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: 姓 名: 學(xué) 號: 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。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.國家標(biāo)準(zhǔn),有關(guān)手冊.圖冊等工具書。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,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。針對生產(chǎn)現(xiàn)狀和要求設(shè)計(jì)3100型號的車頭箱。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)簡單,適合于繁重惡劣條件下長期工作。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)分配各級傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比第一級傳動(dòng): i1(1)=3.4 i1(2)=1.2 i1= i1(1)i1(2)=4第二級傳動(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)手冊上冊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,材料和齒數(shù)() 直齒圓錐齒輪加工多為刨齒,選用8級精度() 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家標(biāo)準(zhǔn)GB3668-83和實(shí)際設(shè)計(jì)情況選擇 箱體長度L=L1+L2+L3+L4 L1為最大中心距 L1=180 L2為壁厚 L2=8+8=16 L3左端臺座長度 L3=140 L4右端臺座長度 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)手冊上冊 第二分冊 化學(xué)工業(yè)出版社 p991)以軸軸承為例,軸軸承型號為60204的一對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,鍵工作長度l=L-6=54mmT2=9.3 NM d=20mm因?yàn)閷τ诎礃?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,上冊 第二分冊 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,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 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
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