矿用绞车总体设计【JH-8型回柱绞车】
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1 2 前言 .7 1 概论 .8 1.1 绞车的发展 .8 1.1.1 我国绞车的发展 .8 1.1.2 国外绞车的发展 .8 1.1.3 国内外水平对比 .9 1.1.4 总体发展趋势 .9 1.1.5“矿用绞车总体设计 ”设计思路 .10 2 绞车的主要技术参数的设计与计算 .12 2.1 设计的原始参数 .12 2.1.1 电动机的选用 .12 3 总体方案设计 .14 3.1 设计条件 .14 3.2 总体方案的初步拟定 .14 3.3 主要组成部分 .15 4 机械传动系统方案设计 .16 4.1 计算传动装置总传动比和分级传动比 .18 4.1.1 传动装置总传动比 .18 4.1.2 分配各级传动比 .18 4.2 传动装置的运动和动力参数 .19 4.2.1 各轴转速 .19 4.2.2 各轴输入功率 .19 4.2.3 各轴转矩 .19 4.3 高速级传动件设计 .20 4.3.1 选择蜗杆传动类型 .20 4.3.2 选择材料 .20 4.3.3 蜗轮蜗杆设计 .20 4.4 低速级传动件设计 .24 4.4.1 选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数 .24 4.4.2 按齿面接触疲劳强度设计 .25 4.4.3 计算 .26 4.4.4 安齿根弯曲强度设计 .27 4.4.5 设计计算 .28 4.4.6 几何尺寸计算 .29 4.7 高速轴设计(蜗杆轴) .30 4.7.1 轴的材料选择 .30 4.7.2 求作用在蜗杆上的力 .30 4.7.3 初步确定轴的最小直径 .30 4.7.4 轴的校核 .31 3 4.8 中间轴的设计(蜗轮齿轮轴) .34 4.8.1 轴的材料选择 .34 4.8.2 求作用在蜗轮和齿轮上的力 .34 4.8.3 初步估算轴的最小直径 .34 4.8.4 轴的校核 .35 4.9 低速轴的设计 .36 4.9.1 轴的材料选择 .36 4.9.2 求作用在大齿轮上的力 .36 4.9.3 初步确定轴的最小直径 .36 4.9.4 轴的校核 .37 4.9.5 按弯曲合成应力校核轴的强度 .38 4.9.6 按弯曲合成应力校核轴的强度 .38 5 主要部件的选型与结构设计 .40 5.1 制动器的选择 .40 5.1.1 常用绞车制动闸的形式 .40 5.1.2 绞车上应有的安全装置 .40 5.1.3 回柱绞车制动器的作用 .41 5.1.4 制动器的选用和设计 .42 5.2 滚筒的设计 .43 5.2.1 滚筒材料 .43 5.2.2 滚筒的功能 .43 5.2.3 滚筒结构 .43 5.3 轴承支架的设计 .44 6 使用与维护 .47 6.1 回柱绞车的操作要求 .47 6.2 开车前必须认真检查 .47 6.3 运行中必须注意 .47 6.4 钢丝绳断丝原因分析 .48 6.4.1 钢丝绳间断断丝 .48 6.4.2 钢丝绳连续断丝 .48 6.5 绞车的安装操作 .48 6.6 后移 .49 6.7 维护与检修 .50 小结 .51 致 谢 .52 参考文献 .53 4 5 矿用绞车总体设计 摘要 回柱绞车又称慢速绞车,它是能拆除和回收回踩工作面顶柱的一 种机械。牵引力大和牵引速度慢是回柱绞车的主要性能要求。随着机械 化采煤程度的提高,他越来越多的被应用于机械化采煤工作面,作为安 装、回收牵引各种设备备件之用。随着绞的发展趋势向标准化系列方向 发展;向体积小、重量轻、结构紧凑方向发展;向高效节能寿命长低噪 音一机多能通用化大功率外形简单平滑美观大方方向展回柱绞车也有了 相应的改进,矿用绞车总体设计借鉴 JH-8 回柱绞车和 JT0.86 提升绞 车的参数结构力求达到这一目标。 关键词回 回柱绞车 提升绞车 改进 Abstract Prop-pulling hoist and says slow winch, it is can dismantle and back to back working on a mechanical spots. Traction and slow speed is prop-pulling hoist traction main performance requirements. With the mining mechanization degree rise, more and more be used in mechanized coal face, as installation, recycling of all kinds of equipment and spare parts with traction. Along with the development trend of the ground to the standardized series development direction; To small volume, light weight, compact structure direction; To the high efficiency and energy saving life long low noise, high power universal machine appearance is beautiful and simple smooth direction exhibition prop-pulling hoist also had 6 the corresponding improvement, mine hoist overall design reference JH-8 prop-pulling hoist and JT0.8 x 6 of the parameters of the hoist structure strive to achieve the this goal. Keyword Prop-pulling hoist hoist improvement 7 前言 毕业设计是我们在大学里的最后一次综合能力的训练,他让我们对 大学里所学过的课程譬如机械零件、机械原理、材料力学、矿山机械机 械设计学等进行离一次全面的了解和加深。四年的大学生活马上就要结 束了,在离开学校走上工作岗位之前,毕业设计是对我们的一个考验, 这既考察了我们大学四年里对知识的全面掌握程度,又考察了我们的实 际应用能力以及解决种种困难时的心态问题! 在以前的学习过程中我们做过了许多次课程设计,完成过几份图纸,但 这次完全使用电脑制图、完成设计对我们还是第一次。因此,这也锻炼 了我们对制图查资料、电脑制图的应用和熟练程度。为我们在以后在工 作岗位上能够更加驾轻就熟打下基础,做好铺垫! 机械行业是一个由许多专业组成的,技术性很强的,需要紧密配合 的系统工程。是促进我国发展的生命线。而目前,我国的机械行业在世 界之林中还尚处于落后的地位。因此,需要我们把握时代的的主流,为 国家为社会做出贡献! 8 1 概论 1.1 绞车的发展 1.1.1 我国绞车的发展 我国的绞车主要经历了仿制、自行设计两个阶段。解放初期使用 的产品主要来自日本与苏联,1958 年以后,这些产品相继被淘汰,并 对苏联绞车进行了改进,于 1964 年进入自行设计阶段。淮南煤机厂曾 设计了摆线齿轮绞车和少齿差传动绞车,徐州矿山设备制造厂也曾设计 制造了摆线和行星齿轮传动绞车,一些厂家还试制了 25kw 的调度绞车。 目前,矿用小绞车已经在标准化方面得到了相应的发展,于 1982 年, 对以前指定的标准进行了修改。 1.1.2 国外绞车的发展 国外矿用小绞车使用很普遍,生产厂家也很多。美国、日本、瑞 典等国家都制造了矿用小绞车,而且国外矿用小绞车种类、规格较多, 比如调度绞车牵引力以 100kgf 到 3600kgf,动力有电动的、液力的、 风动的。工作机构有单筒、双筒、摩擦式。传动形式有皮带传动、链式 传动、齿轮传动、涡轮传动、液压传动、行星轮传动、摆线齿轮传动等。 其中采用行星轮传动的比较多。发展趋势是向着标准化系列化,向着体 积小、重量轻、结构紧凑方向发展,向着高效、节能、寿命长、低噪音、 一机多能通用化、大功率、外形简单、平滑、美观、大方方向发展的。 9 1.1.3 国内外水平对比 (1)品种 国外矿用绞车的规格较多,适用于不同场合,我国的矿用绞车 规格较少品种型号多,也较繁琐,标准化程度不够高。 (2)形式 从工作机构上分,国外有单筒、双筒、摩擦式,而我国则较少。从 原动力上分,国外有电动的、风动的、液压驱动的。我国只有少量的电 动和风动的。但近几年有了较大程度的发展。 (3)结构 我国及国外的调度绞车大多数采用行星齿轮传动,其传动结构简 单,使用方便,但牵引力过小,特别是上山、下山很难实现较大的设备 搬运工作。随着采煤的机械化发展,综采设备的频繁搬迁,绞车也得到 了相应的发展。使得绞车还需要具备快速回绳的功能。 (4)产品性能 主要寿命、噪音、可靠性、等综合指标与国外还有一定差距。 (5)三化水平 虽然我国的矿用绞车参数系列化方面水平优于国外,但标准化和 通用化方面还远不如发达的机械制造国。 (6)技术经济指标 我国的矿用绞车技术经济指标与国外特别是与美国等机械发达的 国家还有一定差距。 1.1.4 总体发展趋势 纵观国内外矿用绞车的发展情况,其发展趋势有以下几点: (1)向着标准化系列化方向发展 10 使各制造公司都有自己的产品系列型谱,在这些型谱中,对绞车的 性能、参数作进一步的明确规定,并强力推行实施,给设计、制造、使 用、维护带来极大的方便。 (2)向体积小、重量轻结、构紧凑方向发展 力求将绞车的运动及传动装置、工作滚筒、制动装置部分底座等主 要部件综合在一个系统中并加以统筹布局,充分利用空间,提高紧凑程 度,做好外形封闭。 (3)向高效节能的方向发展 选取最佳参数,最大限度提高产品功能,采用合理的制造精度, 提高生产效率。向寿命长、低噪音的方向发展,使综合性能指标得到提 高。 (4)向一机多能化、通用化方向发展; (5)向大功率的方向发展; (6)向外形简单、平滑、美观、大方、方向发展。 1.1.5“矿用绞车总体设计”设计思路 我所做的毕业设计题目是“矿用绞车总体设计” ,根据实际情况结 合网上搜到的资料,借鉴矿用回柱绞车的结构布局和 JT0.80.6 型提 升绞车的滚筒技术参数(滚筒直径为 800mm 宽度为 600mm)进行设计改 良。回柱绞车的结构有如下特点: (1)传动系统都有一级减速比很大的蜗轮蜗杆传动,皆具备自锁功 能,不会发生下故重物拉动滚筒旋转情况。 (2)具有整体结构,便于移动和安装,甚至可以用回柱绞车牵引力 来牵引绞车本身移动。 (3)总传动比大(i150230),能在电动机功率较小时,获得较大 11 的牵引力。 (4)因蜗轮蜗杆传动效率低,易造成发热和温升过高,所以必须重视 润滑和维护。 (5)有的在电动机联轴器上装有手动制动闸,有的在蜗轮减速器输 出轴上装有活动齿轮和锥形摩擦制动器,使回柱绞车可以按信号准确停 位,并能从滚筒上自由放绳(不受蜗杆传动自锁影响),且可控制放绳速 度,防止松绳和乱绳。 (6)电气控制装置较简单,皆具备隔爆性能,可用于有瓦斯、煤尘 的环境场所。 12 2 绞车的主要技术参数的设计与计算 2.1 设计的原始参数 表 1-1 绞车的主要技术参数 滚筒直径 mm 滚筒个数 绳速 m/s 电动机功率 额定转速 r/min 800 1 60 37 1500 2.1.1 电动机的选用 (1)电动机类型和结构型式 回柱绞车主要用于井下回收支柱用,为防止瓦斯、粉尘等有害气体 引起爆炸,故绞车的电动机需要选用矿用防爆电机.防爆电机的选型原则 是安全可靠、经济合理、维护方便,同其它的防爆电气设备一样应根据 危险场所的类别和区域等级以及在该场所存在的爆炸性混合物的级别、 组别来选用.在这里我们选用 YB 系列防爆型三相异步电动机.结构为封 闭卧式结构. (2)传动装置的总效率 4321A 式中为从电动机到绳筒之间各传动机构和轴承的效率,由表查的滚 13 动轴承 0.99,蜗杆传动 0.8,圆柱齿轮传动 0.97,弹性 联轴器 0.99,绳筒滑动轴承 0.96 则 20.897.0.96.78 (3)电动机额定功率 根据原始数据选取电动机的额定功率 KWPed3 (4)电动机的转速 因为是在井下工作,要考虑到其安全可靠性,所以选用防爆电机,即 YB 系列防爆三相异步电机,同步转速为 1500m/min,满载时转速为 1480r/min. 14 3 总体方案设计 3.1 设计条件 (1)机器用途:煤矿井下回收支柱用的慢速绞车; (2)工作情况:工作稳定、平稳,间歇工作(工作与停歇时间比为 1:2),绳筒转向定期变换; (3)运动要求:绞车绳筒转速误差不超过 8%; (4)工作能力:储备余量 10%; 3.2 总体方案的初步拟定 根据设计要求,所给原始数据,经过对回柱绞车常用型号的传动方 式比较,最后选用一级为蜗杆传动,一级齿轮传动的传动方式.其传动结 构图如图 1-1 所示。该结构简单,而且占用的空间小,适合井下狭窄空间.第 一级采用蜗杆机构,也符合回柱绞车传动比大的要求,所以经过比较,最 终我选择此种传动方案. 15 图 1-1 JH-8 回柱绞车的结构简图 3.3 主要组成部分 JH-8 型回柱绞车由电动机,圆弧面蜗杆蜗轮减速器,卷筒,底盘 五大部分组成。其传动原理是:动力由电动机通过一对联轴器传动圆弧 面蜗杆、蜗轮,由蜗轮轴上的小齿轮经中间过桥齿轮传动大齿轮,大齿 轮带动卷筒,卷筒引钢丝绳进行工作。这个设计借鉴 JH-8 性回柱绞车 的结构设计:但取消了过桥齿轮,小齿轮通过与大齿轮啮合将动力传到 大齿轮,大齿轮所在的轴通过一对联轴器与滚筒相连将动力传到滚筒。 16 4 机械传动系统方案设计 根据机械器的工艺性能、结构要求、空间位置和总传动比等条件选 择机械传动系统所需的传动类型,并拟定从动力机到工作机构之间机械 传动系统的设计方案和总体布置。 一般情况下,尽管动力机的输出功率满足工作机构的要求,但输出 的转速、扭矩或运动形式很难符合工作机构的需要,这时就需要采用某 种机械传动装置。这是绝大多数机械设计的共同特点。 按照传动原理的不同,机械传动装置可分为摩擦传动、啮合传动和 推压传动三种。根据传动比能否改变,机械传动装置又可分为可调传动 比传动、固定传动比传动和变传动比传动三类。回柱绞车一般采用固定 传动比传动。 减速器传动:本回柱绞车由于总减速比较大,而采用动力蜗杆减速 器。蜗杆传动的主要特点是:传动比大、结构紧凑、工作平稳、无噪声、 自锁性能好。对于回柱绞车,要求卷筒能够自锁。即卷筒的正反转只能 由电动机的正反转来控制;当电源切断时绞车马上停止工作;卷筒本身 不能自由转动,以免发生事故。这就需要设计一个装置来控制卷筒的自 转。而蜗轮蜗杆传动就起到了这个作用。因为若取蜗杆的蜗旋线开角 小于齿轮间的当量摩擦角 ,则当蜗轮主动时,机构自锁,即只能v 蜗杆带动蜗轮,而不能蜗轮带动蜗杆。因此,采用蜗轮蜗杆减速器,就 能保证卷筒的自锁性。这就是回柱绞车采用蜗杆减速器的一个重要原因。 但是,采用蜗杆减速器也有一缺点,就是传动效率低,这点应在具 17 体的蜗杆减速器设计中充分重视,并设法提高。 采用圆弧齿圆柱蜗杆,就是提高效率的一种措施,这是一种新型的 传动装置。它与普通的蜗杆传动相比,其不同在于,具有良好的润滑条 件使齿面之间建立连续的润滑油膜形成液体摩擦,从而降低摩擦系数, 减轻磨损,提高了承载能力和效率。因此,它具有承载能力大,使用寿 命长,效率高(高 10-15%)等优点。 齿轮传动:选择齿轮传动,是由于齿轮传动具有工作可靠,使用寿 命长,瞬时传动比为常数;传动效率高、结构紧凑、功率和速度适用范 围广等优点。因斜齿轮传动时会产生轴向力,对传动不利。若采用人字 齿轮,虽可使齿轮轴向力自行抵消,但人字齿轮制造比较困难,所以选 择直齿轮传动。 从结构上看:如果让蜗轮轴上的齿轮与主轴上的齿轮啮合,由于传 动比大,会造成两齿轮大小相差过甚,大齿轮太大以至于不好安装和制 造,而且外形尺寸也太大。另外,涡轮轴上的小齿轮也不能太小,因为 根据强度要求限制了轴径,从而控制小齿轮的尺寸只能小到某一程度。 否则,会给加工成本带来诸多不便。况且卷筒和大齿轮以及蜗轮尺寸都 较大,让蜗轮上的齿轮与卷筒上的齿轮直接啮合,受尺寸限制,不容易 做到。基于以上原因,决定增加一中间轴,轴上安装一过桥齿轮。这样, 既可以得到合适的传动比,又可以令整体布局合理。 现代生产的发展,无论在承载能力、工作可靠稳定方面,还是在结 构尺寸和重量方面,对齿轮的传动的要求愈来愈高。标准齿轮由于存在 一些缺点限制了它的应用范围。为了满足设计要求,我们决定设计三个 变位齿轮,作为改善齿轮传动质量的有效方法。 已知条件:钢绳牵引力 F=37kN,最大速度 V=60m/min,绳筒直径 D=800mm,钢绳直径 d=14mm ,则滚筒转速为 18 min8.238014.36 6D106n rvw 1 初步拟定出二级传动的传动方案。因为是井下工作,是多粉尘,潮湿, 易燃易爆的场合,而且传递的功率大,传动要求严格,尺寸要求紧凑, 所以最后选定蜗杆-齿轮二级减速器。计算传动装置总传动比和分级传 动比 4.1 计算传动装置总传动比和分级传动比 根据机械传动系统的设计方案把总传动比分配到各级传动上,并要 求各级传动结构紧凑,承载能力高,工作可靠,制造经济和效率高。 4.1.1 传动装置总传动比 628.23 140i 2 4.1.2 分配各级传动比 取蜗杆传动比 ,圆柱齿轮传动比36.2i18.2i 19 4.2 传动装置的运动和动力参数 4.2.1 各轴转速 高速轴为 1 轴,中间轴为 2 轴,低速轴为 3 轴,则 min4801 rnm 3ir2.63.12i 4 min238.623nri 5 4.2.2 各轴输入功率 按电动机的额定功率计算各轴输入功率,即 kwped371 wk01.298.2212 6 5.7.0.923213 7 20 4.2.3 各轴转矩 mNn75.23814095011pT 8 98.41.60922 9 4.3 高速级传动件设计 4.3.1 选择蜗杆传动类型 根据 GB/T100851988 的推荐,采用渐开线蜗杆(ZI) 4.3.2 选择材料 根据设计要求,并考虑到蜗杆传动传递的功率不大适中,速度是慢速,故 蜗杆用 20Cr,因需要效率高些,耐磨性好些,故蜗杆螺旋齿面要求淬火, 硬度为 45-55HRC.蜗轮用铸铝铁青铜 ZCuAl10Fe3,金属模铸造.为了节约 贵重的有色金属,仅齿圈用青铜制造,二轮芯用灰铸铁 HT100 铸造. 4.3.3 蜗轮蜗杆设计 (1)按齿面接触疲劳强度进行设计 根据闭式蜗杆传动的设计准则,先按齿面接触疲劳强度设计,再校核 齿根弯曲疲劳强度. 21 23()EHZaKT 9 (2)确定作用再蜗轮上的转矩 由计算可知 10mN87.34912.601950T2 (3)确定载荷系数 K 因工作较稳定,故取载荷分布不均有系数 ;由表选取使用系K 数 ;由于转速不高 ,冲击不大,可取动载系数 ,1.5AK 1.05V 则 11.0.21 (4)确定弹性影响系数 EZ 因选用得式铸造铝铁青铜蜗轮和钢蜗杆相配,故 1/260EZMPa (5)确定接触系数 先假设蜗杆分度圆直径 和传动中心距 a得比值 1/.35d,从中1d 查得 6.2Zp (6)确定许用接触应力 H 根据蜗轮材料为铸铝铁青铜 ZCuAl10Fe3,金属模铸造,蜗杆螺旋齿面 硬度46HRC,可得蜗轮得基本许用应力 MPaH260 应力循环次数 1072 958.102.jNLnh 12 22 寿命系数 8.095.87HN1K 13 则 MPaHNH2086. 14 (7)计算中心距 m36.21.10765)28.16(489021.a33 15 取中心距 ,根据传动比,从手册中取模数 ,蜗杆分度5am 8 圆直径 .这时 ,可得接触系数 ,因为180d1/0.35da51.2ZP ,因此以上计算结果可用.Z (8)蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 蜗杆 轴向齿距 ;直径系数 ;齿顶圆直径 ;齿13.25Pa10qm196adm 根圆直径 分度圆导程角 ;蜗杆轴向齿厚mf860d1 32.0 .2.5as 蜗轮 蜗轮齿数 ;变位系数 X=-0.5452Z 验算传动比 23 5.24i12z 16 这时传动比误差为 这是允许的%63.0.36.2 蜗轮分度圆直径 17mz04582d 蜗轮喉圆直径 18mhaa 37682622 蜗轮齿根圆直径 19dff .5.13722 蜗轮咽喉母圆半径 20mag 376222r (9)校核齿根弯曲疲劳强度 21.53FFaFKTYd 21 当量齿数 2272.493.054cosz332 v 根据 , ,从中可查得齿形系数7.2v.x278.2Fa 螺旋角系数 239.014Y0 24 许用弯曲应力 FFNKA 24 从中可得由 ZCuAl10Fe3 制造的蜗轮的基本许用弯曲应力MPaF120 寿命系数 25635.0958.7 6FN1K 所以 , MPaF2.7635.012 26 27MPa8.692.078360.491.1F 弯曲强度是满足的. (10)验算效率 )tan(96.05.)( 28 已知 , ; 与相对滑动速度 有32.10fvarctnvvs 关。 25 smnd/32.6cos10648cos106v0s 29 从表中用插值法查得 28.fv.0v 带人式中得 大于原估计值,因此不用重算。86.0 (11)精度等级公差 考虑到所设计和表面粗糙度的确定的蜗杆传动是动力传动,属于通用 机械减速器,从 GB/T 10089-1988 圆柱蜗杆,蜗轮精度中选择 8 级精度, 侧隙种类为 f,标注为 8f GB/T 10089-1988.然后由有关手册查得要求的 公差项目及表面粗糙度,具体见图纸。 4.4 低速级传动件设计 4.4.1 选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数 (1)选用直齿圆柱齿轮 (2)绞车为一般工作机器,速度不高,故选用 7 级精度(GB10095-88) (3)材料选择 选择小齿轮材料为 40Cr(调质)硬度为 280HBS,大 齿轮材料为 45 钢(调质)硬度为 240HBS,两者材料硬度差为 40HBS (4)选小齿轮齿数 ,26z1 则大齿轮齿数 758.4.2 26 4.4.2 按齿面接触疲劳强度设计 3211.()tEtdHKTZud 1 确定公式内的各计算数值 (1)试选载荷系数 (初选)1.3tK (2)小齿轮传递的转矩 mNNn 418902.60955.922p0T 2 (3)选齿宽系数 5.0d (4)由此可得的材料的弹性影响因数 1/289.EZMPa (5)按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限 ,大齿min60Hl 轮接触疲劳强度极限 min250HlPa (6)计算应力循环次数 181 6.2)538(1.60LNhj 3 08829. (7)可得接触疲劳寿命系数 , 493.01kHN5.02HN (8)计算接触疲劳许用应力 27 取失效概率为 1,安全系数 S1 5MPasHNHk586093.lim12in52.lKaS 4.4.3 计算 (1)试计算小齿轮分度圆直径 ,代入 中的较小的值d1t H 6mud ttTk45.275.819(.23148903.2E(.3 21 )Z) (2)计算圆周速度 7snt /78.0160.160v (3)计算齿宽 b 8mdt 3.45.27.1 (4)计算齿宽与齿高 b/h 模数 9mzdtt 7.82645.1 齿高 10t 6.19.5.h 28 8.56.1973bh 11 (5)计算载荷系数 K 根据 ,7 级精度,查图得动载荷系数s/m29.3v 06.1kv 直齿轮, ;1kFaH 由表 10-2 查得使用系数 ;A 由表用插值法查得 7 级精度,小齿轮相对支承非对称布置时38.1F 故动载荷系数 518.432.106.k HvA 12 (6)按实际的载荷系数教正所算得的分度圆直径得 1mkdtt 51.239.8145.27331 3 (7)计算模数 m mzd2.9651.31 14 29 4.4.4 安齿根弯曲强度设计 弯曲强度的设计公式为 15321)(mFSadYzTk (1)确定公式内的各计算数值 由图查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ;大齿轮的弯MPa501FE 曲强度极限 ;MPa380FE2 由图取弯曲疲劳寿命系数 ,86.0k1FN89.FN2 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 则得 MPaaSFENF 14.3074.158601 k5.2.922 计算载荷系数 K 463.1806.1FavA 查取齿形系数 由表查得 .2Y1Fa 2.Fa 查取应力校正系数 由表查得 49.1Sa68.12Sa 计算大小齿轮的 并加以比较aF 30 0126.4.37962Y1SaF 5.82SaF 大齿轮的数值较大 4.4.5 设计计算 m5.601.48963.12m32 对此计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数 M 大于由齿根弯 曲疲劳强度计算的模数,由于齿数模数 M 的大小主要取决于弯曲强度所 决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直 径(即模数与齿数的乘积)有关,可取由弯曲强度算得的模数 6.555 并 就近圆整为标准值 M = 8 mm ,按接触强度算得的分度圆直径 ,m51.239d1 算出小齿轮齿数 304.8.1z 大齿轮的齿数 取 .6.23087z2 这样设计出的齿轮传动,既满足了齿面接触疲劳强度,又满足了 齿根弯曲疲劳强度,并做到结构紧凑,避免浪费。 31 4.4.6 几何尺寸计算 (1)计算分度圆直径 m240831dz m69722 (2)计算中心距 48a1 (3)计算齿轮宽度 md1205.0b1 取 mB1202 结构设计及绘制齿轮零件图(见图纸) 4.7 高速轴设计(蜗杆轴) 4.7.1 轴的材料选择 选用 45 号钢,调质。 4.7.2 求作用在蜗杆上的力 已知: , , ,蜗杆分度圆kw37p1min/1480rmN238750T1 直径 . 所以,80dm 圆周力 1NT75.9680231tF 轴向力 NdTa 89.234041921F 32 径向力 NadT8463tan36041892tnF02r1 4.7.3 初步确定轴的最小直径 取 ,于是得01A mnp16.3248071330mind 2 最小直径处是安装联轴器得直径 ,为使所选的轴直径与联轴器的1d 孔径相适应,故需同时选联轴器的型号. 联轴器的计算转矩 ,查表 14-1,取 ,则0caATK1.3AK mNk 075238.1 3 按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件,查标准 GB/T5014- 1985,选用 TL7 型弹性套柱销联轴器,公称转矩 ,许用转速50 2800r/min.半联轴器孔 径为 48m
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