用于帶式運(yùn)輸機(jī)的減速器-V帶蝸桿減速器【一級】【F=1160N V=1.7 D=485】【CAD圖紙和說明書】

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V帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑槽型YZABCDE205075125200355500由機(jī)械設(shè)計P295表13-4查“V帶輪的基準(zhǔn)直徑”，得=200mm 誤差驗(yàn)算傳動比： （為彈性滑動率）誤差 符合要求 帶速 滿足5m/sv300mm，所以宜選用E型輪輻式帶輪?？傊?，小帶輪選H型孔板式結(jié)構(gòu)，大帶輪選擇E型輪輻式結(jié)構(gòu)。帶輪的材料：選用灰鑄鐵，HT200。1.7 確定帶的張緊裝置 選用結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便的定期調(diào)整中心距的張緊裝置。計算壓軸力 由機(jī)械設(shè)計P303表1312查得，A型帶的初拉力F0113.04N，上面已得到=164.57o，z=2，則對帶輪的主要要求是質(zhì)量小且分布均勻、工藝性好、與帶接觸的工作表面加工精度要高，以減少帶的磨損。轉(zhuǎn)速高時要進(jìn)行動平衡，對于鑄造和焊接帶輪的內(nèi)應(yīng)力要小, 帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。帶輪的外圈環(huán)形部分稱為輪緣，輪緣是帶輪的工作部分，用以安裝傳動帶，制有梯形輪槽。由于普通V帶兩側(cè)面間的夾角是40，為了適應(yīng)V帶在帶輪上彎曲時截面變形而使楔角減小，故規(guī)定普通V帶輪槽角 為32、34、36、38（按帶的型號及帶輪直徑確定），輪槽尺寸見表7-3。裝在軸上的筒形部分稱為輪轂，是帶輪與軸的聯(lián)接部分。中間部分稱為輪幅（腹板），用來聯(lián)接輪緣與輪轂成一整體。表 普通V帶輪的輪槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92） 項(xiàng)目 符號 槽型 Y Z A B C D E 基準(zhǔn)寬度 b p 5.3 8.5 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0 基準(zhǔn)線上槽深 h amin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6 基準(zhǔn)線下槽深 h fmin 4.7 7.0 8.7 10.8 14.3 19.9 23.4 槽間距 e 8 0.3 12 0.3 15 0.3 19 0.4 25.5 0.5 37 0.6 44.5 0.7 第一槽對稱面至端面的距離 f min 6 7 9 11.5 16 23 28 最小輪緣厚 5 5.5 6 7.5 10 12 15 帶輪寬 B B =( z -1) e + 2 f z 輪槽數(shù) 外徑 d a 輪 槽 角 32 對應(yīng)的基準(zhǔn)直徑 d d 60 - - - - - - 34 - 80 118 190 315 - - 36 60 - - - - 475 600 38 - 80 118 190 315 475 600 極限偏差 1 0.5 V帶輪按腹板（輪輻）結(jié)構(gòu)的不同分為以下幾種型式： （1） 實(shí)心帶輪：用于尺寸較小的帶輪(dd(2.53)d時)，如圖7 -6a。 （2） 腹板帶輪：用于中小尺寸的帶輪(dd 300mm 時)，如圖7-6b。 （3） 孔板帶輪：用于尺寸較大的帶輪(ddd) 100 mm 時)，如圖7 -6c 。 （4） 橢圓輪輻帶輪：用于尺寸大的帶輪(dd 500mm 時)，如圖7-6d。（a） （b） （c） （d）圖7-6 帶輪結(jié)構(gòu)類型根據(jù)設(shè)計結(jié)果，可以得出結(jié)論：小帶輪選擇實(shí)心帶輪，如圖（a）,大帶輪選擇腹板帶輪如圖（b）五、傳動零件的設(shè)計計算5.1、選擇蝸桿傳動類型 根據(jù)GB/T100851988的推薦,采用漸開線蝸桿(ZI) 。5.2、選擇材料考慮到蝸桿傳動功率不大,速度只是中等,故蝸桿采用45鋼;因希望效率高些,耐磨性好些,故蝸桿螺旋齒面要求淬火,硬度為4555HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1,金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬,僅齒圈用青銅制造,而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。5.3、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計準(zhǔn)則,先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計,再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。由教材【1】P254式(1112),傳動中心距(1) 確定作用在蝸桿上的轉(zhuǎn)矩(2) = Nm (2)確定載荷系數(shù)K因工作載荷有輕微沖擊,故由教材【1】P253取載荷分布不均系數(shù)=1;由教材P253表115選取使用系數(shù)由于轉(zhuǎn)速不高,沖擊不大,可取動載系數(shù);則由教材P252(3)確定彈性影響系數(shù)因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配,故=160。(4)確定接觸系數(shù)先假設(shè)蝸桿分度圓直徑和傳動中心距的比值=0.35從教材P253圖1118中可查得=2.9。(5)確定許用接觸應(yīng)力根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSn10P1,金屬模鑄造, 蝸桿螺旋齒面硬度45HRC,可從從教材【1】P254表117查得蝸輪的基本許用應(yīng)力=268。由教材【1】P254應(yīng)力循環(huán)次數(shù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60=60170.064（1810365）=1.23其中,(為蝸輪轉(zhuǎn)速)j為蝸輪每轉(zhuǎn)一周每個輪齒嚙合的次數(shù)j=11班制，每班按照8小時計算，壽命10年。壽命系數(shù)則(6)計算中心距(6)取中心距a=125mm,因i=20,故從教材【1】P245表112中取模數(shù)m=5mm, 蝸輪分度圓直徑=50mm這時=0.315從教材【1】P253圖1118中可查得接觸系數(shù)=2.9因?yàn)?,因此以上計算結(jié)果可用。5.4、蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸(1) 蝸桿軸向尺距mm;直徑系數(shù);齒頂圓直徑;齒根圓直徑;蝸桿齒寬B1=(9.5+0.09)m+25=112mm蝸桿軸向齒厚mm；分度圓導(dǎo)程角;(3) 蝸輪蝸輪齒數(shù)z1=2，由于查表沒有 z2=40,所以取 z2=41;變位系數(shù)mm;演算傳動比mm,這時傳動誤差比為, 是允許的。蝸輪分度圓直徑mm蝸輪喉圓直徑=（41+2X1）X5=215mm蝸輪齒根圓直徑蝸輪咽喉母圓半徑蝸桿和軸做成一體，即蝸桿軸。由參考文獻(xiàn)【1】P270圖蝸輪采用齒圈式，青銅輪緣與鑄造鐵心采用H7/s6配合，并加臺肩和螺釘固定，螺釘選6個5.5、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度當(dāng)量齒數(shù)根據(jù)從教材【1】P255圖1119中可查得齒形系數(shù)螺旋角系數(shù)從教材P25知許用彎曲應(yīng)力從教材【1】P256表118查得由ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力=56由教材P255壽命系數(shù)56Mpa可見彎曲強(qiáng)度是滿足的。5.6、驗(yàn)算效率已知=;與相對滑動速度有關(guān)。從教材P【1】264表1118中用插值法查得=0.0264, 代入式中得=0.884,大于原估計值,因此不用重算。5.7、精度等級公差和表面粗糙度的確定考慮到所設(shè)計的蝸桿傳動是動力傳動,屬于通用機(jī)械減速器,從GB/T100891988圓柱蝸桿、蝸輪精度中選擇7級精度,則隙種類為f,標(biāo)注為8f GB/T100891988。然后由參考文獻(xiàn)【3】P187查得蝸桿的齒厚公差為 =71m, 蝸輪的齒厚公差為 =130m;蝸桿的齒面和頂圓的表面粗糙度均為1.6m, 蝸輪的齒面和頂圓的表面粗糙度為1.6m和3.2m。5.8.熱平衡核算初步估計散熱面積：取(周圍空氣的溫度)為。軸的設(shè)計計算6.1、連軸器的設(shè)計計算1、輸入軸按扭矩初算軸徑選用45調(diào)質(zhì)，硬度217255HBS根據(jù)教材【1】P370（15-2）式，并查表15-3，取A0=115考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則d=14.58X（1+5%）mm=15.31mm標(biāo)準(zhǔn)孔徑d=30mm，即軸伸直徑為30mm，高速軸為了隔離振動與沖擊,選用有彈性柱銷連軸器，一邊連38mm一邊連30mm的只有LX3彈性柱銷連軸器滿足要求。 輸出軸按扭矩初算軸徑選用45#調(diào)質(zhì)鋼，硬度（217255HBS）根據(jù)教材【1】P370頁式（15-2），表（15-3）取A0=115 軸伸安裝聯(lián)軸器，考慮補(bǔ)償軸的可能位移，選用無彈性元件的聯(lián)軸器，由轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩得Tc=KT=1.59.5503.136/80=561.4Nm低速軸選用無彈性擾性聯(lián)軸器JB/ZQ4384-1997，標(biāo)準(zhǔn)孔徑d=45mm，許用應(yīng)力為800許用轉(zhuǎn)速250。參考【3】P154表5：型號公稱轉(zhuǎn)矩Tn允許轉(zhuǎn)速n軸孔直徑dY型長度LX31250N.m475030mm和3882mm無彈性撓性800N.m25045mm90mm 2、載荷計算公稱轉(zhuǎn)矩T1=35.36，T2=374.36。由書中表14-1查得=1.5，輸入軸1.5*35.36=53.04N.m1250N.m滿足要求；輸出軸1.5*374.36=561.54N.mB1（由于蝸桿齒頂圓直徑75.6mm，則做成齒輪軸)6段：直徑d6= d=48mm 長度L6=80mm7段：直徑d7=d3=40mm 長度L7=L3=20mm 圖三初選用30208型單列圓錐滾子軸承，其內(nèi)徑為40mm，寬度為18mm。 由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=L4+L6+L5+2(t-a)+2*（擋油環(huán)壁2mm）=289.70mm=290mm。為提高剛度，盡量縮小支承跨距L=（0.9-1.1）da1=（272.2-332.6）mm,則290mm滿足要求。（3）按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計算求小齒輪分度圓直徑：已知d1=0.063m d2=302.4mm=0.3024m求轉(zhuǎn)矩：已知T2=374.28Nm T1=35.0Nm求圓周力：Ft根據(jù)教材P252（10-3）式得：=2T1/d1=2*35/0.063=1111.11N=2T2/d2=2*374.28/0.3024N=2475.4N求徑向力Fr根據(jù)教材【1】P252（10-3）式得：Fr=tan=2475.4tan200=901N因?yàn)樵撦S兩軸承對稱，所以：LA=LB=145mm1、繪制軸的受力簡圖 2、繪制垂直面彎矩圖 軸承支反力：由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為： MC2=FrhL=555.6145=80.5Nm3、繪制水平面彎矩圖截面C在水平面上彎矩為：MC1=d*Ft/2=1111.1*63*/2=35Nm4、繪制合彎矩圖MC=(MC12+MC22)1/2=(35280.52)1/2=87.8Nm5、繪制扭矩圖轉(zhuǎn)矩：T= TI=35.0Nm校核危險截面C的強(qiáng)度 圖四由教材P373式（15-5）經(jīng)判斷軸所受扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力,取=0.6, 前已選定軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,由教材P362表15-1查得,因此,故安全。該軸強(qiáng)度足夠。 6.3、輸出軸的設(shè)計計算 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：（1）軸上的零件定位，固定和裝配 單級減速器中,可以將蝸輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，蝸輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過渡配合或過盈配合，軸呈階梯狀，左軸承從左面裝入，蝸輪套筒， 右軸承從右面裝入。（2）確定軸的各段直徑和長度1、段：直徑d1=45mm 2、段：由教材P364得：h=0.07 d1=0.0845=3.6mm直徑d2=d1+2h=45+23.6=52mm,該直徑處安裝密封氈圈，查參考文獻(xiàn)3知標(biāo)準(zhǔn)直徑可選55mm或50mm，但應(yīng)大于52mm取d2=55mm。2、 段：直徑d3=60mm ，由GB/T297-1994初選用30212型單列圓錐滾子軸承，其內(nèi)徑為60mm，T為23.75mm，B=22mm。4、段：由參考文獻(xiàn)2圖35知：d4=d3+2=60+2=62mm，5、段:起定位作用，h=0.08 d4=0.0862=5mm直徑d5=d4+2*5=72mm6、段：d6=60 圖五 1、從前面所選取聯(lián)軸器知長度取L1=90mm2、經(jīng)過初步估算取軸承端蓋的總寬度為26mm，軸長度取L2=50 mm3、由B=22mm，軸承 離箱體內(nèi)壁10mm，蝸輪輪轂端面與內(nèi)機(jī)壁距離12mm，再加上與蝸輪輪轂端面間隙2mm，得L3=46mm(安裝套筒定位）4、由輪轂的寬度L=90mm則此段長度要比L小2mm， 取L4=88mm5、輪轂離箱體內(nèi)壁12mm，不能干擾擋油環(huán)的安裝需小于12mm，取L5=8mm6、由于輪是對稱裝置的，即在箱體中心，經(jīng)過計算L6=36mm由上述軸各段長度及正裝T=23.75mm，a=22.4可由L=（L4+2）+L5+（套筒長）+2(T-a)算得軸支承受力跨距L=136.7mm取138計算。 （3）按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計算求分度圓直徑：已知d2=302.4mm求轉(zhuǎn)矩：已知T2= TII=374.28Nm求圓周力Ft：根據(jù)教材P198（10-3）式得=2T2/d2=2475.4N =1111.1N求徑向力Fr：根據(jù)教材P198（10-3）式得Fr=tan=2475.4tan200=901N兩軸承對稱則LA=LB=69mm 圖六 1、求支反力FAY、FBY、FAZ、FBZ2、由兩邊對稱，截面C的彎矩也對稱，截面C在垂直面彎矩為 MC2=FrhL=1237.769=85.4Nm3、截面C在水平面彎矩為MC1=d*Ft/2=2475.4*302.4*/2=374.3Nm4、計算合成彎矩MC=（MC12+MC22）1/2=（85.42+374.32）1/2=384Nm5、校核危險截面C的強(qiáng)度由式（15-5）由教材P373式（15-5）經(jīng)判斷軸所受扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為對稱循環(huán)變應(yīng)力,取=1, 前已選定軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,由教材【1】P362表15-1查得,因此,故安全。此軸強(qiáng)度足夠七、滾動軸承的選擇及校核計算根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計壽命：1班制，每班按照8小時計算，壽命10年。=1810300=29200小時。7.1、計算輸入軸軸承初選兩軸承30208型單列圓錐滾子軸承查參考文獻(xiàn)【3】可知蝸桿承軸30208兩個，蝸輪軸承30213兩個，(GB/T297-1994)表6：軸承代號基本尺寸/mm 計算系數(shù)基本額定/kNdDTa受力點(diǎn) e Y動載荷Cr靜載荷Cor30208408019.7516.90.371.663.074.0302126011023.7522.40.41.5103130 圖七 (1)求兩軸承受到的徑向載荷和將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面圖(2)和水平面圖(3)兩個平面力系。其中圖(3)中的為通過另加轉(zhuǎn)矩而平移到指定軸線;圖(1)中的亦通過另加彎矩而平移到作用于軸線上。由力分析知: N （2）求兩軸承的計算軸向力對于30208型軸承,按教材P322表13-7,其中,e為教材P321表13-5中的判斷系數(shù)e=0.37,因此估算按教材P322式(13-11a) =284N(3)求軸承當(dāng)量動載荷和因?yàn)閑由教材【1】P321表13-5分別進(jìn)行查表或插值計算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為對軸承1 =0.40, =1.6對軸承2 =1, =0因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有輕微沖擊,按教材P321表13-6, ,取。則由教材P320式(13-8a)=1.1*(0.40*584.5+1.6*2759.4)=5110N67.9KN=1.1*1*909=1000N46720h故所選軸承滿足壽命要求。7.2、計算輸出軸軸承 圖八初選兩軸承為30212型圓錐滾子軸承查圓錐滾子軸承手冊可知其基本額定動載荷=103KN基本額定靜載荷=130KN(1)求兩軸承受到的徑向載荷和將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面圖(2)和水平面圖(3)兩個平面力系。其中圖(3)中的為通過另加轉(zhuǎn)矩而平移到指定軸線;圖(1)中的亦通過另加彎矩而平移到作用于軸線上。由力分析知: N （2）求兩軸承的計算軸向力 對于30213型軸承,按教材P322表13-7,其中,e為教材P321表13-5中的判斷系數(shù)e=0.4,因此估算按教材P322式(13-11a) =415N(3) 求軸承當(dāng)量動載荷和 e對軸承1 =0.4, =1.5對軸承2 =1 =0因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有輕微沖擊,按教材P321表13-6, ,取。則由教材P320式(13-8a)=1.1*(0.40*1289.5+1.5*1526)=3085.5N121KN=1.1*1*1245=1369.5N46720h故所選軸承滿足壽命要求8、 鍵及聯(lián)軸器連接的選擇及校核計算8.1、連軸器與電機(jī)連接采用平鍵連接查表P174的Y132M軸徑d1=38mm，E=80mm取L電機(jī)=50mm查參考文獻(xiàn)5P140選用A型平鍵，得：b=10 h=8 L=50即：鍵A1050 GB/T1096-2003 T額=20000Nm 根據(jù)教材P106式6-1得p=2T2/dhl=220000/（10850）=10Mpap(110Mpa)8.2、輸入軸與聯(lián)軸器連接采用平鍵連接軸徑d2=30mm L1=80mm T=35.0Nm查手冊選A型平鍵，得：b=8 h=7 L=70 軸槽深t=4.4mm，輪轂槽深=3.3mm即：鍵A870 GB/T1096-2003p=2T/dhl=235000/（30770）=4.76Mpap(110Mpa) 8.3、輸出軸與聯(lián)軸器連接用平鍵連接軸徑d3=45mm L2=90mm T=374.28N.m查手冊P51 選用A型平鍵，得：b=14 h=9 L=80 軸槽深t=5.5mm，輪轂槽深=3.8mm即：鍵A1880GB/T1096-2003根據(jù)教材P106（6-1）式得p=2T/dhl=2374280/（45980）=23.1Mpap (110Mpa) 8.4輸出軸與渦輪連接用平鍵連接軸徑d4=62mm L2=88mm T=374.28N.m查手冊P51 選用A型平鍵，得：b=18 h=11 L=80 軸槽深t=7mm，輪轂槽深=4.4mm根據(jù)教材P106（6-1）式得p=2T/dhl=2374280/（621180）=13.7Mpa2m+15.6取18mm9.3、齒輪的潤滑因齒輪的圓周速度45%，長度60%；（4）30212和30208型單列圓錐滾子軸承的軸向游隙均為0.100.15mm；用潤滑油潤滑；（5）減速器裝置內(nèi)裝CKC150工業(yè)用油至規(guī)定的油面高度范圍；（6）減速器外表面涂灰色油漆；（7）按減速器的實(shí)驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行試驗(yàn)。（8）最低浸油一個齒高，最高浸油面比最低浸油面高出10mm 電動機(jī)型號： Y100L-2 設(shè)計小結(jié)經(jīng)過幾周的課程設(shè)計，我終于完成了自己的設(shè)計，還是感覺學(xué)到了很多的關(guān)于機(jī)械設(shè)計的知識，這些都是在平時的理論課中不能學(xué)到的。還將過去所學(xué)的一些機(jī)械方面的知識系統(tǒng)化，使自己在機(jī)械設(shè)計方面的應(yīng)用能力得到了很大的加強(qiáng)。除了知識外，也體會到作為設(shè)計人員在設(shè)計過程中必須嚴(yán)肅、認(rèn)真，并且要有極好的耐心來對待每一個設(shè)計的細(xì)節(jié)。在設(shè)計過程中，我們會碰到好多問題，這些都是平時上理論課中不會碰到，或是碰到了也因?yàn)椴挥枚蝗ド罹康膯栴}，但是在設(shè)計中，這些就成了必須解決的問題，如果不問老師或是和同學(xué)討論，把它搞清楚，在設(shè)計中就會出錯，甚至整個方案都必須全部重新開始。比如軸上各段直徑的確定，以及各個尺寸的確定