推力机机械系统设计【二级齿轮减速器设计】【F=10KN V=1.2m-min】
推力机机械系统设计【二级齿轮减速器设计】【F=10KN V=1.2m-min】,二级齿轮减速器设计,F=10KN V=1.2m-min,推力机机械系统设计【二级齿轮减速器设计】【F=10KN,V=1.2m-min】,推力,机械,系统,设计,二级,齿轮,减速器,10,kn,min
目录第一节 设计任务-(3)第二节 电动机的选择和计算-(4)第三节 齿轮的设计和计算-(9)第四节.具体二级齿轮减速器轴的方案设计-(14)第五节 轴承的校核-(22)第六章 键的选择与校核-(25)第七节 轴承的润滑及密封-(27)第八节. 箱体结构的设计计算- (30)第九节 设计结果-(30)第十节、设计小结 -(32)参考文献 -(32)第一节 设计任务 推力机的原理是通过螺旋传动装置给推头传替力和运动速度。它在社会生产中广泛应用,包括在建筑、工厂、生活等方面。其执行机构如下:推力机传动装置设计1.原始数据和条件1)推力F=10kn;2)推头速度V=1.2m/min;3)工作情况: 三班制,间歇工作,单向负载,载荷平稳;4)工作环境:有灰尘,环境最高温度为35C左右;5)使用折旧期20年,4年大修一次;6)制造条件及生产批量:一般机械厂制造,小批量生产。2.参考传动方案第二节电动机的选择一 滑动螺旋传动的计算1. 螺杆的耐磨性计算 螺杆材料选择 钢-青铜滑动螺旋的耐磨性计算主要是限制螺纹工作面上的压力P,使其小于材料的许用压力。螺纹工作面上的耐磨性条件为校核用。为了导出设计计算式,令,则H=代入上式得螺纹中径 选用梯形螺纹,h=0.5p 螺纹工作圈数不宜过多,故值一般在1.22.5.故可取=1.2 材料的许用压力范围(1118)取p=11MPa 则 d =0.8 =19.40mm 取d=30.00mm查机械设计手册 得螺距P=10mm ,中径d=25 mm,大径D=31mm,小径螺母高度 H=1.225=30 mm 螺纹角 =30 为侧角 为螺纹升角 取2.螺杆的强度计算危险截面的计算应力,其强度条件 注:F螺杆所受的轴向压力,单位为N.这里 A螺杆螺纹段的危险截面积 d 螺杆螺纹小径为19mm T螺杆所受的扭距 T=Ftan() =23750Nmm 螺杆许用应力3.7Mpa得 3.螺母螺纹牙的强度计算 螺纹牙多发生剪切和挤压破坏,一般螺母的材料强度低于螺杆,故只需校核螺母螺纹牙的强度。 如果将一圈螺纹沿螺纹大径D(单位mm)处展开,则可看作宽度为的悬臂梁。假设螺母每圈螺纹所承受的平均压力为,并作用在以螺纹中径D(单位为mm)为直径的圆周上,则螺纹牙危险截面a-a的剪切强度条件为螺纹牙危险截面a-a的弯曲条件式中螺纹牙根部的厚度,单位为mm.b=0.65p=6.5mm,p为螺纹螺距。 L弯曲力臂,单位为mm螺母材料的许用切应力 mp螺母材料的许用弯曲应力,单位为mp 因为螺杆和螺母的材料相同,螺杆的小径d小于螺母螺纹的大径D。故应校核螺杆螺纹牙的强度。4.螺母外径与凸缘的强度计算 螺母悬置部分危险截面b-b内的最大拉伸应力 凸缘与底座接触表面的挤压强度计算 =(1.51.7) 凸缘根部的弯曲强度计算 凸缘根部很少发生剪断,强度计算(略)1.选择电动机(1)选择电动机类型按工作要求和条件,选用三相笼型异步电动机,封闭式结构,电压380V,Y型。(2)选择电动机的容量电动机所需功率由电动机至运输带的传动总效率为其中:分别为联轴器,滚动轴,齿轮传动,螺旋传动,滑动传动的传动效率,其值分别为(齿轮联轴器),(滚子轴承),(齿轮精度为8级),(滚动丝杠),。所以(3)确定电动机转速螺旋传动中根据机械设计手册导距,传送速度。根据机械设计课程指导圆柱齿轮转动传动比一般为840,所以电动机转速一般为9604800r/min.功率P略大于0.26W,转速9604800r/min符合这一范围的同步转速有1390r/min和2825r/min。比较得到1390r/min转速比较合理。取电动机: Y810-4功率(KW)型号电流(A)转速(r/min)效率(%)功率因数额定转距额定转距额定电流0.55Y801-41.51390730.762.22.26.5 2.传动装置的总传动比和传动比分配(1)总传动比由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为n/n11.6(2)传动装置各级传动比分配两级传动比的分配中根据机械传动设计手册总传动比在812.5时,低级传动比。因为= 所以3.传动装置运动和动力参数的计算(1)各轴转速(2)各轴输入功率轴: 轴: 轴: 螺旋丝杠:(3)各轴输入转矩电动机输出转距:各轴输出转矩轴: 轴: 轴: 螺旋丝杠:运动和动力参数计算结果整理与下表轴名效率P(KW)转距T (NM)转速n传动比效率输入输出输入输出电动机0.261.79139010.97轴0.2520.2471.731.7013902.90.95轴0.2400.2354.784.68479.3140.95轴0.2280.22320.1019.6112010.86螺旋轴0.2030.19917.3817.03120 注:轴输出效率=输出效率轴承效率98%第三节.齿轮的设计计算 (一)高速级齿轮传动的设计计算 选定齿轮类型,精度等级,材料及齿数 1)按照推力机机构的传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动 2)推力机为一般工作机器,故选用8级精度(GB10095-88)。 3)材料的选择: 查机表10-1选择小齿轮材料为45钢(调质),硬度260HBS,大齿轮材料为45钢(调质)硬度为230HBS。二者材料硬度差10HBS。 4)选小齿轮齿数Z=20,大齿轮Z=2.9,故取=58; 2.按齿面接触强度 设计计算公式d 确定公式内的各计算值: 试选定载荷系数1.3 计算小齿轮的转距: 由表10-7齿宽系数 由表10-6得材料的弹性影响系数 由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限,大齿轮的 (6)由公式计算压力循环次数N=60=60 由图10-19查得接触疲劳寿命系数 计算接触疲劳许用应力: 取失效概率为1,安全叙述为S=1,得可得, = 2) 计算: 计算小齿轮的分度圆直径代入中的较小值,d,可取30mm 计算圆周速度v: 计算齿宽bb= d1 计算齿宽与齿高之比b/h 模数: 齿高: 则 计算载荷系数 根据v=2.18m/s ,8级精度,由图10-8得动载系数K=1.15;直齿轮假设假设K,可查表得,;由表10-2查得使用系数:K查得8级精度的小齿轮相对支承非对称分布时:K代入数据得:结合b/h=8.90查图10-13得,K=1.4故载荷系数 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径, d= 计算模数:m=36.42/20=1.82mm3.按齿根弯曲强度设计 得弯曲强度的设计公式为m 1)确定各项计算值 (1)由图10-20c查得小齿轮的弯曲强度极限:,大齿轮的弯曲强度极限为 (2)由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数 (3)计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数,S=1.4,则可得: = (4)计算载荷系数KK=KKKK=1查取齿型系数Y,Y,查取应力校正系数得:, (5)计算大小齿轮的,并加以比较; 2)设计计算m= 由于齿轮模数m的大小主要取决与弯曲强度所决定的承载能力,因此只要就可以,故可取m=2mm,按接触强度分度圆。则小齿轮齿数Z,大齿轮齿数,取 4.几何尺寸计算 1)计算分度圆直径; 2)计算中心距:a= 3)计算齿轮宽度:b=取B 5.验算:F= 所以设计符合条件。(二)低速级齿轮传动的设计计算 选定齿轮类型,精度等级,材料及齿数 1)按照推力机机构的传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动 2)推力机为一般工作机器,故选用8级精度(GB10095-88)。 3)材料的选择: 查机表10-1选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度260HBS,大齿轮材料为45钢(调质)硬度为230HBS。二者材料硬度差30HBS。 4)选小齿轮齿数Z=20,大齿轮Z=4, 故取=80;2.按齿面接触强度设计计算公式d确定公式内的各计算值: 试选定载荷系数1.3 计算小齿轮的转距: 由表10-7齿宽系数 由表10-6得材料的弹性影响系数 由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限,大齿轮的 (6)由公式计算压力循环次数N=60=60 由图10-19查得接触疲劳寿命系数 计算接触疲劳许用应力:取失效概率为1,安全叙述为S=1,得可得,= 2) 计算: 计算小齿轮的分度圆直径代入中的较小值,d 取30mm 计算圆周速度v: 计算齿宽bb= d1 计算齿宽与齿高之比b/h 模数: 齿高: 则 计算载荷系数 根据v=0.76m/s ,8级精度,由图10-8得动载系数K=1.08;直齿轮假设假设K,可查表得,;由表10-2查得使用系数:K由表10-4查得8级精度的小齿轮相对支承非对称分布时:K代入数据得: 结合b/h=8.90查图10-13得,K=1.4故载荷系数 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,d= 计算模数:m=35.63/20=1.78mm 3.按齿根弯曲强度设计 弯曲强度的设计公式: m 1)确定各项计算值 (1)由图10-20c查得小齿轮的弯曲强度极限:,大齿轮的弯曲强度极限为 (2)由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数 (3)计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数,S=1.4,则可得 = = (4)计算载荷系数KK=KKKK=1查取齿型系数Y,Y,查取应力校正系数得:, (5)计算大小齿轮的,并加以比较 2)设计计算m=由于齿轮模数m的大小主要取决与弯曲强度所决定的承载能力,因此只要就可以,故可取m=2mm,按接触强度分度圆。则小齿轮齿数Z,大齿轮齿数, 取 4.几何尺寸计算 1)计算分度圆直径; 2)计算中心距:a= 3)计算齿轮宽度:b= 取B5.验算:F= 所以设计符合条件。第四节.具体二级齿轮减速器轴的方案设计中间轴的设计1. 确定输出轴上的功率P,转速n和转距T。由前面可知P=0.235,n=479.31r/min, T=4.68N 2. 求作用在轴上的力:已知小齿轮的分度圆直径为d=40mm, 大齿轮的分度圆直径为d=160mm,F=, F=,F= FF= F3. 初步确定轴的最小直径:轴材料为45钢,经调质处理。按扭转强度计算,初步计算轴径,取 d。取d为17mm.。显然,此处为轴的最小直径,即此处轴与轴承的内径相同,即。 1. 轴的结构设计:1) 拟定轴上零件的装配方案;2)根据轴向定位的要求确定轴的各段长度。(1)为了满足轴向定位要求,在轴I-II处右边和轴V-VI设一轴肩,取左右两端用轴承端盖封闭。 (2)初选轴承为深沟球轴承,根据d选取型号为6003,基本尺寸为d齿轮和轴承之间用轴环确定距离,取其宽度为24mm,齿轮端面距机壁内侧8mm,并考虑齿轮固定可得。 (3)由于小齿轮的轮觳宽度为42mm,为了使套筒端 面可靠地压紧齿轮,此轴段长度略短轮觳宽度,故取L.同理,取L。由于大齿轮左侧和小齿轮右侧均用轴肩固定,得h=2.故可取。至此该轴上的各端长度和直径都已确定。 3)轴上零件的周向定位:齿轮和轴的联接都采用平键联接。按有表6-1查得平键截面,两键的尺寸均为b键槽采用键槽铣刀加工,长度为32mm,同时为了保证齿轮与轴具有良好的对中性,故选择齿轮轮觳与轴的配合为H7/n6。4)确定轴上圆角和倒角尺寸:取轴左端的倒角为2,其右端倒角2。从左至右轴肩的圆角半径分别为0.8mm,1.0mm,1.0mm,0.8mm.5)确定轴上载荷首先根据轴的结构图做出轴的计算简图。计算根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图及弯矩图和扭矩图中可以看出截面B是危险截面。现将计算出的截面B处的,M,M值列于下表:载荷水平面垂直面支反力弯矩 总弯矩扭矩6)按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面C的强度。查表可得前已选轴的材料为45钢,调质处理。查得=60MPa,因此。故安全。高速轴的设计1.确定输出轴上的功率P,转速n和转距T。由前面可知P=0.247KW,n=1390r/min, 。2.求作用在轴上的力:已知低速级齿轮的分度圆直径,F=, F= F 1)初步确定轴的最小直径:低速轴材料为45钢,经调质处理。按扭转强度计算,初步计算轴径,根据表15-3取d,显然此处为轴的最小直径为使得出轴与联轴器的孔径相同,需确定联轴器的型号。联轴器的转距: 取K TN。采用弹性块联轴器TL2型,半联轴器的孔径d长度27mm,联轴器与轴的配合长度为L,取d=12mm。2. 轴的结构设计:1) 拟定轴上零件的装配方案;2)根据轴向定位的要求确定轴的各段长度。(1)为了满足轴向定位要求,在轴处左边设一轴肩,取d右端用轴端挡圈挡住,按轴端直径取挡圈直径20mm,为保证轴端挡圈只压在半联轴上,故段长度比L稍短些,现取L (2)初选轴承为深沟球轴承,根据d根据机械设计手册选取轴承代号 为6004型,基本尺寸为故取;而其右端采用轴肩进行定位,故可取 (3)由于轮觳宽度为42mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段长度略短轮觳宽度,故取L左端采用轴肩定位,轴肩高度h所以,取。 (4)轴承盖的总宽度由前可知为18mm,根据轴承端盖的装拆及便于对轴承加以添加润滑剂的要求。取端盖的外端与半联轴器左端的距离为20mm.则。 (5)齿轮距左端箱体的距离为12mm。轴承端面距机箱内端面距离为8mm则可算得L至此,此轴的各端长度和直径都已确定。 3)轴上零件的周向定位: 齿轮和半联轴器与轴的联接都采用平键联接。按d有手册查得平键截面b键槽采用键槽铣刀加工,长度为36mm,同时为了保证齿轮与轴具有良好的对中性,故选择齿轮轮觳与轴的配合为H7/n6;同样,半联轴器与轴的联接也选用平键截面为5mmmm,长度25mm, 半联轴器与轴的配合为H7/k6.滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的,此处的选轴的尺寸公差为m6.4)确定轴上圆角和倒角尺寸:取轴左端的倒角为2.5,其右端倒角2.0。由表15-2得从左至右轴肩的圆角半径分别为0.8mm,0.8mm,1.0mm,1.2mm,1.2mm,1.0mm.5)求轴的载荷,首先根据轴的结构图做出轴的计算简图。计算 在确定支点位置后根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图及弯矩图和扭矩图中可以看出截面C是危险截面。现将计算出的截面C处的,M,M值列于下表:载荷水平面垂直面支反力弯矩 总弯矩扭矩6)按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面C的强度。查表可得前已选轴的材料为45钢,调质处理。查得=60MPa,因此。故安全。低速轴的设计1 确定输出轴上的功率P,转速n和转距T。由前面可知P=0.223KW,n=120r/min, T=19.61NM。2 求作用在轴上的力:已知低速级齿轮的分度圆直径为d=160mm, F=, F=3. 初步确定轴的最小直径:低速轴材料为45钢,经调质处理。按扭转强度计算,初步计算轴径,取d,显然此处为轴的最小直径为使得出轴与联轴器的孔径相同,需确定联轴器的型号。联轴器的转距: 取K T查机械设计手册采用弹性块联轴器TL3型,半联轴器的孔径d联轴器与轴的配合长度为L,取d=16mm。4. 轴的结构设计:1) 拟定轴上零件的装配方案;2)根据轴向定位的要求确定轴的各段长度。(1)为了满足轴向定位要求,在轴VII-VIII处左边设一轴肩,取d左端用轴肩,取,;为保证轴端挡圈只压在半联轴上,故段长度比L稍短些,现取。(2)初选轴承为深沟球轴承,根据d轴承选取为6005,基本尺寸为故取左端采用轴肩进行定位,取h=2.5mm,故d取. (3)由于轮觳宽度为40mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段长度略短轮觳宽度,故取L左端采用轴肩定位,轴肩高度h=2所以;右端采用轴肩定位h0.07d得到h=3,(4)轴承盖的总宽度取为18mm,轴承距离箱体内壁为8mm,根据轴承端盖的装拆及便于对轴承加以添加润滑剂的要求。取端盖的外端与半联轴器左端的距离为20mm.齿轮距左端箱体的距离为12mm,所以取;(5)至此该轴 的各端长度和直径都已确定。 3)轴上零件的周向定位:齿轮和半联轴器与轴的联接都采用平键联接。按有手册查得平键截面b键槽采用键槽铣刀加工,长度为32mm,同时为了保证齿轮与轴具有良好的对中性,故选择齿轮轮觳与轴的配合为H7/n6;同样,半联轴器与轴的联接也选用平键截面为5mmmm,长度32mm, 半联轴器与轴的配合为H7/k6.滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的,此处的选轴的尺寸公差为m6.4)确定轴上圆角和倒角尺寸:取轴的倒角为2.0。从左至右轴肩的圆角半径分别为1.0mm,1.0mm,1.2mm,1.0mm,1.0mm,0.8mm.5)确定轴上载荷首先根据轴的结构图做出轴的计算简图。轴的受力计算: 在确定支点位置后根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图及弯矩图和扭矩图中可以看出截面B是危险截面。现将计算出的截面B处的,M,M值列于下表:载荷水平面垂直面支反力弯矩 总弯矩扭矩6)按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面C的强度。查表可得 前已选轴的材料为45钢,调质处理。查得=60MPa,因此。故安全。第五节 轴承的校核(一) 高速轴的轴承的校核 设近联轴器的轴承为轴承A,近齿轮处的轴承为轴承B。初步选滚动轴承:标准的深沟球轴承6004,基本尺寸d1、轴承的受力分析 FH1 F H FV1 F v2 垂直面内轴的受力 水平面内的受力 齿轮减速器高速级传递的转矩:轴承的垂直面的支座反力分别为:F9.38N;F19.74N;所处轴承的水平面的支座反力分别为F=28.73N;F=56.27N; 2、轴承受径向力分析轴承轻微冲击或无冲击,查表13-6得冲击载荷系数轴承A受的径向力:;轴承B受的径向力:;因为根据表13-5得X=1,Y=0。3、轴承寿命计算与校核因:,则按轴承B来计算轴承寿命。实际工作需要的时间为,故所选轴承满足寿命要求。中间轴的轴承的校核 设近小齿轮处的轴承为轴承A,近大齿轮处的轴承为轴承B。初步选滚动轴承:标准的深沟球轴承6003,基本尺寸d1、轴承的受力分析 FV1 F v2 FH1 F H 垂直面内轴的受力 水平面内的受力 齿轮减速器高速级传递的转矩:轴承的垂直面的支座反力分别为:F67.10N;F41N;所处轴承的水平面的支座反力分别为F=139.57N;F=39.93N; 2、轴承受径向力分析轴承轻微冲击或无冲击,查表13-6得冲击载荷系数轴承A受的径向力:;轴承B受的径向力:;因为根据表13-5得X=1,Y=0。3、轴承寿命计算与校核因:,则按轴承A来计算轴承寿命。实际工作需要的时间为,故所选轴承满足寿命要求。低速轴的轴承的校核 设近齿轮处的轴承为轴承A,近联轴器处的轴承为轴承B。初步选滚动轴承:标准的深沟球轴承6005,基本尺寸d1、轴承的受力分析 FV1 F v2 垂直面内轴的受力 水平面内的受力 齿轮减速器高速级传递的转矩:轴承的垂直面的支座反力分别为:F66.37N;F31.81N;所处轴承的水平面的支座反力分别为F=-165.63N;F=-79.37N; 2、轴承受径向力分析轴承轻微冲击或无冲击,查表13-6得冲击载荷系数轴承A受的径向力:;轴承B受的径向力:;因为根据表13-5得X=1,Y=0。3、轴承寿命计算与校核因:,则按轴承A来计算轴承寿命。实际工作需要的时间为,故所选轴承满足寿命要求。由此可得六个轴承均合格。 第六章 键的选择与校核设定高速级输入轴与联轴器之间的键为1 ,齿轮与中间轴之间的键为键2;中间轴上与低速级轴连接的齿轮处的键为键3,与高速级轴连接的齿轮处的键为键3;低速级与中间轴连接的齿轮处的键为键5,输出轴与联轴器之间的键为键6。 键的类型 图 1、根据轴的直径选择键根据条件选取的键型号规格如下(参考表2):键1:圆头普通平键(A型) b= 5 mm h=5mm L=25mm 键2:圆头普通平键(A型) b=8mm h=7mm L=36mm键3:圆头普通平键(A型) b=6mm h=6mm L=32mm 键4:圆头普通平键(A型) b=6mm h=6mm L=32mm 键5:圆头普通平键(A型) b=8mm h=7mm L=32mm 键6:圆头普通平键(A型) b=5mm h=5mm L=32mm 2、校核键的承载能力因为:键1受到的转距T1=1.70Nm键2受到的转距T2=1.70Nm键3受到的转距T2=4.68Nm键4受到的转距T4=4.68Nm键5受到的转距T5=19.61Nm键6受到的转距键的材料为钢,轻微冲击,为100120Mp,取=110 Mp键的校核公式:(k=0.5h l=L-b d为轴的直径)所以:校核第一个键:校核第二个键:校核第三个键:校核第四个键:校核第五个键:校核第六个键:由此可得六键均合格。第七节 轴承的润滑及密封 根据轴颈的圆周速度,轴承可以用润滑脂和润滑油润滑,由于齿轮的转速根据以知是大于2m/s,所以润滑可以靠机体的飞溅直接润滑轴承。或引导飞溅在机体内壁上的油经机体泊分面上的油狗流到轴承进行润滑,这时必须在端盖上开槽。如果用润滑脂润滑轴承时,应在轴承旁加挡油板以防止润滑脂流失。并且在输入轴和输出轴的外伸处,都必须密封。以防止润滑油外漏以及灰尘水汽及其它杂质进入机体内。密封形式很多,密封效果和密封形式有关,通常用橡胶密封效果较好,一般圆周速度在5m/s以下选用半粗羊毛毡封油圈。第八节. 箱体结构的设计计算已知:中心距 a=178mm1、机座壁厚 考虑铸造工艺,所有壁厚都不应小于8mm,故取=8mm2、机盖壁厚 取=8mm3、机座凸缘厚度4、机盖凸缘厚度5、机座底凸缘厚度6、地脚螺钉直径 取=16mm。由机械设计手册上查的标准件内六角圆柱头螺钉 其螺纹规格d 为M(16)7、地脚螺钉数目因为, 所以n=48、轴承旁连接螺栓直径;取mm。查的标准件六角头螺栓C级 其螺纹规格 d为M(12)9、机盖与机座连接螺栓直径查的标准件六角头螺栓C级 其螺纹规格 d为M(8)10、连接螺栓的间距,取11、轴承盖螺钉直径查得标准件内六角圆柱头螺钉,其螺纹规格为M(8)12、窥视孔盖螺钉直径查的标准件内六角圆柱头螺钉 其螺纹规格d 为M(6)13、定位销直径查的标准件内六角圆柱头螺钉 其螺纹规格d 为M(6)14、至外机壁距离有表4得15、至凸缘边缘距离同样取16、轴承旁凸台半径17、外机壁至轴承座端面距离18、大齿轮顶圆与内机壁的距离 取=10mm19、齿轮端面与内机壁的距离 取20、机盖、机座肋厚取21、轴承端盖凸缘厚度取t=10mm22、外机壁至轴承座端面距离23、轴承端面外径24、轴承旁联接螺栓距离第九节 设计结果1. 最终实际传动比 i高速级齿轮低速级齿轮2.942. 各轴转速n(r/min)(r/min)(r/min)1390479.311203. 各轴输入功率 P(kW)(kW)(kW)0.0.2470.0.2350.2334. 各轴输入转矩 T(kNm)(kNm)(kNm)1.734.7820.105. 键的尺寸参数键 b (单位 mm) h (单位 mm) L (单位 mm)1552528732366324663258732655326高、低速级齿轮参数(单位 mm)名称高速级低速级中心距a(mm)78100摸数 (mm)22齿数20205880分度圆直径(mm)4040(mm)116160齿顶圆直径(mm)4444(mm)120164齿根圆直径(mm)3535(mm)111155齿宽(mm)4242(mm)4040齿轮等级精度88材料及热处理20CrMnTi,齿面渗碳淬火,齿面硬度5862HRC45钢,调质后淬火,齿面硬度4050HRC 7.轴承的代号及尺寸参数轴承轴承尺寸代号高速级轴承6004中间轴轴承6003低速级轴承6005第十节、设计小结经过十几天的艰苦奋战,我终于完成了本次机械设计基础课程设计的任务。回头看看这十几天的生活,感触颇深。通过课程设计,我不但再次熟悉了本学期学过的内容,而且还通过机械设计、机械设计课程设计指导书等参考书目等查阅学到了许多没有学到过的知识,在很大程度上扩大了我们的认知范围,巩固了以前的知识。更为重要的是本次课程设计在一定程度上也培养了我们的耐心和毅力以及团结合作的精神,以及设计能力。 机械课程设计是从理论的对减速器进行设计,使我们更加了解了他的结构。并丛冢掌握了一定的设计技巧。庆幸自己终于认真独立地做了一次全面的机械设计,真的,从中学到了很多很容易被忽视的问题、知识点,甚至还培养了自己的耐心细心用心的性格。从一页页复习课本,一次次计算数据,一遍遍修改草图,一遍遍打印装配图,这些都是我从来未曾独立做过的。确定电动机传动方案迫使我复习控制电机,选择联轴器又费了番功夫,轴和齿轮更使我翻烂了机械设计。最后,感谢老师耐心地指导!参考文献1机械设计课程设计指导书(第二版) 高等教育出版社 作者:罗圣国等2机械设计基础 高等教育出版社 主编:陈立德3机械设计(第七版) 高等教育出版社 主编:纪名刚4机械设计手册(软件版)5. 机械传动设计手册31编号无锡太湖学院毕业设计(论文)相关资料题目:单级减速机箱体和箱盖工艺工装设计 机电 系 机械工程及自动化专业学 号: 0923199学生姓名: 张亚东 指导教师: 鲍虹苏(职称:高工 ) (职称: )2013年5月25日目 录一、毕业设计(论文)开题报告二、毕业设计(论文)外文资料翻译及原文三、学生“毕业论文(论文)计划、进度、检查及落实表”四、实习鉴定表无锡太湖学院毕业设计(论文)开题报告题目:单级减速机箱体和箱盖工艺工装设计 信机 系 机械工程及自动化专业学 号: 0923199 学生姓名: 张亚东 指导教师: 鲍虹苏 ( 职称:高工) (职称: )2012年11月24日 课题来源机械制造业是一个国家最基础的行业,也决定了一个国家制造业的整体水平现在中国已经是一个制造大国,中国的制造业规模已经达到世界第四位,仅次于美国、日本和德国。研究内容本设计是针对减速机箱体工艺的制作,主要研究的是减速机箱盖的工艺过程、减速机的底座的工艺过程、减速机箱体合装后的工艺过程以及对该技术的测试和其实用性的研究。并由此做出了对现行的减速机的箱体的改造和进一步的完善。在这次的箱体工艺制造中,对一些主要程序比如说结合面联接孔、钻顶面螺纹底孔、攻螺纹、钻侧面测油孔、放油孔、螺纹底孔、沉孔、攻螺纹 等的研究。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析设计任务1) 设计一个中等复杂的零件的加工工艺规程;2) 设计一个专用夹具;3) 编写设计说明书。根据设计任务做出减速机箱的基本设计任务1)绘制零件工件图一张;2)绘制毛坯零件合图一张;3)编制机械加工工艺规程卡片一套;4)编写设计说明书一份;5)收集和研究原始资料,为夹具结构设计做好技术准备。6)初步拟定夹具结构方案,绘制夹具结构草图,进行必要的理论计算和分析。选择最佳的夹具结构方案,确定夹具精度和夹具总图尺寸、公差配合与技术要求。7) 绘制夹具总图和主要非标准件零件图,编写设计说明书。8)编制夹具特殊使用维护、操作、制造方面的说明或技术要求。研究计划及预期成果研究计划:2012年11月12日-2012年12月25日:按照任务书要求查阅论文相关参考资料,填写毕业设计开题报告书。2013年1月11日-2013年3月5日:填写毕业实习报告。2013年3月8日-2013年3月14日:按照要求修改毕业设计开题报告。2013年3月15日-2013年3月21日:学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料。2013年3月22日-2013年4月11日:设计减速机箱体和箱盖的结构并画出相关草图2013年4月12日-2013年4月25日:完善设计所需的各种零件图、夹具图,并对设计的所有数据进行整理,做好撰写毕业论文的准备。2013年4月26日-2013年5月20日:毕业论文撰写和修改工作。预期成果:机械制造技术设计是培养机械工程类专业学生应职应岗能力的重要实践性教学环节,它要求学生能全面综合地运用所学的理论和实践知识,进行零件机械加工工艺规程和工艺装备的设计。其基本目的是:1) 培养工程意识。2) 训练基本技能。3) 培养质量意识。4) 培养规范意识。特色或创新之处1、 设计了一副可以多方面加工的夹具,减少了原材料的应用和所需的工时。2、 设计了多种加工方案,并对其比较,选出最佳方案。已具备的条件和尚需解决的问题1、一是对镗床的不熟悉,二是在公差与配合方面的知识所学较少。2、学院图书馆相关资料有限,并且很多资料不外借处学校,设计此项目任务重工作量大物力条件有限以及经济上的原因造成难以落实原材料加工出成品3、经过努力,设计达到了预想的成功,由于条件的限制没能加工出成品,但对于我自己来说已经学到了不少东西。指导教师意见 指导教师签名:2011年 11 月 20 日教研室(学科组、研究所)意见 教研室主任签名: 年 月 日系意见 主管领导签名: 年 月 日英文原文Mineral product monorail reduction gear synopsisFirst:what is reducerReducer is a dynamic communication agencies, the use of gear speed converters, motor rotational speed reducer to the Rotary to be few, and have greater torque institutions. The reducer role 1) velocity at the same time increase the output torque, torque output ratio by motor output by slowdown, but the attention should be paid to exceed the rated torque reducer. 2) the speed at the same time reduce the inertia load, the inertia of deceleration than reduced to the square. We can look at the General Motors has a value of inertia. The type of reducer General helical gear reducer has reducer (including parallel shaft helical gear reducer, a worm reducer, bevel gear reducer, etc.), planetary gear reducer, Cycloid reducer, a worm reducer, a planetary friction CVT mechanical machines. Common reducer 1) worm reducer is the main characteristics of a reverse self-locking function, can be larger than a slowdown, input shaft and output shaft axis is not the same, nor in the same plane. But generally larger, transmission efficiency is not high, the accuracy is not high. 2) Harmonic Harmonic Drive reducer is controllable using flexible components to transfer elastic deformation and dynamic movement, not volume, high precision, but the disadvantage is that flexible wheel limited life, impatient shocks, rigidity and pieces of metal relatively poor. Not too high speed input. 3) planetary reducer its comparative advantage is compact structure, the return gap small, high precision, and have a long life span rated output torque can be done great. However, a price slightly expensive, the requirements of parts before assembly 1. Rolling cleaning with gasoline, kerosene other parts cleaning. All parts and Xiangbenna not allowed to have any impurities exist. Gear box and the inner wall (Worm), unprocessed surface has not been coated twice erosion-resistant oil paint, box has the outer surface coated primer and paint color (color requested by host). 2. Parts coated with a face wash after lubricants Second, the requirements of installation and adjustment 1. Rolling installation Rolling bearing inner ring should be installed at the shaft shoulder close to gap must not pass 0.05 mm thick Cypriot feet. 2. Bearing axial clearance of the clearance can not be adjusted bearings (such as deep groove ball bearings), axial clearance of 0.25 to 0.4 mm; the clearance adjustable bearing axial clearance numerical table. Click Tapered Roller Bearings axial clearance; angular contact ball bearing axial clearance 3. Gear (Worm) meshing tooth space available Cypriot side foot of lead or pressure. Will be lead wire on the alveolar, and then turning gear and squash lead wire, measuring two teeth side was crushed lead wire thickness and the size of which is adjacent teeth. 4. Tooth contact dot cylinder gear tooth contact Dot 2-10-4; bevel gear tooth contact Dot 2-11-4; Gearing contact Dot 2-12-4 Third, seal requirements 1. Box partition between the surface does not allow any pads filled, but can be coated or water glass sealant to ensure that the seal; 2. Assembly, the bolt tightening box, before using 0.05 mm Cypriot-foot inspection Covers Block with me and between the sealing surface; 3. Shaft seal should stretch to smear grease. The seal should be installed in strict accordance with the requirements Forth, lubrication requirements 1. Rationally determine the types of lubricants and greases and grades 2. Bearing lubrication fat, grease filled in the general Fatliquor space can be 1 / 2 to 2 / 3. 3. Lubricants should be regularly replaced, the new reducer used for the first time, the operation of oil-7 14 days, according to the situation can be after every 3 to 6 months for first oil. Fifth, the test requirements 1. Empty operation: at rated speed is, anti-running 1 to 2 hours; 2. Load test: at rated speed, rated load operation, the oil temperature balance to date. On the gear reducer, requested the pool temperature is not more than 35 oC, bearing temperature rise no more than 40 oC; the worm reducer, requested the pool temperature not more than 60 oC, bearing temperature of not more than 50 oC; 3. Entire testing process for the smooth operation, noise, not loosening the fixed link, sealed, not with the Sixth, packaging and transportation requirements 1. Protruding shaft and its annex should Oiler packaging; 2. Handling, lifting may not use screw rings and lug all of the above technical requirements are not necessarily listed, and sometimes also by other projects, mainly by the specific design requirements. Seventh. Technical requirements 1. Assembly, all parts cleaning with kerosene, gasoline Rolling cleansing, while the existence of any debris. Oil is not painted wall corrosion coatings twice; 2. Backlash with lead wire mesh test of not less than 0.16 mm, lead wire Backlash may not exceed the smallest of the four times; 3. Used Tu-color dot test. Tooth high point of contact by not less than 40% of contact spots on teeth not less than 50 per cent. Can be used when necessary, grinding or scraping after grinding to improve contacts; 4. Bearing axial clearance should be adjusted: 40 0.05 - 0.1 mm, 55 0.08 - 0.15 mm; 5. Test reducer subdivision surface, the contact surface and seal, oil spills are not allowed. Split-Tu allowed to paint or water glass seal and allow the use of any filler; 6. Engine lubricants to the contents N100 provisions height;Below I introduce our country reduction gear the development present situation First, the domestic reduction gear many by the gear drive, the worm drive primarily, but has the power and the load ratio generally is small, or velocity ratio great and mechanical efficiency excessively low question.Moreover, in the material quality and the technological level also has many weakness, the large-scale reduction gear question is specially more prominent, the service life is not long.The domestic use large-scale reduction gear (above 500kw), many from overseas (for example Denmark, Germany and so on) imports The 60s start few tooth reduction gears and so on difference transmission, cycloid pin gear transmission, overtone transmission which produces has the velocity ratio to be big, volume small, mechanical efficiency higher merit? .But its transmission theory limit, cannot transmit the oversized power, the power all must be smaller than generally 40kw. Because in the transmission theoretically, the technological level and the material quality aspect has not broken through, therefore, has not been able fundamentally to solve the transmission power in a big way, the velocity ratio big, the volume small, the weight light, mechanical efficiency higher these requests basically.The 90s initial period, the home appears three links (gear) the reduction gear, is one kind of outside stable motion gear drive reduction gear, it may realize the great velocity ratio, transmission load ability is also big. Its volume and the weight are all lighter than the dead axle speed reducer gear, the structure is simple, the efficiency is also high.Because this reduction gear three axle parallel structure, therefore caused the power/volume (or weight) the ratio is still small.Also its input axis and the output shaft on the identical spool thread, this do not have in the use many inconveniently. Not only Beijing Institute of Technology develops in successful stable motion speed reducer gear to have outside three link reduction gear merit, but also has the big power/weight (or volume) the ratio, as well as the input axis and the output shaft on identical spool thread merit, is at the domestic leading position.The home has the minority college and the factory and mining enterprise does the research work to in stable motion gear drive certain principles, has published some research paper, in has done some work using the cycloidal tooth crop rotation stable motion reduction gear.Second, the stable motion speed reducer gear principle of work synopsis, the stable motion speed reducer gear is refers to in a counter gear transmission, a gear in the stable motion generator actuation mean plane parallel motion, meshing through tooth profile between, actuates another tooth crop rotation dead axle to decelerate the rotation, the realization reduction gear function.The stable motion generator may use the parallelogram organization, either sine organization or cross slide organization.This achievement uses the parallelogram organization to take the stable motion generator. The stable motion generator may be the hypothesized use parallelogram organization, also may be the entity use parallelogram organization.Has the practical value stable motion gear mechanism for in counter gear organization, therefore may divide into the internal tooth crop rotation stable motion movement and the external tooth crop rotation stable motion movement two kind of situations.Outside the stable motion gear reduction organization, its internal tooth crop rotation stable motion movement, actuates the external gear and makes the deceleration rotation output.This organization also calls three links (gear) the reduction gear. As a result of the internal tooth crop rotation stable motion, two crank centers establish outside the annular gear tooth ring, therefore its size is not compact, cannot solve the volume major problem.? In stable motion gear reduction, its external tooth crop rotation stable motion movement, actuation internal tooth crop rotation deceleration rotation output.As a result of the external tooth crop rotation stable motion, two crank centers can establish in the external gear tooth ring, reduced the organization overall size greatly. Because in stable motion gear mechanism transmission efficiency high, volume small, input output coaxial line, therefore by widespread application prospect.Third, this project technical characteristic and key technologies? 1. this project technical characteristics, in this new stable motion speed reducer gear and domestic and foreign had the speed reducer gear compares, has the following characteristic: (1) velocity ratio scope is big, gets up from I=10, may reach most greatly several thousand.If manufactures the great velocity ratio the reduction gear, then demonstrates this reduction gear the merit.(2) transmission power scope is big: And may connect a body manufacture with the electric motor. (3) structure simple, the volume small, the weight is light.Reduces about 1/3 compared to the existing speed reducer gear.(4) mechanical efficiency is high.95 (5) this reduction gear input axis and the output shaft are on the identical spool thread.This reduction gear see Table 1 with other reduction gear performance comparison. Because lacks the data, various reduction gears power/load ratio which in the table arranges in order is most superior.? Table 1? Each kind of reduction gear comparison model power (kw) reduction gear ratio quality (kg) QI-450? 93 31.5 1820 ZSY-250? 95 31.5 540 NGW-92 88.1 31.5 577 SEW (Germany)? 90 28.61 1300 NP-100? 100 30 400 Note: NP-100 is in the stable motion speed reducer gear, the SEW reduction gear quality contains the electrical machinery.2. this project key technologies? May know by Figure 2, in “stable motion speed reducer gear is by annular gear Z2, external gear Z1 and the parallelogram organization combination becomes.Its transmission principle is: The electrical machinery input rotary motion, the external tooth crop rotation parallel migration, its center of circle path is a circle, makes the dead axle rotation with it meshing annular gear. Because external tooth crop rotation parallel migration, therefore name stable motion gear mechanism.The gear parallel migration needs to have the auxiliary body help realization, may use (612) to sell the axis, the roller takes the hypothesized auxiliary stable motion organization, also may use the eccentric shaft to take the entity auxiliary stable motion organization.In the stable motion speed reducer gear key technologies and the essential craft are the composition parallelogram component size computation and the request processing precision, the gear teeth main parameter choice. These factors will all affect the transmission ability and the transmission quality.Overall speaking, the group cost reduction gear various spare parts all request to have the high precision, they will be deciding the reduction gear overall transmis3. this project survey this project has obtained the Chinese practical new patent, the patent number: ZL95227767.0? .? This project trial produced the first prototype from 1995 (power 2.5kW, after velocity ratio I=32), with some factory and mine cooperation, has one after another designed following several kind of different powers, the different velocity ratio reduction gear.(1) electrically operated on rollers gate uses the reduction gear, power 550W, velocity ratio I=26, is united as one body with the electrical machinery.sion quality. (2) mixer uses the reduction gear, power 370W, velocity ratio I=17.(3) some military goods use two kind of reduction gears, one kind of power 370W, velocity ratio I=23.5; Another kind of power 370W, velocity ratio I=103 two level of transmission reduction gear.(4) steel mill large package rotary abutment reduction gear, power 7.5kw, velocity ratio I=64.(5) steel mill table reduction gear, power 7.5kw, transmission I=11. In this patent foundation, has developed one kind of new ultra-large reduction gear, the power may reach 1000kw, at present is developing subminiature (outlook size for a millimeter level) miniature reduction gear. Graduation design task First, a design Monorail Driver Design reducer Second, the design of the original data 1 Monorail drive reducer Power Rating: 7.5 KW; 2 Monorail reducer drive the total transmission ratio: 15 around; 3 Monorail reducer drive car driven by the side of the output shaft from the race distance of not more than 200 mm; 4 Monorail reducer drive the total length of less than 420 mm, the width is not more than 450 mm and the total height of not more than 690 mm; Third, the equipment and the working environment This can be used to mine underground, open-air, dust, humidity, air quality, bad comparison bad work environment, and the operational requirements of a safe space. Fourth, the design requirements To meet the application requirements under the premise that the minimum cost of manufacturing. From the following aspects considered; (L) to streamline the shape of each parts, machinery simple structure; (2) merge the functions of spare parts, reducing the types or quantities of spare parts; (3) Application of the new structure, new technology, new materials, product reliability; (4) decomposition components, its assembly, the assembly of the most simple structure; (5) similar to parts of the division; (6) standards for similar products by product serial number sequence analysis; (7) The realization of the common parts of the product and standardization. (8) assembly equipment design a map (0), the Six Parts (3), the design specification of a (not less than 30,000 words), and the design of technical and economic analysis.中文译文一、 什么是减速器减速器是一种动力传达机构,利用齿轮的速度转换器,将马达的回转数减速到所要的回转数,并得到较大转矩的机构。1、减速器的作用 1)降速同时提高输出扭矩,扭矩输出比例按电机输出乘减速比,但要注意不能超出减速器额定扭矩。 2) 减速同時降低了负载的惯量,惯量的减少为减速比的平方。大家可以看一下一般电机都有一个惯量数值。2、减速器的种类 一般的减速器有斜齿轮减速器(包括平行轴斜齿轮减速器、蜗轮减速器、锥齿轮减速器等等)、行星齿轮减速器、摆线针轮减速器、蜗轮蜗杆减速器、行星摩擦式机械无级变速机等等。3、常见减速器 1) 蜗轮蜗杆减速器的主要特点是具有反向自锁功能,可以有较大的减速比,输入轴和输出轴不在同一轴线上,也不在同一平面上。但是一般体积较大,传动效率不高,精度不高。 2) 谐波减速器的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的,体积不大、精度很高,但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击,刚性与金属件相比较差。输入转速不能太高。 3) 行星减速器其优点是结构比较紧凑,回程间隙小、精度较高,使用寿命很长,额定输出扭矩可以做的很大。但价格略贵一、对装配前零件的要求 :1.滚动轴承用汽油清洗,其他零件用煤油清洗。所有零件和箱体内不许有任何杂质存在。箱体内壁和齿轮(蜗轮)等未加工表面先后涂两次不被机油侵蚀的耐油漆,箱体外表面先后涂底漆和颜色油漆(按主机要求配色)。 2.零件配合面洗净后涂以润滑油二、安装和调整的要求 1.滚动轴承的安装滚动轴承安装时轴承内圈应紧贴轴肩,要求缝隙不得通过0.05mm 厚的塞尺。 2.轴承轴向游隙对游隙不可调整的轴承(如深沟球轴承),其轴向游隙为0.250.4mm;对游隙可调整的轴承轴向游隙数值见表。点击查看圆锥滚子轴承轴向游隙;角接触球轴承轴向游隙 3.齿轮(蜗轮)啮合的齿侧间隙可用塞尺或压铅法。即将铅丝放在齿槽上,然后转动齿轮而压扁铅丝,测量两齿侧被压扁铅丝厚度之和即为齿侧的大小。 4.齿面接触斑点圆柱齿轮齿面接触斑点2-10-4;圆锥齿轮齿面接触斑点2-11-4;蜗杆传动接触斑点2-12-4 三、密封要求 1.箱体剖分面之间不允许填任何垫片,但可以涂密封胶或水玻璃以保证密封; 2.装配时,在拧紧箱体螺栓前,应使用0.05mm的塞尺检查箱盖和箱座结合面之间的密封性; 3.轴伸密封处应涂以润滑脂。各密封装置应严格按要求安装四、润滑要求 1.合理确定润滑油和润滑脂类型和牌号 2.轴承脂润滑时,润滑脂的填充量一般为可加脂空间的1/22/3。 3.润滑油应定期更换,新减速器第一次使用时,运转714天后换油,以后可以根据情况每隔36个月换一次油。五、试验要求 1.空载运转:在额定转速下正、反运转12小时; 2.负荷试验:在额定转速、额定负荷下运转,至油温平衡为止。对齿轮减速器,要求油池温升不超过35oC,轴承温升不超过40oC;对蜗杆减速器,要求油池温升不超过60oC,轴承温升不超过50oC; 3.全部试验过程中,要求运转平稳,噪声小,联接固定处不松动,各密封、结合处不 六、包装和运输要求 1.外伸轴及其附件应涂油包装; 2.搬运、起吊时不得使用吊环螺钉及吊耳以上技术要求不一定全部列出,有时还需另增项目,主要由设计的具体要求而定。七、技术要求 1.装配前,所有零件用煤油清洗,滚动轴承用汽油清洗,不许有任何杂物存在。内壁涂上不被机油腐蚀的涂料两次; 2.啮合侧隙用铅丝检验不小于0.16mm,铅丝不得大于最小侧隙的4倍; 3.用涂色法检验斑点。按齿高接触点不小于40%;按齿长接触斑点不小于50%。必要时可用研磨或刮后研磨以便改善接触情况; 4.应调整轴承轴向间隙:40为0.05-0.1mm,55为0.08-0.15mm; 5.检验减速器剖分面、各接触面及密封处,均不许漏油。剖分面允许涂以密封油漆或水玻璃,不允许使用任何填料; 6.机座内装N100润滑油至规定高度。八、下面我介绍我国减速器的发展现状(一)、国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主,但普遍存在着功率与重量比小,或者传动比大而机械效率过低的问题。另外,材料品质和工艺水平上还有许多弱点,特别是大型的减速器问题更突出,使用寿命不长。国内使用的大型减速器(500kw以上),多从国外(如丹麦、德国等)进口。60年代开始生产的少齿差传动、摆线针轮传动、谐波传动等减速器具有传动比大,体积小、机械效率高等优点?。但受其传动的理论的限制,不能传递过大的功率,功率一般都要小于40kw。由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破,因此,没能从根本上解决传递功率大、传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等这些基本要求
收藏