機械設計課程設計-帶式運輸上的單級直齒圓柱齒輪減速器(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 強度校核計算 ］［ σσFaFaF YYmbdKT ?? .21s11 1 15c os2 校核 式中 ○ 1 小輪分度圓直徑 d1=m Z/ βsco =20/ .15cos = 18 ○ 2 齒輪嚙合寬度 b=Ψ d d1 == ○ 3 復合齒輪系數 由 Zv1=20/ 15cos3 = Zv1=90/ 15cos3 =100 查圖 118 YFa1= YFa2= 查圖 119 Ysa1= Ysa2= 許用應力 查 表 111 σ Flim1=600MPa σ Flim2=510Mpa 查表 68 ，取 SF= 則 aFFF MPS ??? σ］［ σ aFFF MPS 40 02lim2 ??? σ］［ σ ○ 6 計算大小齒輪的FFSYσ 并進行比較 0 09 801 . 58* s a 111a ??］［ σ FFY 1 . 8 2*. 2 42Y s a 222a ??］［ σ FFY 11a Ysa1］［ σFFY 22a Y sa2］［ σFFY 取較大值代入公式進行計算 則有 osY s a 22 12 ????? ????? FF Ymbd KTσ =［σ F］ 2 19 故滿足齒根彎曲疲勞 強度要求 （ 6） 幾何尺寸計算 a=m （ Z1+Z2） / 2 βsco =（ 20+90） /(2)= mm 取 a=200mm 確定螺旋角β=arcos[m(z1+z2)/2a]== “‘ 254415. d1=mz1/ βsco = d2=mz2/ βsco = 則取得 d1=72mm,d2=328mm b=75 mm b2=75 取小齒輪寬度 b1=80 mm 20 （ 7）驗算初選精度等級是否合適 齒輪圓周速度 v=π d1 n1/（ 60 1000） = 72 411..43/（ 60 1000） = m/s 對照表 112 可知選擇 8 級精度合適。 七 軸的設計 1， 齒輪軸的設計 (1) 確定軸上零件的定位和固定方式 （如圖） 1， 5— 滾動軸承 2— 軸 3— 齒輪 軸的輪齒段 4— 套筒 6— 密封蓋 7— 軸端擋圈 8— 軸承端蓋 9— 帶輪 10— 鍵 (2)按扭轉強度估算軸的直徑 選用 45調質，硬度 217~255HBS 軸的輸入功率為 PⅠ = KW 轉速為 nⅠ = r/min 根據課本 P245（ 142）式，并查表 122，取 c=110 21 d≥ mmnPC 33 ???Ⅰ (3)確定軸各段直徑和長度 ○ 1 從大帶輪開始右起第一段，由于帶輪與軸通過鍵聯接，則軸應該增加 5%，取 D1=Φ 30mm，又帶輪的寬度 B=（ Z1） e+2 f =（ 31） 19+2 =61 mm 則第一段長度 L1=58mm ○ 2 右起第二段直徑取 D2=Φ 38mm 根據軸承端蓋的裝拆以及對軸承添加潤滑脂的要求和箱體的厚度，取端蓋的外端面與帶輪的左端面間的距離為 30mm，則取第二段的長度 L2=70mm ○ 3 右起第三段，該段裝有滾動軸承，選用 單列 圓錐滾子軸承 ，選用 320xx 型軸承，其尺寸為 d DB=40 68 19，那么該段的直徑為 D3=Φ 40mm，長度為 L3=24mm ○ 4 右起第四段， 為滾動軸承的定位軸肩 ,其直徑應小于滾動軸承的內圈外徑，取 D4=Φ 48mm，長度取 L4= 10mm ○ 5 右起第五段，該段為齒輪軸段，由于齒輪的齒頂圓直徑為Φ 80mm，分度圓直徑為Φ 72mm，齒輪的寬度為 80mm，則，此段的直徑為 D5=Φ 80mm，長 PⅠ 的值為前面第 10 頁中給出 在前面帶輪的計算中已經得到 Z=3 其余的數據手冊得到 D1=Φ 30mm L1=58mm D2=Φ 38mm L2=70mm D3=Φ 40mm L3=24mm D4=Φ 48mm L4=10mm 22 度為 L5=80mm ○ 6 右起第六段，為滾動軸承的定位軸肩 ,其直徑應小于滾動軸承的內圈外徑，取 D6=Φ 48mm 長度 取 L6= 10mm ○ 7 右起第七段，該段為滾動軸承安裝出處，取軸徑為 D7=Φ 40mm，長度 L7=24mm (4) 按彎矩較合強度計算 由上述軸各段的長度及軸承的類型可以算得軸支承跨距 ○ 1 小齒輪分度圓直徑： d1=72mm ○ 2 作用在齒輪上的轉矩為： T1 = 105 N mm ○ 3 求圓周力： Ft Ft=2T1/d1=2 105/72= ○ 4 求徑向力 Fr Fr=Ft tan α / βsco = tan200/ 。 = 求軸向力 Fa Fa=Fttanβ = tan 。 = （ 5）軸長支反力 根據軸承支反力的作用點以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學模型。 L=124,K=140 水平面的支反力： F1H = F2H =Ft/2 = D5=Φ 80mm L5=80mm D6=Φ 48mm L6= 10mm D7=Φ 40mm L7=24mm Ft= Fr= Fa= F1H = 23 垂 直 面 的 支 反 力 ： F 1V =Fr (L/2)Fa (d1/2)/L= N F2V =Fr F1V = FQ 力在支點產生的反力 F f1 = FQ K/L= 140/124= F f2 = FQ + F f1 =+= （ 6）畫彎矩圖 右起第四段剖面 C 處的彎矩： 垂 直 面的 彎矩 ： Mcv= F 2V L/2= Mcv’ = F1V L/2= 水平面的彎矩： Mch= F 1H L/2= F Q 力 產 生 的 彎 矩 ： M2f= F Q K= = 在 cc 截面 FQ 力產生的彎矩： Mcf= F f1 L/2= 合成彎矩： NmMMMM CFCHCVC 2 2 6 . 8 49 1 . 3 91 1 8 . 8 365 2222 ??????? （ 7）畫轉矩圖： T= Ft d1/2=138 Nm （ 8）畫當量彎矩圖 F2H = F1V = N F2V =N FQ =N F f1 =N F f2 =N Mcv= Nm Mcv’ = Nm Mch=Nm M2f= Mcf== T=138 Nm α = 24 因為是單向回轉，轉矩為脈動循環，α = 可得右起第四段剖面 C 處的當量彎矩： NmTMM CeC 2 4 1 . 4 8)( 22 ??? α （ 9）判斷危險截面并驗算強度 ○ 1 右起第四段剖面 C 處當量彎矩最大，而其直徑與相鄰段相差不大，所以剖面 C 為危險截面。 已知 MeC= ,由課本表 143 有 : ［σ 1］ =60Mpa 則： σ e= MeC/W= MeC/( D43) = 1000/( 803)=［σ 1］ ○ 2 右起第一段 D 處雖僅受轉矩但其直徑較小，故該面也為危險截面： NmTM D 3 ???? ）（ α σ e= MD/W= MD/( D13) = 1000/( 303)= Nm［σ 1］ 所以確定的尺寸是安全的 。 受力圖如下： MeC= ［σ 1］ =60Mpa MD= 25