輪1 選齒輪精度等級(jí),材料和齒數(shù)() 直齒圓錐齒輪加工多為刨齒,選用8級(jí)精度() 小齒輪選用40cr,調(diào)質(zhì),硬度241286HBS,大齒輪用355iMn, 調(diào)質(zhì),硬度220269HBS。計(jì)算時(shí)小齒輪取270HBS,大齒輪取240 HBS() 選大齒輪齒數(shù) Z4=36 Z5= Z4 i =360.57=212 齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)dt24Kt1/R1-0.5R2 u ZE ZH/H2機(jī)械零件式8-22 p22(1) 考慮載荷中有中等沖擊,試取載荷系數(shù)Kt=1.6(2) 大齒輪傳遞的扭矩由上表1-2查得T=21.3NM(3) 取齒寬系數(shù)R=0.3(4) 由機(jī)械零件表8-6查得彈性系數(shù)ZE=189.8N/ mm3(5) 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZE=2.5(6) 接觸疲勞強(qiáng)度由機(jī)械零件圖8-15 C查得Hlim=720N/ mm21)Hlim2=670 N/ mm22) 壽命系數(shù)ZN1= ZN2=1 (由于齒輪是懸臂布置)3) 接觸安全系數(shù)SH=1H1= Hlim1 ZN1/SH=7201/1=720N/ mm2H2= Hlim2 ZN2/SH=6701/1=670N/ mm2(7) 計(jì)算大錐齒輪d434Kt1/R1-0.5R2 u ZE ZH/H2 =341.62.13104/0.31-0.50.32 0.57 189.9 2.5/6702=34.5取整d4=35(8) 圓周速度VM1dm1=d1(1-0.5R)=35(1-0.50.3)=26.25mmvm1=dmn1/601000=26.2546/601000=0.06m/s(9) 計(jì)算載荷系數(shù)K1) 據(jù)機(jī)械零件表8-4 KA=1.252) 按vmz1/100=0.0636/100=0.2由機(jī)械零件圖8-11曲線Ib得k=1.05 k=kA kvk=1.2511.05=1.51與試取的1.6相近不再修正3 幾何尺寸的計(jì)算() 大湍模數(shù)m=d4/z1=35/36=0.97 取標(biāo)準(zhǔn)值m=1() 分度圓直徑d1=mz1=136=36mm d2= mz2=121=21mm() 分度圓錐角2=arctani=arctan0.57=29.6 1=90-2=90-29.6=60.4() 錐矩R=m/2Z42+ Z52=1/2362+ 212=21mm() 齒寬b=R R=0.321=6.3 取b=7mm4 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度F=4KT/R1-0.5R2 Z42 m3i2+1 YFa YSaF1) 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)ZV4= Z4/cos1=36/cos60.4=7.22) 機(jī)械零件由表8-5,得齒形系數(shù)YFa1=2.24 YFa2=2.653) 機(jī)械零件由表8-5,得應(yīng)力系數(shù)YSa1=1.75 YSa1=1.584) 許用彎曲應(yīng)力a查圖8-14Flim1=590 N/ mm2 b 由上N/ mm2 YN1 =YN2=1C 彎曲安全系數(shù) SF=1.4 F1= Flim1 YN1/ SF=5901/1.4=421 N/ mm2 F2= Flim2 YN2/ SF=5801/1.4=414 N/ mm25) 校核計(jì)算 F1=4KT1/R1-0.5R2 Z42 m3i2+1 YFa YSa=41.52.13 104/0.3(1-0.50.3)236210.572+1 2.241.75=155 N/ mm2F F2=F1 YS1 YS2/ YFa1 YSa1=1551.252.651.58/2.241.75=165 N/ mm2F2十箱座 箱蓋的設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)3p25-31) 箱座 箱蓋的材料均用H200鑄造而成 其結(jié)構(gòu)尺寸如下 箱座壁厚:=0.025a+1=0.025243+18 取=8mm 箱座凸緣厚度:b=1.5=1.58=12mm 地腳螺旋直徑:df=(1.52)=28=16mm 加強(qiáng)肋厚度:m=(0.88)=6.4 取7 箱體形狀和尺寸按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3668-83和實(shí)際設(shè)計(jì)情況選擇 箱體長(zhǎng)度L=L1+L2+L3+L4 L1為最大中心距 L1=180 L2為壁厚 L2=8+8=16 L3左端臺(tái)座長(zhǎng)度 L3=140 L4右端臺(tái)座長(zhǎng)度 L4=185 初步確定 L=180+16+140+185=550十一 軸的設(shè)計(jì)(以第軸為例)資料機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)3 (1)選擇軸的材料及熱處理方法,因該軸是懸臂機(jī)構(gòu),故選用45調(diào)質(zhì)-1b=55Mpa(2) 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算最小直徑。由教材機(jī)械設(shè)計(jì)式8-2 表8-11查得c=126103 取c=120可得dc3p/n=12030.42/432.3=14.68mm考慮此軸頭上有鍵槽,將軸勁增大5%,即d=14.681.05=15.4校核為20mm 圖三 1) 確定軸的各段直徑,根據(jù)軸各段直徑的確定原則,從最小直徑且與軸承標(biāo)準(zhǔn)相符,安裝齒輪此直徑盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)系列值故d1=20mm軸段2是為限軸承的位置d2=24mm軸段3安裝軸承d3=20 2) 確定各軸段的長(zhǎng)度(3) 按扭矩和彎曲組合進(jìn)行強(qiáng)度校核(4) 繪制受力圖求水平面的支反力及彎矩 圖四求支反力FHA= FHC= Fr2+ Fr1 FHC= FHA+ FHA Ft1=2T1/d1=29.3/0.16=116N Ft2=2T2/d2=29.3/0.126=147N軸向力Fa= tan1Ft1+ Ft2 tan2=116tan16+147tan13.7 =33.2+36=69.2N徑向力Fr1= Ft1 tann/ cos(n為壓力角) =116 tan20/cos16=44N Fr2= Ft2 tann/ cos(n為壓力角) =147 tan20/cos13.7=55N A左 MHA= Fr1L1+ Fr2L2=440.067+550.029=4.7NM A右 MHA=990.042=4.1求垂直平面力的支反力及彎矩 A左側(cè)彎矩MA左= Ft1L1+ Ft2L2=1160.067+1470.067=12 NM A右側(cè)彎矩MA右=(116+147)42=11 NM左側(cè)合成彎矩MA左=MHA2+ M2右=4.72+ 122=13 NMMA右=MHC2+ M2右=112+4.12=12 NM求彎曲折算系數(shù)d=0.6,危險(xiǎn)截面在A處Mec=M左2+(t)2右=132+(0.69.3)2=13.2 NM計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸徑d313.2103/0.155=15mm 此處直徑為20mm故強(qiáng)度足夠,以原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為基準(zhǔn)十二.軸承壽命計(jì)算(機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè) 第二分冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社 p991)以軸軸承為例,軸軸承型號(hào)為60204的一對(duì)帶防塵蓋的單列向心球軸承額定動(dòng)載荷1000kN e=1 r=1.5 載荷系數(shù)1.1 溫度系數(shù)ft=1.0軸承受力情況圖四所示,由前面計(jì)算可知FHB=99N Fa= Fa1+ Fa2=69.2N徑向力 SHB=99/21.5=33N軸向力FA=69.2N取系數(shù)X Y值FaA/FrA=69.2/99=0.69 由教材機(jī)械設(shè)計(jì)P318表8-12查得XA =1 YA=0計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷PPA=fp(XA FrA+ YAFaA)=1.1(199)+0=100計(jì)算軸承額定壽命LhLh=106/60n(f1c/ PB)2=106/60432.3(186500/ 420)2=1635298h使用期限為15年十三.選用鍵校核強(qiáng)度(以軸為例)A型鍵1652GB/T1096-1979 b=16mm h=10 L=60mm鍵槽深t=6mm,鍵工作長(zhǎng)度l=L-6=54mmT2=9.3 NM d=20mm因?yàn)閷?duì)于按標(biāo)準(zhǔn)選擇的平鍵連接,具有足夠的剪切強(qiáng)度,故按擠壓強(qiáng)度進(jìn)行校核p=4T/dhl=49.3103/201060=3.1Mpa 由教材查表得,鍵連接的選用擠壓強(qiáng)度進(jìn)行校核p=50Mpa顯然pp1,故連接強(qiáng)度足夠。安全 參考文獻(xiàn)1機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè),上冊(cè) 第二分冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社1987年1月;2李恒權(quán)、朱明臣、王德云:畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書,青島海洋大學(xué)出版社1993年第1版; 3徐灝:機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)3,機(jī)械工業(yè)出版社,1994年6月;4黃繼昌、徐巧魚、張海貴、范天保、季炳文:實(shí)用機(jī)械構(gòu)圖冊(cè),人民郵電出版社,1996年6月; 5徐錦康:機(jī)械設(shè)計(jì),高等教育出版社; 6徐玲花、游文明:工程材料及熱加工,揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué),1999年4月; 7模數(shù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械工業(yè)出版社,1994年6月8機(jī)械零件 高等教育出版社 鄭志祥 周全光 主編9機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè) 煤炭工業(yè)出版社 江耕華 陳起松 主編 1991年10月10 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 高等教育出版社 隋明洋 主編31第 31 頁 共 32 頁英文摘要:The A272F series high speed drawing frame adapts below the 75mmtextile fiber purely spins with the fabric blending, in reels threadin the technological process, after is located the carding machineworking procedure, the carding machine textile fiber strip producesdifference of through the this machine 4 Roller different rotationalspeed extends the strength to combine with extends, can enhance thetextile fiber the strip long fragment uniformity, the textile fiberunbends, causes the different quality textile fiber the mix to hastenevenly, for obtains the good spun yarn creation essential condition.3,100 models tailstock boxes are the Shaanxi Baoji Paochi to Chengtutextile machinery factory product, annual output 1,000, the tailstockbox are one of A272F series high speed drawing frame main gearshiftmechanisms, it is the supplies gives cotton and kapok 2; 3 Rollersdecelerating device, requests to input three outputs, through pressesthe certain speed compared to the distribution gear and otherstructures the input axis drag roll after the tailstock box speedchange, transmits for each work main axle, causes it to obtain thecertain power, the rotational speed and the direction.Because Rollers rotational speed directly relates the cotton sliverto receive extends the strength size, is affecting the productquality, therefore the tailstock box transmission precision request ishigher The production batch is big. Design 3,100 models in view ofthe production present situation and the request the front of a trainboxes.中文摘要:A272F系列高速并條機(jī)適應(yīng)于75mm以下的纖維的純紡與混紡,在紡紗工藝過程中,位于梳棉工序之后,梳棉纖維條通過本機(jī)4根羅拉不同轉(zhuǎn)速之差產(chǎn)生的牽伸力并合與牽伸,能夠提高纖維的條長(zhǎng)片段均勻度、纖維的伸直度,使不同品質(zhì)纖維的混合更趨均勻,為獲得良好的細(xì)紗創(chuàng)造必要的條件。3100型號(hào)的車尾箱是陜西寶雞寶成紡織機(jī)械廠的產(chǎn)品,年產(chǎn)量1000臺(tái),車尾箱是A272F系列高速并條機(jī)的主要變速機(jī)構(gòu)之一,它是供給給棉2;3羅拉的減速裝置,要求一個(gè)輸入三個(gè)輸出,通過按一定的速比排布的齒輪及其他結(jié)構(gòu)將輸入軸壓輥經(jīng)車尾箱的變速,傳遞給各工作主軸,使其獲得一定的動(dòng)力、轉(zhuǎn)速和方向。由于羅拉的轉(zhuǎn)速直接關(guān)系到棉條所受牽伸力的大小,影響著產(chǎn)品的質(zhì)量,因此車尾箱的傳動(dòng)精度要求較高.生產(chǎn)批量大。針對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)狀和要求設(shè)計(jì)3100型號(hào)的車頭箱。
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