毕业论文终稿-搓丝机传动装置设计(送全套CAD图纸 资料打包)
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学院ZHENJIANG COLLEGE毕 业 设 计 (论 文)搓丝机传动装置设计英文论文题目(16pt Time New Roman,Bold)系 名: (四号宋体) 专业班级: (四号宋体) 学生姓名: (四号宋体) 学 号: (四号宋体) 指导教师姓名: (四号宋体) 指导教师职称: (四号宋体) 年 月AbstractII买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图,原稿更清晰,可编辑AbstractIV摘 要图纸预览请见文档里的插图,原稿更清晰,可编辑摘 要搓丝机用于加工轴辊螺纹,上搓丝板安装在机头上,下搓丝板安装在滑块上。加工时,下搓丝板随滑块作往复运动,工件在上下搓丝板之间搓制出与搓丝板一致的螺纹。其主要由床身、传动系统、滑块、机头、送料装置、上搓丝板、工件、下搓丝板构成。本次设计主要针对搓丝机传动装置进行设计。首先,通过对搓丝机结构及原理进行分析,在此分析基础上提出了搓丝机的总体结构方案和本案要重点设计的传动装置的设计方案;接着,对主要技术参数进行了计算选择;然后,对各主要零部件进行了设计与校核;最后,通过 AutoCAD 制图软件绘制了搓丝机总装图、传动装置装配图及主要零部件图。通过本次设计,巩固了大学所学专业知识,如:机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等;掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AutoCAD 制图软件,对今后的工作于生活具有极大意义。关键词:搓丝机,传动装置,齿轮,轴镇江市高等专科学校毕业设计(论文)IIAbstractRoll the roller axis for machining thread, thread rolling plate mounted on the machine head, under Roll plate mounted on the slider. When processed, the next Roll plate with a slider to reciprocate, the workpiece between the upper and lower plates rub Roll made a consistent and Roll board thread. Which is mainly composed of bed, drive, slider, nose, feeding device, the Roll plate, the workpiece, under Roll plate.The design focused on Roll gear design. First, by carrying on the thread rolling machine structure and principle analysis, the analysis presented in this thread rolling machine and the overall structure of the program designed to focus on the case design based on gearing; Next, the main technical parameters were calculated selection; Then, for each of the main components were designed and verification; and finally, through the AutoCAD drawing software to draw the thread rolling machine assembly diagram, the main gear assembly drawings and parts diagram.Through this design, the consolidation of the university is expertise, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerances and interchangeability theory, mechanical drawing, etc; mastered the design method of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD drawing software for the future work of great significance in life.Keywords: Thread rolling machines, Gear, Gears, Shafts目录图纸预览请见文档里的插图,原稿更清晰,可编辑目录摘 要 .IAbstract.II第 1 章 绪论 .11.1 搓丝机简介 .11.2 搓丝机研究现况 .1第 2 章 方案拟定 .22.1 设计要求 .22.2.1 主要技术条件 .22.2.2 参数要求 .22.2 方案设计 .22.2.1 总体方案设计 .22.2.2 传动装置方案设计 .3第 3 章 总体参数计算与选择 .43.1 参数分析 .43.2 电动机的选择 .43.2.1 选择电动机类型 .43.2.2 电动机容量的选择 .43.2.3 电动机转速的选择 .53.3 分配传动比 .53.3.1 总传动比 .53.3.2 分配传动比 .53.4 运动和动力参数计算 .63.4.1 各轴的转速 .63.4.2 各轴的输入功率 .63.4.3 各轴的输入转矩 .6第 4 章 主要零部件的设计 .84.1V 带传动的设计 .84.1.1 V 带的基本参数 .84.1.2 带轮结构的设计 .104.2 高速级齿轮传动设计 .104.2.1 齿轮的类型 .10镇江市高等专科学校毕业设计(论文)IV4.2.2 尺面接触强度较合 .114.2.3 按轮齿弯曲强度设计计算 .124.2.4 验算齿面接触强度 .154.2.5 验算齿面弯曲强度 .154.3 低速级齿轮传动设计 .154.3.1 齿轮的类型 .154.3.2 尺面接触强度较合 .164.3.3 按轮齿弯曲强度设计计算 .174.3.4 验算齿面接触强度 .204.3.5 验算齿面弯曲强度 .204.4 轴及轴承装置、键的设计 .204.4.1 输入轴的设计 .204.4.2 中间轴的设计 .234.4.3 输出轴的设计 .254.4.4 轴承及键的校核和寿命计算 .284.5 润滑与密封 .324.5.1 润滑方式的选择 .324.5.2 密封方式的选择 .324.5.3 润滑油的选择 .324.6 箱体结构尺寸设计 .32总 结 .34参考文献 .35致 谢 .36第 1 章 绪论图纸预览请见文档里的插图,原稿更清晰,可编辑第 1 章 绪论1.1 搓丝机简介搓丝机,是专业生产螺丝的设备。有多种规格的搓丝机,如,自动搓丝机、平板搓丝机、半自动搓丝机、全自动搓丝机、高速搓丝机等。搓丝机轻便、灵活、高效以及具有其它类似设备无法取代的优点。搓丝机避免了车床、钻床或手动攻丝的局限,省时、省力、不易烂牙、丝锥不易折断等。搓丝机适用于所有机械制造行业,机床、模具( 厂 )机械、塑胶机械、印刷机械、包装机械制造厂、工程机械、汽车摩托车零部件、航空发动机、机车车辆、烟草机械以及通用机械等行业。图 1.1 搓丝机1.2 搓丝机研究现况螺纹原理的应用可追溯到公元前 220 年希腊学者阿基米德发明的螺旋提水工具。公元 4 世纪,地中海沿岸国家在酿酒用的压力机上开始应用螺栓和螺母的原理。1500年左右,意大利人列奥纳多达芬奇绘制的螺纹加工装置草图中,已有应用母丝杠和交换齿轮加工不同螺距螺纹的设想。此后,机械切削螺纹的方法在欧洲钟表制造业中有所发展。1760 年,英国人 J.怀亚特和 W.怀亚特兄弟获得了用专门装置切制木螺钉的专利。1778 年,英国人 J.拉姆斯登曾制造一台用蜗轮副传动的螺纹切削装置,能加工出精度很高的长螺纹。1797 年,英国人莫兹利.在由他改进的车床上,利用母丝杠和交换齿轮车削出不同螺距的金属螺纹,奠定了车削螺纹的基本方法。19 世纪 20 年代,莫兹利制造出第一批加工螺纹用的丝锥和板牙。20 世纪初,汽车工业的发展促进了螺纹的标准化和螺纹加工方法的发展,各种自动张开板牙头和自动收缩丝锥相继发明,螺纹铣削开始应用。30 年代初,出现了螺纹磨削。螺纹滚压技术虽在 19 世纪初期就有专利,但因模具制造困难,发展很慢,直到第二次世界大战时期,由于军火生产的需要和螺纹磨削技术的发展解决了模具制造的精度问题,才获得迅速发展。 镇江市高等专科学校毕业设计(论文)2第 2 章 方案拟定2.1 设计要求2.2.1 主要技术条件设计一用于搓丝机的传动装置,该搓丝机的技术条件如下:该机用于加工轴辊螺纹,上搓丝板安装在机头上,下搓丝板安装在滑块上。加工时,下搓丝板随滑块作往复运动。在起始(前端)位置时,送料装置将工件送入上、下搓丝板之间。滑块往复运动时,工件在上下搓丝板之间搓制出与搓丝板一致的螺纹。搓丝板共两对,可同时搓出工件两端的螺纹。滑块往复运动一次,加工一件。(1)室内工作,生产批量为 5 台;(2)动力源为三相交流 380/220V,电动机单向运转,载荷较平稳;(3)使用期限为 10 年,大修周期为 3 年,双班制工作;(4)专业机械厂制造,可加工 7、8 级精度齿轮、蜗轮。2.2.2 参数要求(1)最大加工直径(6、8、10、12、16)mm;(2)最大加工长度(160、180、200)mm(3)滑块行程(300、320、340、360)mm(4)公称搓动力为(8、9、10)KN(5)生产率为(40、32、24)件/分。2.2 方案设计2.2.1 总体方案设计第 2 章 方案拟定图纸预览请见文档里的插图,原稿更清晰,可编辑1-床身 2-传动系统 3-滑块 4-机头 5-送料装置 6-上搓丝板 7-工件 8-下搓丝板图 2.1 搓丝机总体方案简图2.2.2 传动装置方案设计考虑到螺纹的搓丝加工对传动装置的刚度和精度要求均比较高,并且本次设计的搓丝机传动装置的减速比并不大(输出转速为:2440r/min) ,因此采用二级圆柱齿轮减速器即可。为保证传动的平稳性,两级齿轮均采用斜齿轮传动,传动装置结构简图如下:图 2.2 搓丝机传动装置方案简图镇江市高等专科学校毕业设计(论文)4第 3 章 总体参数计算与选择3.1 参数分析根据设计参数要求可得:最大加工直径d最大加工长度L滑块行程S公称搓动力F生产率(件/分)Nv(m/s)v=(2S*N)/60P(KW)P=F*v300 8 40 0.4 3.2320 9 32 0.341 3.069340 0.272 2.726810121616018020036010 240.288 2.88为了确保该搓丝机同时满足所需功率和转速要求,通过对上述参数的对比分析选取最后一组数据即:曲柄滑块机构所需功率 P=2.88KW,传动装置输出转速n=24r/min,进行设计计算。3.2 电动机的选择3.2.1 选择电动机类型电动机是标准部件。因为室内工作,运动载荷平稳,所以选择 Y 系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。3.2.2 电动机容量的选择1)搓丝机所需要的功率 为:P)(2.3kW2)电动机的输出功率 为0 )(0kpP电动机至滚筒轴的传动装置总效率。取 V 带传动效率 ,圆柱齿轮传动效率 ,滚子轴承效率96.0198.02,曲柄滑块机构 ,电动机至滚筒轴的传动装置总效率为:98.034第 3 章 总体参数计算与选择583.06.98.09.6.0325421 3)电动机所需功率为: KWPw4.83.00因有轻微震动 ,电动机额定功率 只需略大于 即可,查机械设计手册m0P表 19-1 选取电动机额定功率为 4KW。 3.2.3 电动机转速的选择传动装置输出转速: in/24rnw展开式二级减速器推荐的传动比为: 308V 带的传动比为: 带i得总推荐传动比为: 16带减 i所以电动机实际转速的推荐值为: min/28034rinw符合这一范围的同步转速为 750、1000、1500r/min。综合考虑传动装置机构紧凑性和经济性,选用同步转速 1000r/min 的电机。型号为 Y132M1-6,满载转速 ,功率 4 。in/960rmKW3.3 分配传动比3.3.1 总传动比满载转速 。故总传动比为:min/960rnm40296wmi3.3.2 分配传动比为使传动装置尺寸协调、结构匀称、不发生干涉现象,选 V 带传动比:;3带i则减速器的传动比为: ;3.140带减 i考虑两级齿轮润滑问题,两级大齿轮应该有相近的浸油深度。则两级齿轮的高速级与低速级传动比的值取为 1.3,取 21.ii镇江市高等专科学校毕业设计(论文)6则: ;2.43.1.3.1ii;2.3.12i减3.4 运动和动力参数计算3.4.1 各轴的转速1 轴 min/320961rinm带2 轴 i/1.7.412i3 轴 in/8.23.962rin3.4.2 各轴的输入功率1 轴 kwP32.96.04.3101 2 轴 19.8223 轴 k064.333.4.3 各轴的输入转矩电机轴 mNnPT 42.3960.595001 轴 1.2.3112 轴 mNnPT 85.9.761950223 轴 .21.3433整理列表第 3 章 总体参数计算与选择7轴名 功率 kwP/转矩 mNT/转速 in)/(r传动比电机轴 3.46 34.42 9601 轴 3.322 99.14 320 32 轴 3.19 399.85 76.19 4.23 轴 3.064 1228.95 23.81 3.2第 4 章 主要零部件的设计8第 4 章 主要零部件的设计4.1 V 带传动的设计4.1.1 V 带的基本参数1)确定计算功率 :cP已知: ; ;kw46.3min/960rn查机械设计基础表 13-8 得工况系数: ;2.1AK则: kwkPKAc 5.4.3212)选取 V 带型号:根据 、 查机械设计基础图 13-15 选用 A 型 V 带,cmn3)确定大、小带轮的基准直径 d(1)初选小带轮的基准直径:;d06(2)计算大带轮基准直径:;midd 64.3102.16302.1 )()(带圆整取 ,误差小于 5%,是允许的。m3524)验算带速: ssndv /)25,(/3.510694.106 带的速度合适。5)确定 V 带的基准长度和传动中心距:中心距: )(2)(7.021021 dda初选中心距 m5(2)基准长度:镇江市高等专科学校毕业设计(论文)9maddaLd8.162504)163()106(4.3502 2022210 对于 A 型带选用 Ld(3)实际中心距: mad 45928.1603200 6)验算主动轮上的包角 :1由 ad 3.57)(18012得 1209.45.)063(1 主动轮上的包角合适。7)计算 V 带的根数 :zLArKPzc )(0, 查机械设计基础表 13-3 得:min/96nmmd16;kwP5.10(2) ,查表得: ;3i/0带,rm kwP1.0(3)由 查表得,包角修正系数9.3193K(4)由 ,与 V 带型号 A 型查表得: Ld6 .l综上数据,得 01.49.3.0)1.5.(462z取 合适。104z8)计算预紧力 (初拉力):F根据带型 A 型查机械设计基础表 13-1 得: mkgq/1.0第 4 章 主要零部件的设计10NqvkzvPFc1.24632.51093.52.501. 9)计算作用在轴上的压轴力 :QFNZ54.239729.153sin6i10 其中 为小带轮的包角。110)V 带传动的主要参数整理并列表:带型 带轮基准直径 (mm) 传动比 基准长度(mm)A106d3523 1600中心距(mm) 根数 初拉力 (N) 压轴力(N)459 4 246.11 2397.544.1.2 带轮结构的设计1)带轮的材料:采用铸铁带轮(常用材料 HT200)2)带轮的结构形式:V 带轮的结构形式与 V 带的基准直径有关。小带轮接电动机, 较md106小,所以采用实心式结构带轮。4.2 高速级齿轮传动设计4.2.1 齿轮的类型1)依照设计要求,本设计高速级选用斜齿圆柱齿轮传动。2)搓丝机为一般工作机器,运转速度不高,查机械设计基础表 11-2,选用8 级精度。镇江市高等专科学校毕业设计(论文)113)材料选择: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(调质)硬度为 240HBS,两者材料硬度差为 40HBS。(1)由表 6.3 查得材料的弹性影响系数 2/18.9MPaZE查机械设计基础表 11-5,取 , 。5SF0.H查表 11-4,取区域系数 。.2zH(2)由图 6.14 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 MPa601lim大齿轮的接触疲劳强度极限 H52li(3)由式 6.11 计算应力循环次数 91 1076.2)8301(9606 hjLnN258.47(4)由图 6.16 查得接触疲劳强度寿命系数9.01NZ9.02NZ(5)计算接触疲劳强度许用应力取失效概率为 1%,安全系数为 S=1.0,由式 10-12 得 MPaSHN570695.01lim1 ZH 398.2li24)螺旋角:820,初选 =155)齿数:初选小齿轮齿数: ;201z大齿轮齿数: 84.24.2.2 尺面接触强度较合 3 2HEd11 )Z(uKT(1)取载荷 .K(2)两支承相对小齿轮非对称分布,故取 8.0d第 4 章 主要零部件的设计12(3) , ,8.19EZ5.2HZ983.0cos m85.6)5.21(4.0.132d 231 (4)计算模数 nmmzdn 23.201cos85.6cos1 (5) bd 4.3.0(6)计算齿轮圆周速度 sndv /36.106985.1064.2.3 按轮齿弯曲强度设计计算因为所选材料硬小于 350HBS,所以为软齿面。1)法向模数 321cosFSdn YZKTm2)查机械设计基础表 11-3,得载荷系数 k=1.33)查机械设计基础表 11-6,得齿宽系数 8.0d由图 6.15 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 MPaFE501大齿轮的弯曲疲劳强度极限 382由图 6.16 查得弯曲疲劳寿命系数9.1NZ96.2N计算弯曲疲劳许用应力取失效概率为 1%,安全系数为 S=1.3,由式 10-13 得MPaSZFENF 85.3.10921FEF 62.6224)小齿轮上的转矩 mNT14.9镇江市高等专科学校毕业设计(论文)135)齿形系数 9.125cos0331zv 2.3cs843322vz查机械设计基础图 11-8 得: , 7.1FY15.2FY查机械设计基础图 11-9 得: , 5S 8S因为 0127.85.3721FSY和 比较39.62.02FS大齿轮的数值较大。6)法向模数321cosFSdn YZKTmmn 18.20379.08.5149.232 对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,取 ,已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度,需按接触疲5.nm劳强度算得的分度圆直径 来计算应有的齿数,于是有:md85.61,圆整取3.2.coscos1 ntdz 261z则 ,圆整取209.4261092z7)中心距 mmzan 7.1415cos.)6(cos2)(1 圆整为 175mm。8)确定螺旋角: 36.1572.)096(arcos2)(arcos1 zn第 4 章 主要零部件的设计149)确定齿轮的分度圆直径: mmzdnn 59.2836.15cos091.7.2110)齿轮宽度:圆整为 55mmbd .4.78.01圆整后取 ; 。B52B60111)重合度确定,查表得 590.184.72.83.1 3tan60318tan01 zd所以 97.28.59.=tm59.2cosn12)齿轮尺寸表:将几何尺寸汇于表:序号 名称 符号 计算公式及参数选择1 端面模数 tmm59.22 螺旋角 36.13 分度圆直径 12,d8,4.74 齿顶高 ahm5.25 齿根高 f 1.36 全齿高 h675.7 顶隙 cm208 齿顶圆直径 12,ad9.8,41.镇江市高等专科学校毕业设计(论文)159 齿根圆直径 12,fdm34.276,1.10 中心距 a175mm4.2.4 验算齿面接触强度 MPaPaubdkTHHEHz5707.26 2.411.675093.26.1cos819 231 可知是安全的 MPaPaubdkTHHEHz5393.24 2.4159.2803.16.1cos81922 32 校核安全。4.2.5 验算齿面弯曲强度 MpaYmbdKTSFntF358.17 57.125.41.670322311 YSaFF20.0.2.88112校核安全4.3 低速级齿轮传动设计4.3.1 齿轮的类型1)依照设计要求,本设计高速级选用斜齿圆柱齿轮传动。2)搓丝机为一般工作机器,运转速度不高,查机械设计基础表 11-2,选用8 级精度。3)材料选择:材料选择 选择小齿轮材料为 45(调质)硬度为 280HBS,大齿轮第 4 章 主要零部件的设计16材料为 45(调质)硬度为 240HBS,两者材料硬度差为 40HBS。(1)由表 6.3 查得材料的弹性影响系数 2/18.9MPaZE查机械设计基础表 11-5,取 , 。5SF0.H查表 11-4,取区域系数 。.2zH(2)由图 6.14 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 MPa601lim大齿轮的接触疲劳强度极限 H52li(3)由式 6.11 计算应力循环次数 81 102.9)8301(3260hjLnN882.9(4)由图 6.16 查得接触疲劳强度寿命系数8.01NZ02.1NZ(5)计算接触疲劳强度许用应力取失效概率为 1%,安全系数为 S=1.25,由式 10-12 得 MPaSHN586098.1lim1 ZH 12.li24)螺旋角:820,初选 =155)齿数:初选小齿轮齿数: ;01z大齿轮齿数: 642.324.3.2 尺面接触强度较合 3 2HEd11 )Z(uKT(1)取载荷 .K(2)两支承相对小齿轮非对称分布,故取 8.0d镇江市高等专科学校毕业设计(论文)17(3) , ,8.19EZ5.2HZ983.0cos m64.105)561.2(3.10.32d3 21 2、计算模数 nm1.520cos4.cos1 zdn3、 mdb5.846.0.14、计算齿轮圆周速度 smndv /7.10634.5.314.3.3 按轮齿弯曲强度设计计算因为所选材料硬小于 350HBS,所以为软齿面。1)法向模数 321cosFSdn YZKTm2)查机械设计基础表 11-3,得载荷系数 k=1.33)查机械设计基础表 11-6,得齿宽系数 8.0d由图 6.15 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 MPaFE501大齿轮的弯曲疲劳强度极限 382由图 6.16 查得弯曲疲劳寿命系数96.01NZ0.12N计算弯曲疲劳许用应力取失效概率为 1%,安全系数为 S=1.3,由式 10-12 得MPaSFENF 23.69.151ZFEF 1.80224)小齿轮上的转矩 mNT85.391第 4 章 主要零部件的设计185)齿形系数 9.125cos0331zv75cos643322vz查机械设计基础图 11-8 得: , 72.1FY24.FY查机械设计基础图 11-9 得: , 5S 761S因为 017.23.69571FSY和 比较49.42FS大齿轮的数值较大。6)法向模数 321cosFSdn YZKTmmn 5.30149.08.559.1232 对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,取 ,已可满足弯曲强度.但为了同时满足接触疲劳强度,需按接触疲劳强m4度算得的分度圆直径 来计算应有的齿数 ,于是由md64.105,取 265.241cos.cos1 ntz则 取 832.83.26z7)中心距 mmzan 69.2515cos24)836(cos2)(1 圆整为 225mm。8)确定螺旋角: 3.1425)86(arcos2)(arcos1 zn9)确定齿轮的分度圆直径:镇江市高等专科学校毕业设计(论文)19mmzdnn6.342.1cos8.07.262110)齿轮宽度:圆整为 85mmbd 87.5.0.1圆整后取 ; 。B82B90111)重合度确定,查表得 590.184.72.528.1 .tan6310tan301 zd所以 42.58.9.=tm13.4cosn12)齿轮尺寸表:将几何尺寸汇于表:序号 名称 符号 计算公式及参数选择1 端面模数 t m13.42 螺旋角 .3 分度圆直径 12,d62,074 齿顶高 ahm45 齿根高 f 56 全齿高 h97 顶隙 c18 齿顶圆直径 12,adm6.350,4.9 齿根圆直径 f .2,.9710 中心距 225mm第 4 章 主要零部件的设计204.3.4 验算齿面接触强度 MPaPaubdkTHHEHz586.231 2.314.1075839.23.14cos89 211 可知是安全的 MPaPaubdkTHHEHz5613.24 2.316.34285091.3.4cos819222 校核安全。4.3.5 验算齿面弯曲强度 MpaYmbdKTSFntF369.12 57.1243.1078592311 YSaFF2.057.2.611校核安全4.4 轴及轴承装置、键的设计4.4.1 输入轴的设计(1)尺寸与结构设计计算1)高速轴上的功率 P1,转速 n1 和转矩 T1, ,kwP32.min/3201rnmNT14.92)初步确定轴的最小直径先按式 初步估算轴的最小直径。选取轴的材料 45 钢,调质处理。根3PdCn据机械设计表 11.3,取 ,于是得:12镇江市高等专科学校毕业设计(论文)21md43.20.312该处开有键槽故轴径加大 5%10%,且高速轴的最小直径显然是安装带轮处的直径 。为了使所选的轴直径 与带轮的孔径相适应,故取 ;1d1 d281。mL503)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度(a)为了满足带轮的轴向定位的要求 2 轴段左端需制出轴肩,轴肩高度轴肩高度 ,取 故取 2 段的直径 ,长度 。dh7.5.h3dmL472(b) 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列圆锥滚子轴承。根据 ,查机械设计手册选取 0 基本游隙组,标准精度级的单m32列圆锥滚子轴承 30207,故 , ,轴承采用轴肩进行轴向d57l73定位,轴肩高度轴肩高度 ,取 ,因此,取 。h0.2hd4064(c) 齿轮处由于齿轮分度圆直径 ,故采用齿轮轴形式,齿轮宽度m91B=60mm,齿故取 。另考虑到齿轮端面与箱体间距 10mm 以及两级齿轮间L581位置配比,取 , 。ml74l64)轴上零件的周向定位查机械设计表,带轮的平键截面 。4578lhb(2)强度校核计算1)求作用在轴上的力已知高速级齿轮的分度圆直径为 ,根据机械设计 (轴的设计计md92.01算部分未作说明皆查此书)式(10-14),则 NtgFdTtantrt 3.206.136.15coscos.4.71923Np.652)求轴上的载荷首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴承支点位置时,从手册中查取a 值。对于 30207 型圆锥滚子轴承,由手册中查得 a=15mm。因此,轴的支撑跨距为L1=72mm。根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面 C 是轴的危险截面。先计算出截面 C 处的 MH、MV 及 M 的值列于下表。第 4 章 主要零部件的设计22载荷 水平面 H 垂直面 V支反力F ,NNH143NF126,NFNV237156C 截面弯矩 M mLNH8532 mMLaNV1432总弯矩 MV 6858222max扭矩 T903)按弯扭合成应力校核轴的强度根据式(15-5)及上表中的数据镇江市高等专科学校毕业设计(论文)23,以及轴单向旋转,扭转切应力,取 ,轴的计算应力6.0MpaWTMca 61.28281.944)(3222 已选定轴的材料为 45Cr,调质处理。由表 15-1 查得 。因此70P1-,故安全。1-ca4)键的选择采用圆头普通平键 A 型(GB/T 10961979)连接,联接联轴器的平键截面, 。578lhbMpap10齿轮与轴的配合为 ,滚动轴承与轴的周向定位是过渡配合保证的,此外选轴76Hr的直径尺寸公差为 。m4.4.2 中间轴的设计1) 轴 2 的转速和功率转矩:P2=3.19Kw,n2=76.19n/min ,T2=399.85N.m2) 求作用在齿轮上的力(1)求作用在低速级小齿轮上的力圆周力: NdTFt 33123 1049.07985径向力: ntr 2.6ta4a3 轴向力: ta 15903.si212 (2)求作用在高速级大齿轮上的力。因大齿轮为从动轮,所以作用在其上的力与主动轮上的力大小相等方向相反。圆周力: NFtt 9.7512径向力: Nr 9.163.09.176cosan2轴向力: ta 45i123)初步确定轴的最小直径先按式 初步估算轴的最小直径。选取轴的材料 45 钢,调质处理。根3PdCn据机械设计-表 15-3,取 ,于是得:12m89.31.76nd332第 4 章 主要零部件的设计24该轴有两处键槽,轴径应增加 510%,轴的最小直径显然是轴承处轴的直径和 ,故d md54)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直径和长度(a)初步选择滚动轴承。因轴承不受轴向力的作用,故选用深沟球轴承。参照工作要求,根据 ,选取 0 基本游隙组,标准精度级的单列圆锥md45滚子轴承 30209 型,其尺寸为 ,得: mTD189ml18轴段取安装齿轮处的-、-取 ,根据齿轮宽并为保证d45-齿轮定位准确轴段适当缩短 12mm,故: ,llV93轴段-为两侧齿轮定位轴环, 根据箱体尺寸 。(3)V62 mlI5轴上零件的周向定位齿轮采用平键联接,按 ,查机械设计表得平键截面md45-,联接小圆柱齿轮的平键长度为 80mm,联接大圆柱齿轮的平键mhb812长度为 50mm.5)求轴上的载荷对于单列圆锥滚子轴承 30209, ,a16计得: , , 根据轴的计算简图作出轴的弯矩图L731m702L843和扭矩图。如下图所示载荷 水平面 垂直面支反力 FNNH5.01269NFNV3.7215弯矩 MmH41N3.02 mMV401N.23总弯矩VH4.5706211 m3222扭矩 T NT98镇江市高等专科学校毕业设计(论文)256)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,即圆柱齿轮的截面,取 ,轴的计算应力:.0 MPaWTMca 5.472)(41405.339806.7)(322221 )前已选定轴的材料为 45 钢,调质处理,由机械设计表,查得 ,因61此 ,安全。1ca4.4.3 输出轴的设计(1)尺寸与结构设计计算1)低速轴上的功率 P3,转速 n3 和转矩 T3第 4 章 主要零部件的设计26, ,kwP06.3min/81.23rnmNT95.12832)初步确定轴的最小直径先按式 初步估算轴的最小直径。选取轴的材料 45 钢,调质处理。根3dCn据机械设计表 11.3,取 ,于是得:12md5.681.23043该处开有键槽故轴径加大 5%10%,且轴的最小直径显然是安装偏心轮处的直径 。故取 , 。1dm601L513)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度(a)为了满足半联轴器的轴向定位的- 配套讲稿:
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