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文檔簡介
1、引言國外減速器現狀 ?齒輪減速器在各行各業中十分廣泛地使用著, 是一種不可缺少的機械傳 動裝置。當前減速器普遍存在著體積大、重量大,或者傳動比大而機械效率過低的問國外的 減速器,以德國、丹麥和日本處于領先地位,特別在材料和制造工藝方面占據優勢,減速器 工作可靠性好,使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主,體積和重量問題,也未 解決好。最近報導,日本住友重工研制的 FA型高精度減速器,美國Alan-Newton公司研制的 X-Y 式減速器,在傳動原理和結構上與本項目類似或相近,都為目前先進的齒輪減速器。當 今的減速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機械效率以及使用壽命長的方向發展。因 此
2、,除了不斷改進材料品質、提高工藝水平外,還在傳動原理和傳動結構上深入探討和創新, 平動齒輪傳動原理的出現就是一例。減速器與電動機的連體結構,也是大力開拓的形式,并 已生產多種結構形式和多種功率型號的產品。目前,超小型的減速器的研究成果尚不明顯。 在醫療、生物工程、機器人等領域中,微型發動機已基本研制成功,美國和荷蘭近期研制分 子發動機的尺寸在納米級范圍如能輔以納米級的減速器,則應用前景遠大。1國內減速器現狀 ?國內的減速器多以齒輪傳動、蝸桿傳動為主,但普遍存在著功率與 重量比小,或者傳動比大而機械效率過低的問題。另外,材料品質和工藝水平上還有許多弱 點,特別是大型的減速器問題更突出, 使用壽命
3、不長。國內使用的大型減速器(500kw以上), 多從國外(如丹麥、德國等)進口,花去不少的外匯。 60年代開始生產的少齒差傳動、擺線 針輪傳動、諧波傳動等減速器具有傳動比大,體積小、機械效率高等優點 ?。但受其傳動的理 論的限制,不能傳遞過大的功率,功率一般都要小于 40kw。由于在傳動的理論上、工藝水平 和材料品質方面沒有突破,因此,沒能從根本上解決傳遞功率大、傳動比大、體積小、重量 輕、機械效率高等這些基本要求。 90年代初期,國內出現的三環(齒輪)減速器,是一種外 平動齒輪傳動的減速器,它可實現較大的傳動比,傳遞載荷的能力也大。它的體積和重量都 比定軸齒輪減速器輕,結構簡單,效率亦高。由
4、于該減速器的三軸平行結構,故使功率 /體積 (或重量)比值仍小。且其輸入軸與輸出軸不在同一軸線上,這在使用上有許多不便。北京 理工大學研制成功的 "內平動齒輪減速器 "不僅具有三環減速器的優點外,還有著大的功率 / 重量(或體積)比值,以及輸入軸和輸出軸在同一軸線上的優點,處于國內領先地位。國內 有少數高等學校和廠礦企業對平動齒輪傳動中的某些原理做些研究工作,發表過一些研究論 文,在利用擺線齒輪作平動減速器開展了一些工作。二、平動齒輪減速器工作原理簡介 , 平動 齒輪減速器是指一對齒輪傳動中,一個齒輪在平動發生器的驅動下作平面平行運動,通過齒 廓間的嚙合,驅動另一個齒輪作定
5、軸減速轉動,實現減速傳動的作用。平動發生器可采用平 行四邊形機構,或正弦機構或十字滑塊機構。本成果采用平行四邊形機構作為平動發生器。 平動發生器可以是虛擬的采用平行四邊形機構,也可以是實體的采用平行四邊形機構。有實 用價值的平動齒輪機構為內嚙合齒輪機構,因此又可以分為內齒輪作平動運動和外齒輪作平 動運動兩種情況。外平動齒輪減速機構,其內齒輪作平動運動,驅動外齒輪并作減速轉動輸出。該機構亦稱三環(齒輪)減速器。由于內齒輪作平動,兩曲柄中心設置在內齒輪的齒圈 外部,故其尺寸不緊湊, 不能解決體積較大的問題。 ?內平動齒輪減速, 其外齒輪作平動運動, 驅動內齒輪作減速轉動輸出。由于外齒輪作平動,兩曲
6、柄中心能設置在外齒輪的齒圈內部, 大大減少了機構整體尺寸。由于內平動齒輪機構傳動效率高、體積小、輸入輸出同軸線,故 由廣泛的應用前景。 ? 三、本項目的技術特點與關鍵技術 ? 1. 本項目的技術特點 ,本新型的" 內平動齒輪減速器 " 與國內外已有的齒輪減速器相比較,有如下特點: (1)傳動比范圍大,自 I=10 起,最大可達幾千。若制作成大傳動比的減速器,則更顯示出本減速器的優點。(2)傳遞功率范圍大:并可與電動機聯成一體制造。 ( 3)結構簡單、體積小、重量輕。比現有的齒 輪減速器減少 1/3 左右。( 4)機械效率高。嚙合效率大于 95%,整機效率在 85%以上,且減
7、速 器的效率將不隨傳動比的增大而降低,這是別的許多減速器所不及的。(5)本減速器的輸入軸和輸出軸是在同一軸線上。本減速器與其它減速器的性能比較見表1。因缺少數據,表中所列的各減速器的功率 / 重量比是最優越的。 ?表 1?各類減速器比較 型號 功率( kw) 減 速比 質量(kg) QI-450? 93 31.5 1820 ZSY-250? 95 31.5 540 NGW-9288.1 31.5 577 SEW德 國)? 90 28.61 1300 NP-100? 100 30 400注:NP-100為內平動齒輪減速器,SEVM速器的質量含電機。2.本項目的關鍵技術?由圖2可知,"內
8、平動齒輪減速器"是由內齒輪Z2、外齒 輪 Z1 和平行四邊形機構組合而成的。它的傳動原理是:電機輸入旋轉運動,外齒輪作平行移 動,其圓心的運動軌跡是一個圓,與之嚙合的內齒輪則作定軸轉動。因為外齒輪作平行移動, 所以稱謂平動齒輪機構。齒輪的平行移動需要有輔助機構幫助實現的,可采用(612副)銷軸、滾子作為虛擬輔助平動機構,也可以采用偏心軸作為實體輔助平動機構。內平動齒輪減 速器的關鍵技術和關鍵工藝是組成平行四邊形構件的尺寸計算及其要求的加工精度、輪齒主 要參數的選擇。這些因數都將影響傳動的能力和傳動的質量??偟恼f,組成本減速器的各零 部件都要求有較高的精度,它們將決定著減速器的整體傳動
9、質量。 3.本項目的概況本項目已 獲得中國實用新型專利,專利號: ZL95227767.0?。 ?本項目自 1995年試制出第一臺樣機(功 率2.5kW,傳動比I=32 )后,陸續與一些廠礦合作,設計了下面幾種不同功率、不同傳動比 的減速器。(1)電動推拉門用減速器,功率550Vy傳動比1=26,與電機連成一體。(2)攪拌 機用減速器,功率370V,傳動比I=17。(3)某軍品用的兩種減速器,一種功率 370V,傳動 比I=23.5 ;另一種功率370W傳動比I=103的二級傳動減速器。(4)鋼廠大包回轉臺減速器, 功率7.5kw,傳動比I=64。 (5)鋼廠輥道減速器,功率7.5kw,傳動I
10、=11。在本專利的基礎 上,已研制出一種新型超大型減速器,功率可達 1000kw,目前正在研制超小型(外型尺寸為 毫米級)的微型減速器。 !所有下載了本文的注意:本論文附有 CAD 圖紙和完整版 word 版說明書, 凡下載了本文的讀者請加 QQ 83753222 ,或留下你的聯系方式( QQ 郵箱)最后,希望此文能夠幫到你!2市場需求 分析 1. 市場需求前景 ?同平動齒輪減速器由于體積小,重量輕,傳動效率 高,將會節省可觀的原料和能源。因此,本減速器是一種節能型的機械傳動裝置,也是減速 器的換代產品。 ?本減速器可廣泛應用于機械,冶金、礦山、建筑、航空、軍事等領域。特別 在需要較大減速比和
11、較大功率的各種傳動中有巨大的市場和應用價值。 2. 社會經濟效益 ?現 有的各類減速器多存在著消耗材料和能源較多,對于大傳動比的減速器,該問題更為突出。 而本新型減速器具有獨特的優點。由于減速裝置在各部門中使用廣泛,因此,人們都十分重 視研究這個基礎部件。不論在減小體積、減輕重量、提高效率、改善工藝、延長使用壽命和 提高承載能力以及降低成本等等方面,有所改進的話,都將會促進資源(包括人力、材料和 動力)的節省。 可以預見,本新型減速器在國內外市場中的潛力是很大的,特別是我國超大 型減速器(如水泥生產行業,冶金,礦山行業都需要超大型減速器)大多依靠進口,而本減 速器的一個巨大優勢就是可以做超大型
12、的減速器,完全可以填補國內市場的空白,并將具有 較大的經濟效益和社會效益畢業設計任務書題目:設計一用于帶式運輸機傳動裝置中的同軸式二級圓柱齒輪減速一.傳動裝置總體設計:1組成:傳動裝置由電機、減速器、工作機組成。2. 特點:齒輪相對于軸承不對稱分布,故沿軸向載荷分布不均勻,要求軸有較大的剛度。3. 確定傳動方案:考慮到電機轉速高,傳動功率大,將V帶設置在高速級。 其傳動方案如下:n1 電動機;2 聯軸器;3齒輪減速器;4帶式運輸機;5鼓輪;6 聯軸器一. 工作情況:載荷平穩、單向旋轉原始數據 鼓輪的扭矩T (N m): 850鼓輪的直徑 D(mm): 350運輸帶速度 V(m/s): 0.7
13、帶速允許偏差() : 5 使用年限(年): 5 工作制度(班 / 日): 2三 設計內容1. 電動機的選擇與運動參數計算;2. 斜齒輪傳動設計計算3軸的設計4滾動軸承的選擇5鍵和連軸器的選擇與校核;6裝配圖、零件圖的繪制7設計計算說明書的編寫四 設計任務 .減速器總裝配圖一張2齒輪、軸零件圖各一張 設計說明書一份五 設計進度第一階段:總體計算和傳動件參數計算 第二階段:軸與軸系零件的設計 第三階段:軸、軸承、聯軸器、鍵的校核及草圖繪制 第四階段:裝配圖、零件圖的繪制及計算說明書的編寫 傳動方案的擬定及說明由題目所知傳動機構類型為:同軸式二級圓柱齒輪減速器。故只要對本傳動機構進行分 析論證。本傳
14、動機構的特點是:減速器橫向尺寸較小,兩大吃論浸油深度可以大致相同。結構較 復雜,軸向尺寸大,中間軸較長、剛度差,中間軸承潤滑較困難。電動機的選擇1 電動機類型和結構的選擇因為本傳動的工作狀況是:載荷平穩、單向旋轉。所以選用常用的封閉式丫(IP44)系列的電動機。2. 電動機容量的選擇Pd Pa KW工作機所需功率PwFVPw KW 1000Pw = 3.4kW(2) 電動機的輸出功率所以1000 a KW由電動機到運輸帶的傳動總功率為n=n聯n軸承n齒n聯n軸承=0.904Pd = 3.76kW3.電動機轉速的選擇nd=( i1 ' i2'in') nw初選為同步轉速為
15、1000r/min的電動機萬案電動機型 號額定功率KW同步轉速r/mi n額定轉速r/mi n重量N總傳動比1Y112M-24125.652Y132M1-641.773Y160M1-84750720118062.834. 電動機型號的確定由(機械設計基礎課程設計指導書p119)查出電動機型號為丫132M1-6,其額定功率為4kW,滿載轉速960r/min?;痉项}目所需的要求。其參數如下:中心高H外形尺寸L,+ (AC/2+AD) +HD底腳安裝 尺寸A祐地腳螺栓 孔宜徑K拉忡尺寸 D+E裝鍵部 位尺寸 F+GD132515*345*3152161781210+W計算傳動裝置的運動和動力參數
16、傳動裝置的總傳動比及其分配1.計算總傳動比由電動機的滿載轉速nm和工作機主動軸轉速nw可確定傳動裝置應有的總傳動比為:i = nm/nwnw = 38.4i = 25.142.合理分配各級傳動比由于減速箱是同軸式布置,所以i1二i2因為 i= 25.14,取 i = 25, i1=i2=5速度偏差為0.5%<5%,所以可行 各軸轉速、輸入功率、輸入轉矩項目電動機 軸高速軸1中間軸II低速軸III鼓輪轉速(r/min)96096019238.438.4功率(kW)43.963.843.723.57轉矩(N m)39.839.4191925.2888.4傳動比11551效率10.990.97
17、0.970.97傳動件設計計算1. 選精度等級、材料及齒數1)材料及熱處理;選擇小齒輪材料為40Cr (調質),硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼(調 質),硬度為240HBS, 二者材料硬度差為40HBS。2)精度等級選用7級精度;3)試選小齒輪齒數z1= 20,大齒輪齒數z2 = 100的;4)選取螺旋角。初選螺旋角14°2. 按齒面接觸強度設計因為低速級的載荷大于高速級的載荷,所以通過低速級的數據進行計算按式(10 21)試算,即3ZhZe1) 確定公式內的各計算數值試選 Kt = 1.6(1)選取區域系數ZH = 2.433(2)選取尺寬系數© d= 1(3)查
18、得 &a 1 = 0.75,£a 2= 0.87,貝£a=£a 1+&a 2= 1.62(4)查得材料的彈性影響系數 ZE = 189.8Mpa(5)按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限cHlim1 = 600MPa;大齒輪的解除疲勞強度極限c Hlim2 = 550MPa;(6)計算應力循環次數N1 = 60n 1jLh = 60X 192X 1X( 2X 8X 300X 5)= 3.32X 10e8N2 = N1/5 = 6.64X 107(7) 查得接觸疲勞壽命系數 KHN1 = 0.95; KHN2 = 0.98(8) 計算接觸疲勞許用應
19、力取失效概率為1%,安全系數S= 1,由式(1012)得(T H1 = = 0.95X 600MPa= 570MPa(T H2 = = 0.98X 550MPa= 539MPa(T H = (T H1 + (T H2/2 = 554.5MPa2) 計算試算小齒輪分度圓直徑d1t=67.85計算圓周速度(1)(2)=0.68m/sn d1t n2n 67.85192v=60 1000 60 1000(3) 計算齒寬b及模數mntb= © dd1t=1 X 67.85mm=67.85mmd1t cosB 67.85cos14。小一mn t=3.39Z120h=2.25 mn t=2.25
20、X 3.39mm=7.63mmb/h=67.85/7.63=8.89(4) 計算縱向重合度£p = 0.318葉 z1 tan B =0.318X 1 X tan 14 =1.59(5) 計算載荷系數K已知載荷平穩,所以取 KA=1根據v=0.68m/s,7級精度,由圖10 8查得動載系數KV=1.11 ;由表10 4查的KH B的計算公式和直齒輪的相同,故KH B =1.12+0.18(1+0.6X 1 2)1 X 1 2 +0.23X 10 3 67.85=1.42查得 KF B =1.36查得KH a =KH a =1.4。故載荷系數K=KAKVKH a KH B =1 X 1
21、.03X 1.4X 1.42=2.05(6) 按實際的載荷系數校正所得的分度圓直徑,由式(10 10a)得3 計算當量齒數z1= z1/cos3 B =20/cos314。=21.89z2=z2/cos3 B =100/cos314° =109.47 查取齒型系數由表 10 5 查得 YFa1=2.724; Yfa2=2.172 查取應力校正系數由表 10 5 查得 Ysa仁1.569; Ysa2=1.798 計算(T F(T F1=500Mpa(T F2=380MPaKFN1=0.95KFN2=0.98(T F1=339.29Mpa(T F2=266MPa d1 = d1t . K
22、/Kt =67.85. 2.05/1.6 mm=73.6mm計算模數mnd1 cosB 73.6 cos14。小mn=mm=3.74Z1203. 按齒根彎曲強度設計由式(1017)J 2KTYb cos2B YFaYsamn > 2 心心1) 確定計算參數(1) 計算載荷系數K=KAKVKF a KF B =1 X 1.03X 1.4X 1.36=1.96(2) 根據縱向重合度=0.318© dz1tanB =1.59,從圖10 28查得螺旋角影響系數丫 B= 0。88(7)計算大、小齒輪的Fa Sa并加以比較*YFa1Ysa1 :2.74 I.569 =0.0126% 133
23、9.29YFa2Ysa22.172 1.798 i=0.01468F 2266大齒輪的數值大。2)設計計算mn >0.01468 =2.43 2 何 C0S:14 °88 191 V 1 202 1.62mn=2.54. 幾何尺寸計算1) 計算中心距z1d1 cosBmn=32.9,取 z仁33z2=165Z1 Z2 mn2cosB=255.07mma圓整后取255mm2)按圓整后的中心距修正螺旋角B =arcosZ Zn =13。55'0”2a3) 計算大、小齒輪的分度圓直徑d1 Z1mn =85.00mmcosBZ2mnd2=425mmcosB4) 計算齒輪寬度b=
24、 © dd1b=85mmB1=90mm, B2=85mm5) 結構設計以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大于 160mm而又小于500mm故以選用腹板式為宜。其他 有關尺寸參看大齒輪零件圖。減速器機體結構尺寸如下:名稱符號計算公式結果機座厚度0 二 0.025a-3/89機蓋厚度A卄= 0.02 a-388機蓋凸緣厚度bipi2機座凸緣厚度bb_i5i4機座底凸緣厚度b24 : 2.5$23地腳螺釘直徑dfdf 二0.036a-i2M24地腳螺釘數目na250#500時,n 二 66軸承旁聯結螺栓直徑did 0.75dfMi4蓋與座聯結螺栓直徑d2d2= (0.5-0.6) dfMi0軸
25、承端蓋螺釘直徑d3d3二(0.40.5) dfi0視孔蓋螺釘直徑d4d4= (0.3-0.4) df8定位銷直徑dd = (0廠 0.8) d28df,di,d2至外箱壁的Ci查手冊表ii 23422距離i8df,d2至凸緣邊緣距離C2查手冊表ii 228i6外箱壁至軸承端面距離lili=Ci+C2+ (5一 i0)50大齒輪頂圓與內相壁距離Aa1 >i.2*i5齒輪端面與內箱壁距離A2>10箱蓋,箱座肋厚m1, mL* IAg 育 0.85p1,m 需 0.850m.89軸承端蓋外徑D2軸承孔直徑+ (55.5) d3120 (I 軸)112 (II 軸)175 (III 軸)軸
26、承旁聯結螺栓距離SS'% dSy D2120 (I 軸)112 (II 軸)175 (III 軸)軸的設計計算擬定輸入軸齒輪為右旋II軸:1. 初步確定軸的最小直徑3(p3 '3 84dAo = 126 ”=34.2mmV NV1922. 求作用在齒輪上的受力Ft仁 2T =899NFr1=Fttan ancosB=337NFa仁FttanB =223N ;Ft2=4494NFr2=1685NFa2=1115N3. 軸的結構設計1)擬定軸上零件的裝配方案VI VII V1LJi. I-II段軸用于安裝軸承30307,故取直徑為35mm。ii. II-III段軸肩用于固定軸承,查
27、手冊得到直徑為44mm。iii. III-IV 段為小齒輪,外徑 90mm。iv. IV-V段分隔兩齒輪,直徑為55mm。v. V-VI段安裝大齒輪,直徑為40mm。vi. VI-VIII段安裝套筒和軸承,直徑為 35mm。2)根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1. I-II段軸承寬度為22.75mm,所以長度為22.75mm。4mm,2. II-III段軸肩考慮到齒輪和箱體的間隙12mm,軸承和箱體的間隙 所以長度為16mm。3. III-IV段為小齒輪,長度就等于小齒輪寬度 90mm。4. IV-V段用于隔開兩個齒輪,長度為120mm。5. V-VI段用于安裝大齒輪,長度略小于齒輪的
28、寬度,為83mm。6. VI-VIII 長度為 44mm。63.5 Fr1=1418.5N4. 求軸上的載荷66207.5Fr2=603.5N查得軸承30307的Y值為1.6Fd仁443NFd2=189N因為兩個齒輪旋向都是左旋。故:Fa1=638NFa2=189N前訓 I HWlMniwin5. 精確校核軸的疲勞強度1) 判斷危險截面由于截面IV處受的載荷較大,直徑較小,所以判斷為危險截面2) 截面IV右側的17.5MPa截面上的轉切應力為E 7 64MPaWT15.9827.99MPa由于軸選用40cr,調質處理,所以B 735MPa ,1386MPa,1 260MPa。綜合系數的計算r2
29、由 D 1.60.045d d 55經直線插入,知道因軸肩而形成的理論應力集中為2.23,1.81,軸的材料敏感系數為q0.85,q0.87,故有效應力集中系數為k 1q (1)2.05k 1q (1)1.70查得尺寸系數為0.72,扭轉尺寸系數為0.76,軸采用磨削加工,表面質量系數為0.92 ,軸表面未經強化處理,即q 1,則綜合系數值為12.93K 12.11a)碳鋼系數的確定碳鋼的特性系數取為0.1,0.05b)安全系數的計算軸的疲勞安全系數為S1Pi Q96.92KamS1OA PiPi24.66KamScaS S6.661.5 Ss2 s2故軸的選用安全I軸:1. 作用在齒輪上的力
30、FH仁FH2=337/2=168.5Fv仁Fv2=889/2=444.52. 初步確定軸的最小直徑da117.9mm3. 軸的結構設計1)確定軸上零件的裝配方案2)根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度a)由于聯軸器一端連接電動機,另一端連接輸入軸,所以該段直徑尺寸受到 電動機外伸軸直徑尺寸的限制,選為 25mm。b)考慮到聯軸器的軸向定位可靠,定位軸肩高度應達2.5mm,所以該段直徑 選為30。c)該段軸要安裝軸承,考慮到軸肩要有2mm的圓角,則軸承選用30207型, 即該段直徑定為35mm。d)該段軸要安裝齒輪,考慮到軸肩要有2mm的圓角,經標準化,定為40mm<e)為了齒輪軸向定
31、位可靠,定位軸肩高度應達5mm,所以該段直徑選為46mm。f)軸肩固定軸承,直徑為42mm。g)該段軸要安裝軸承,直徑定為 35mm。h)各段長度的確定各段長度的確定從左到右分述如下:a)該段軸安裝軸承和擋油盤,軸承寬 18.25mm,該段長度定為18.25mm。b)該段為軸環,寬度不小于 7mm,定為11mm。c)該段安裝齒輪,要求長度要比輪轂短2mm,齒輪寬為90mm,定為88mm。d)該段綜合考慮齒輪與箱體內壁的距離取13.5mm、軸承與箱體內壁距離取4mm (采用油潤滑),軸承寬18.25mm,定為41.25mm。e)該段綜合考慮箱體突緣厚度、調整墊片厚度、端蓋厚度及聯軸器安裝尺寸,
32、定為57mm。f)該段由聯軸器孔長決定為42 mm4. 按彎扭合成應力校核軸的強度W=62748N.mmT=39400N.mm45鋼的強度極限為p275MPa,又由于軸受的載荷為脈動的,所以0.6。p43MPa pIII軸1. 作用在齒輪上的力FH仁FH2=4494/2=2247NFv仁 Fv2=1685/2=842.5N2. 初步確定軸的最小直徑da151.4mm3.軸的結構設計1)軸上零件的裝配方案2)據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1-1111-1VIVVVVIVIVIIVII-VIII直徑6長度105113.758399.533.255. 求軸上的載荷Mm=316767N.mmT
33、=925200N.mm6. 彎扭校合W 0.1d30.1 60321600mm351.2MPa p滾動軸承的選擇及計算I軸:1. 求兩軸承受到的徑向載荷2. 軸承30206的校核2)徑向力Fr. Fh21 F$1 168.53)派生力F rAFdA2Y 527N ,F dBF rB2Y52.7N4)軸向力由于 Fa1FdB 22352.7275.7N FdA,所以軸向力為FaA223 ,F aB52.75)當量載何由于丘 1.32 e,F aB0.31e ,FrAF rB所以 Xa 0.4 , Ya1.6 ,X B1 ,Yb0202.22由于為一般載荷,所以載荷系數為fp 1.2,故當量載荷為
34、Pa fp(XAFrA YaF9a) 509.04N PbfpBF YbF9b)6)軸承壽命的校核議)3.98 1 07 h 24000hII軸:2、軸承30307的校核1)徑向力FrA 片FA 1418.5NFrb,代2一F;2 603.5N2)派生力F rAFdA2Y443N,F dBF rBrB 189N2Y3)軸向力由于 Fa1FdB8921891081 NFdA,所以軸向力為FaA638 N,FaB 189N4)當量載荷由于FaA0.45e,F aB0.31 e,F rAF rB所以Xa0.4,Ya1.6,Xb 1,Yb0724.2N由于為一般載荷,所以載荷系數為fp 1.2,故當量
35、載荷為Pafp(XAFrA YaFra) 1905.84N Pbfp(XBFrB YBFaB)5)軸承壽命的校核6Lh竺(®)1.50 1 07 h 24000h60m PAIII 軸:3、軸承32214的校核1) 徑向力FrAFH1 FV21 842.5 NFrb耳 2 FV22 842.5N2) 派生力FdAF rA2Y294.6N,FdBF rB2Y294.6 N3) 軸向力由于 FaiFdB 294.6 1115 1409.6N FdA , 所以軸向力為FaA 1115N , FaB 294.6N4) 當量載荷由于電 1.32 e,0.34 e,FrAFrB所以 XA 0.4
36、 , YA 1.5 , XB 1 , Yb 0。由于為一般載荷,所以載荷系數為fp 1.2,故當量載荷為fp(XBFrB Yb FaB)1011NPafp(XAFrA YaFra) 2317.87N Pb5) 軸承壽命的校核款)56.1 107 h 24000h鍵連接的選擇及校核計算代號直徑(mm)工作長 度(mm)工作咼度(mm)轉矩(N m)極限應力(MPa)高速軸8 X 7 X60 (單頭)25353.539.826.012 X 8X 80 (單頭)4068439.87.32中間軸12 X 8X 70 (單頭)4058419141.2低速軸20 X 12X 80 (單頭)75606925
37、.268.518 X 11 X 110 (單 頭)601075.5925.252.4由于鍵采用靜聯接,沖擊輕微,所以許用擠壓應力為p 110MPa,根據擠壓強度條件,鍵的校核,上述鍵皆安全。連軸器的選擇 由于彈性聯軸器優點:高剛性。良好的柔性。同步運轉,無齒隙。高強度鋁合金,低慣量。保養容易,無需潤滑油及其它維修服務兩種緊固方法:夾緊和螺釘緊固所以考慮選用它。二、 高速軸用聯軸器的設計計算 由于裝置用于運輸機,原動機為電動機,所以工作情況系數為 K A 1.5, 計算轉矩為 Tca K AT1 1.5 39.8 59.7N m所以考慮選用彈性柱銷聯軸器 TL4 (GB4323-84),但由于聯
38、軸器一端與電動機相連, 其孔徑受電動機外伸軸徑限制,所以選用 TL5 (GB4323-84)其主要參數如下:材料 HT200 公稱轉矩 Tn 125N m 軸孔直徑 d1 38mm , d2 25mm 軸孔長 L 82mm, L1 60mm 裝配尺寸 A 45mm 半聯軸器厚 b 38mm( GB4323-84)三、 第二個聯軸器的設計計算 由于裝置用于運輸機,原動機為電動機,所以工作情況系數為 K A 1.5, 計算轉矩為 Tca K AT3 1.5 925.2 1387.8N m 所以選用彈性柱銷聯軸器 TL10( GB4323-84)其主要參數如下:材料 HT200 公稱轉矩 Tn 20
39、00N m 軸孔直徑 d1 d2 63mm 軸孔長 L 142mm, L1 107mm 裝配尺寸 A 80mm半聯軸器厚 b 58mmGB4323-84)減速器附件的設計十一 . 減速器的各部位附屬零件的設計 .窺視孔蓋與窺視孔: 在減速器上部可以看到傳動零件嚙合處要開窺視孔 , 大小只要夠手伸進操作可以便檢查 齒面接觸斑點和齒側間隙 ,了解嚙合情況 .潤滑油也由此注入機體內 .放油螺塞 放油孔的位置設在油池最低處,并安排在不與其它部件靠近的一側,以便于放油,放油孔用螺塞堵住并加封油圈以加強密封,選用外六角油塞及墊片M16 X1.5。油標 油標用來檢查油面高度,以保證有正常的油量 .因此要安裝
40、于便于觀察油面及油面穩定之 處即低速級傳動件附近;用帶有螺紋部分的油尺,油尺上的油面刻度線應按傳動件浸入深度 確定??蛇x用游標尺 M16。通氣器減速器運轉時,由于摩擦發熱 ,機體內溫度升高,氣壓增大,導致潤滑油從縫隙向 外滲漏 ,所以在機蓋頂部或窺視孔上裝通氣器,使機體內熱空氣自由逸處,保證機體內外壓力 均衡,提高機體有縫隙處的密封性, 通氣器用帶空螺釘制成 . 由于在室內使用, 選通氣器(一 次過濾),采用M18 X 1.5啟蓋螺釘 為了便于啟蓋,在機蓋側邊的邊緣上裝一至二個啟蓋螺釘。在啟蓋時,可先擰動此螺釘 頂起機蓋;螺釘上的長度要大于凸緣厚度,釘桿端部要做成圓柱形伙半圓形,以免頂壞螺紋;
41、 螺釘直徑與凸緣連接螺栓相同。在軸承端蓋上也可以安裝取蓋螺釘 ,便于拆卸端蓋 .對于需作軸向調整的套環 ,裝上二個螺 釘,便于調整 .定位銷為了保證剖分式機體的軸承座孔的加工及裝配精度,在機體聯接凸緣的長度方向兩端各 安置一個圓錐定位銷。兩銷相距盡量遠些,以提高定位精度。如機體是對稱的,銷孔位置不應對稱布置.環首螺釘、吊環和吊鉤為了拆卸及搬運,應在機蓋上裝有環首螺釘或鑄出吊鉤、 吊環,并在機座上鑄出吊鉤。調整墊片用于調整軸承間隙,有的起到調整傳動零件軸向位置的作用.密封裝置在伸出軸與端蓋之間有間隙,必須安裝密封件,以防止漏油和污物進入機體內潤滑與密封一、齒輪的潤滑采用浸油潤滑,由于低速級周向速
42、度為,所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑, 取為35mm。 齒輪油的選擇齒輪油用于潤滑齒輪傳動裝置,由于齒輪傳動裝置的類型,工作條件不同,對齒輪油有不同的要求。齒輪油通??煞譃檐囕v齒輪油和工業齒輪油兩大類,車輛齒輪油主要 用于各種車輛的變速箱、驅動橋傳動齒輪的潤滑;工業齒輪油主要用于冶金、礦山、水泥和 化肥等廠礦機械中具有一般沖擊、中等負荷以上的正、斜齒輪的潤滑。因減速器是閉式斜齒輪傳動,所以減速器潤滑劑類型應為工業齒輪油。1工業齒輪油的選擇原則2 .工業齒輪油一般分為普通工業齒輪油、中負荷工業齒輪油和重負荷工業齒輪油三類。工業齒輪油的選擇原則一是根據齒面接觸應力、 齒輪狀況和使用工 況選擇工
43、業齒輪油類型。(見表1; 二是根據齒輪分度圓圓周速度選擇齒輪 油黏度,見表2,根據查得黏度再去確定齒輪油的牌號。)表1低速重載齒輪選油表(閉式齒輪)齒輪種類潤滑方法齒面應力MPa推存用油類型使用工況傳動齒輪,低于350機械油般傳動齒輪圓柱齒油浴潤動低負荷普通工業齒一般齒輪輪與圓滑與循力齒輪350500輪油有沖擊咼溫的齒輪錐齒輪環潤滑中負中負荷工業礦井提升,露天米掘高荷 5001100齒輪油溫有沖擊的齒輪,船舶海港重負荷中負荷工業機械等。高于1100齒輪油冶金、軋鋼、井下采煤、重負荷工業高溫有沖擊、有水部位的齒齒輪油輪表2 齒輪油黏度薦用值齒輪材料強度極限MPa圓周速度(m/s)0.5以下0.5
44、 11 2.52.5 55 12.512.525大于2550 T運動黏度(cst)塑料、鑄鐵、青銅1761178058433247010002661771188259443210001250266266177118825944滲碳或 表面淬 火鋼1250 15804442662661771188259二、滾動軸承的潤滑由于軸承周向速度為,所以宜開設油溝、飛濺潤滑。三、潤滑油的選擇齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利,因為傳動裝置屬于輕型的,且傳速較低,所以其速5度遠遠小于(1.52) 10 mm.r/min,所以采用脂潤滑,箱體內選用SH0357-92中的50號潤滑, 裝至規定高度。密封方法的選取選
45、用凸緣式端蓋易于調整,采用悶蓋安裝骨架式旋轉軸唇型密封圈實現密封。密封圈型號按所裝配軸的直徑確定為(F) B25-42-7-ACM,( F) B70-90-10-ACM。軸承蓋結構尺寸按用其定位的軸承的外徑決定。結果與討論分析減速器的結構1、 拆卸減速器 按拆卸的順序給所有零、部件編號,并登記名稱和數量,然后分類、分組保管,避免產 生混亂和丟失;拆卸時避免隨意敲打造成破壞,并防止碰傷、變形等,以使再裝配時仍能保 證減速器正常運轉。拆卸順序:、拆卸觀察孔蓋。 、拆卸箱體與箱蓋聯連螺栓,起出定位銷釘,然后擰動起蓋螺釘,卸下箱 蓋。 、拆卸各軸兩邊的軸承蓋、端蓋。 、一邊轉動軸順著軸旋轉方向將高速軸
46、軸系拆下,再用橡膠榔頭輕敲軸將 低、中速軸系拆卸下來。 、最后拆卸其它附件如油標、放油螺塞等。2、分析裝配方案 按照先拆后裝的原則將原來拆卸下來的零件按編好的順序返裝回去。 、檢查箱體內有無零件及其他雜物留在箱體內后,擦凈箱體內部。將 各傳動軸部件裝入箱體內; 、將嵌入式端蓋裝入軸承壓槽內,并用調整墊圈調整好軸承的工作間 隙。 、將箱內各零件,用棉紗擦凈,并塗上機油防銹。再用手轉動高速軸, 觀察有無零件干涉。經檢查無誤后,合上箱蓋。 、松開起蓋螺釘,裝上定位銷,并打緊。裝上螺栓、螺母用手逐一擰 緊后,再用扳手分多次均勻擰緊。 、裝好軸承小蓋,觀察所有附件是否都裝好。用棉紗擦凈減速器外部, 放回
47、原處,擺放整齊。分析各零件作用、結構及類型:(1)、主要零部件:、軸:主要功用是直接支承回轉零件,以實現回轉運動并傳遞動 力。高速軸和中速軸都屬于齒輪軸;低速軸為轉軸、屬階梯軸。 、齒輪:裝配圖設計(一)、裝配圖的作用作用:裝配圖表明減速器各零件的結構及其裝配關系,表明減速器整體結構,所有零件的形狀和尺寸,相關零件間的聯接性質及減速器的工作原理,是減速器裝配、調試、維護等的技術依據,表明減速器各零件的裝配和拆卸的可能性、次序及減速器的調整和使用方法。裝備圖的總體規劃:(1)、視圖布局:、選擇3個基本視圖,結合必要的剖視、剖面和局部視圖加以補充。、選擇俯視圖作為基本視圖,主視和左視圖表達減速器外
48、形,將減速器的工作原理和主要裝配關系集中反映在一個基本視圖上。布置視圖時應注意:a整個圖面應勻稱美觀,并在右下方預留減速器技術特性表、技術要求、標題欄和零件明細表的位置。b、各視圖之間應留適當的尺寸標注和零件序號標注的位置。(2)、尺寸的標注:、特性尺寸:用于表明減速器的性能、規格和特征。如傳動零中心距及其極限偏差等。 、配合尺寸:減速器中有配合要求的零件應標注配合尺寸。如:軸承與軸、軸承外圈與機座、軸與齒輪的配合、聯軸器與軸等應標注公 稱尺寸、配合性質及精度等級。 、外形尺寸:減速器的最大長、寬、高外形尺寸表明裝配圖中整體所占空間。 、安裝尺寸:減速器箱體底面的長與寬、地腳螺栓的位置、間距及其通孔直徑、外伸軸端的直徑、配合長度及中心高等。(3)完成裝配圖:、標注尺寸:標注尺寸反映其的特性、配合、外形、安裝尺 寸。、
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