| wuyanjun |
2008-12-30 18:51 |
1、输入齿轮的各项参数: Leb
Kzqe ATkd# k%S 齿数:tooths;模数:mn;压力角:angle;螺旋角:helix;变位系数:xn;齿高变动系数:teeth_change_modulus; {P6Bfh7CZ >.qFhO\1so 径向间隙系数:c_modulus;齿顶高系数:ha_modulus;齿宽:teeth_width;齿厚等于http://www.ji-xie.net.cn齿槽宽的圆的直径:dse; ]00 so` #1%@R<` 2、编辑齿轮关系式:见“软件下载”区; ,w~3K%B4 ~
=u8H 3、插入基准曲线(草绘): :=hL}(~] fDs T@W,K FRONT平面作为草绘平面,绘制4个圆,圆的直径分别设定为:da, db, df, dse;完成后如下图: o:#jvi84F j9k:!|(2' :XY%@n 本篇教程来源于 完全教程网 原文链接:http://203.208.35.101/search?q=cache:Ud8Xi5GRvbsJ:www.pcstu.com/IndustrialDesign/Pro_E/proym/20070214/32062.html+%E6%96%9C%E9%BD%BF%E5%9C%86%E6%9F%B1%E9%BD%BF&hl=zh-CN&ct=clnk&cd=4&gl=cn&st_usg=ALhdy29tKpA6uTN7VmfcxRYwRSxWz-o5TQ |X=p`iz1& 回答者: lovegps - 副总裁 十级 11-25 14:33 R%3yxnM* 一、 设计题目:二级直齿圆柱齿轮减速器 w<B
S 1. 要求:拟定传动关系:由电动机、V带、减速器、联轴器、工作机构成。 tCrEcjT- 2. 工作条件:双班工作,有轻微振动,小批量生产,单向传动,使用5年,运输带允许误差5%。 wK2$hsque 3. 知条件:运输带卷筒转速 ,
:Hq%y/ 减速箱输出轴功率 马力, 1vo3aF 二、 传动装置总体设计: C[,h! 1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 Qp<*or@ 2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀,要求轴有较大的刚度。 -Hm"Dx 3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 其传动方案如下: 1<vJuF^ (/uN+ 三、 选择电机 J~KO#` 1. 计算电机所需功率 : 查手册第3页表1-7: _qE9]mU -带传动效率:0.96 d[?RL&hJO -每对轴承传动效率:0.99 WuE]pm]c -圆柱齿轮的传动效率:0.96 uM$b/3%s -联轴器的传动效率:0.993 MX]#|hEeQ —卷筒的传动效率:0.96 N[Xm5J 说明: ,u|>%@h -电机至工作机之间的传动装置的总效率: P1OYS\ #v(As)4^ "S#$:92 2确定电机转速:查指导书第7页表1:取V带传动比i=2 4 ky|k g@n{ 二级圆柱齿轮减速器传动比i=8 40所以电动机转速的可选范围是: X}'rPz\Lu QyA^9@iVs 符合这一范围的转速有:750、1000、1500、3000 bDDP:INm. 根据电动机所需功率和转速查手册第155页表12-1有4种适用的电动机型号,因此有4种传动比方案如下: ~EmK;[Z 方案 电动机型号 额定功率 同步转速 oPs asa r/min 额定转速 iY`[dsT r/min 重量 总传动比 RK@K>)"f 1 Y112M-2 4KW 3000 2890 45Kg 152.11 P>q~ocq< 2 Y112M-4 4KW 1500 1440 43Kg 75.79 1CJ1-]S(3 3 Y132M1-6 4KW 1000 960 73Kg 50.53 ]A[}:E 5} 4 Y160M1-8 4KW 750 720 118Kg 37.89 .~I:Hcf/ 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比,可见第3种方案比较合适,因此选用电动机型号为Y132M1-6,其主要参数如下: ;L:UYhDbUx cl`kd)"v 额定功率kW 满载转速 同步转速 质量 A D E F G H L AB 1;m?:|6K{ 4 960 1000 73 216 38 80 10 33 132 515 280 T^eD 四 确定传动装置的总传动比和分配传动比: roZn{+f 总传动比: B[mZQ&Gz`a 分配传动比:取 则 5q4wREh 取 经计算 ~Q"qz<WO 注: 为带轮传动比, 为高速级传动比, 为低速级传动比。 LntRLB' 五 计算传动装置的运动和动力参数: EiD41N 将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴 MX*4d{ l ——依次为电机与轴1,轴1与轴2,轴2与轴3,轴3与轴4之间的传动效率。 I[A<e]uK 1. 各轴转速: %l%ad-V {6LS$3}VM -ik$<>{X 2各轴输入功率: nd\$Y !|9@f$Jv z*VK{O)o qCVb-f 3各轴输入转矩: ]hlQU%& y+^KVEw VSO(DCr"L D|Tz{DRG KY2z)#/ 运动和动力参数结果如下表: rLeQBp' 轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min DIYR8l}x 输入 输出 输入 输出 OtAAzc!dQ 电动机轴 3.67 36.5 960 T
g(\7Kq 1轴 3.52 3.48 106.9 105.8 314.86 E}zGY2Xx 2轴 3.21 3.18 470.3 465.6 68 u=PLjrB~} 3轴 3.05 3.02 1591.5 1559.6 19.1 .5SYN-@ 4轴 3 2.97 1575.6 1512.6 19.1 _TdH6[9 六 设计V带和带轮: 2I suBX\[ 1.设计V带 &n?RKcH}d ①确定V带型号 0WZd $ 查课本 表13-6得: 则 Ta3* G 根据 =4.4, =960r/min,由课本 图13-5,选择A型V带,取 。 7<:o4\q?m 查课本第206页表13-7取 。 t\:=|t, 为带传动的滑动率 。
^0{t ②验算带速: 带速在 范围内,合适。 6e|uA7i4 ③取V带基准长度 和中心距a: `o{_+Li9 初步选取中心距a: ,取 。 Ei2M~/ 由课本第195页式(13-2)得: 查课本第202页表13-2取 。由课本第206页式13-6计算实际中心距: 。 6*1f -IbV ④验算小带轮包角 :由课本第195页式13-1得: 。 mxH63$R ⑤求V带根数Z:由课本第204页式13-15得: m+dQBsz\ 查课本第203页表13-3由内插值法得 。 //3fgoly butBS ,9KnC=_y EF=0.1 m1K4_a)^[ =1.37+0.1=1.38 Z>/
*q2 vytO8m%U L;Yn q<x h8k\~/iJ EF=0.08 .2|(!a9W qs8^qn0A $WRRCB/A6 /A>nsN?:] 查课本第202页表13-2得 。 hZ|0<u 查课本第204页表13-5由内插值法得 。 =163.0 EF=0.009 [Tvdchl OC =0.95+0.009=0.959 lkp$rJ#6 h*hkl# CCC9I8rZD $E8}||d +~==qLsU O#{`Fj` 5)rN#_BKj 则 9[&q
C 取 根。 Oku7&L1 ⑥求作用在带轮轴上的压力 :查课本201页表13-1得q=0.10kg/m,故由课本第197页式13-7得单根V带的初拉力: I!lR 7% 作用在轴上压力: I4<_y5 。 B<.ZW}#v 七 齿轮的设计: *6}'bdQbNP 1高速级大小齿轮的设计: ~XXNzz]? ①材料:高速级小齿轮选用 钢调质,齿面硬度为250HBS。高速级大齿轮选用 钢正火,齿面硬度为220HBS。 AYsHA w ②查课本第166页表11-7得: 。 BNO+-ob- 查课本第165页表11-4得: 。 =RM]/O9 故 。 ,t*H: * 查课本第168页表11-10C图得: 。 y\9#"=+ 故 。 !4z vkJO ③按齿面接触强度设计:9级精度制造,查课本第164页表11-3得:载荷系数 ,取齿宽系数 计算中心距:由课本第165页式11-5得: 8wkt9: 考虑高速级大齿轮与低速级大齿轮相差不大取 zlkW-rRkR 则 取 R9K~b^` 实际传动比: XQOM6$~, 传动比误差: 。 U9\w)D|+eE 齿宽: 取 y\:Ma7V 高速级大齿轮: 高速级小齿轮: L|'B* ④验算轮齿弯曲强度: #op0|:/N 查课本第167页表11-9得: J9J/3O
Q= 按最小齿宽 计算: _$ 8:\[J 所以安全。 (b1e!gJpy ⑤齿轮的圆周速度: SoFl]^l 查课本第162页表11-2知选用9级的的精度是合适的。 CLuQ=-[| 2低速级大小齿轮的设计: +'VYqu/ ①材料:低速级小齿轮选用 钢调质,齿面硬度为250HBS。 L@?3E`4/v 低速级大齿轮选用 钢正火,齿面硬度为220HBS。 _0ZBG( ②查课本第166页表11-7得: 。 d<m.5ECC} 查课本第165页表11-4得: 。 yKz%-6cpSl 故 。 ,sg\K>H= 查课本第168页表11-10C图得: 。 .E7"Lfs- 故 。 HRCnjem/v\ ③按齿面接触强度设计:9级精度制造,查课本第164页表11-3得:载荷系数 ,取齿宽系数 ^oE#;aS 计算中心距: 由课本第165页式11-5得: nYBa+>3BDf fMM%,/b{ 取 则 取 7e#|Iq:o 计算传动比误差: 合适 N>)Db 齿宽: 则取 #D ]CuSi 低速级大齿轮: [;~"ctf{ 低速级小齿轮: *l%&/\ ④验算轮齿弯曲强度:查课本第167页表11-9得: 0x^lHBYc 按最小齿宽 计算: wL>;_KdU` 安全。 bV"t;R9 ⑤齿轮的圆周速度: *|@386\ 查课本第162页表11-2知选用9级的的精度是合适的。 /?S^#q>m% 八 减速器机体结构尺寸如下: /cvMp#<] 名称 符号 计算公式 结果 Nz;\PS 箱座厚度 2,|;qFJY-@ Pl2eDv-y 10 #veV {,g 箱盖厚度 .2ZFJ.Z" {&6i$4T 9 P>`|.@ 箱盖凸缘厚度 vWa\8y f BP\6N%HC%& 12 8 tIy"5 箱座凸缘厚度 _]eyt_ dI!/H&`B] 15 d..JW{ 箱座底凸缘厚度 ;=6EBP% ;&O *KhLH 25 -YrMVoZl 地脚螺钉直径 Ea-U+7JC 9^nRwo
M24 T{yJL< 地脚螺钉数目 #~.RJ% 查手册 6 Bx5kqHp^1 轴承旁联结螺栓直径 Ap4.c8f?Q- f"zmN G' M12 j"VDqDDz 盖与座联结螺栓直径 !aL=R)G&e =(0.5 0.6) o)R<sT M10 4GXS( 轴承端盖螺钉直径 2Vw2r@S/ =(0.4 0.5) Z aS29} v53|)]V m^,VEV> 10 aeAx0yE[p 视孔盖螺钉直径 eg1F[~YL/ =(0.3 0.4) Q(e 8 -*Th=B- 定位销直径 ;P/ 4.|< =(0.7 0.8) %&q}5Y4! 8 4%I[.dBnM , , 至外箱壁的距离 [9#zEURS 查手册表11—2 34 Z_Y'#5o# 22 nr,Z0 18 S2nX{= , 至凸缘边缘距离 ;y50t$0
查手册表11—2 28 .0~uM!3y 16 ~-B+7 外箱壁至轴承端面距离 mZjpPlJ = + +(5 10) U=U5EdN; 50 YhqMTOw 大齿轮顶圆与内箱壁距离 y~VI,82* >1.2 Chx+p&! 15 y\Utm$)j 齿轮端面与内箱壁距离 bMNr +N > .aVt d
[ 10 PL3hrI 5 箱盖,箱座肋厚 XrWWV2[ .`V$j.a 9 `u PLyS. 8.5 3JkdP h 轴承端盖外径
UT9u? +(5 5.5) HXztEEK6 120(1轴) J_m@YkK 125(2轴) "Aw)0a[j1 150(3轴) AQT_s9"0 轴承旁联结螺栓距离 ^w2 HF .>P:{'' 120(1轴) sowwXrECg@ 125(2轴) SW'eTG 150(3轴) o0|Ex\ 九 轴的设计: _L$a[zH 1高速轴设计: )5gj0#|CG@ ①材料:选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2取 C=100。 ela^L_N hF ②各轴段直径的确定:根据课本第230页式14-2得: 又因为装小带轮的电动机轴径 ,又因为高速轴第一段轴径装配大带轮,且 所以查手册第9页表1-16取 。L1=1.75d1-3=60。 (/,l0 因为大带轮要靠轴肩定位,且还要配合密封圈,所以查手册85页表7-12取 ,L2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。 0y?;o*&U\ 段装配轴承且 ,所以查手册62页表6-1取 。选用6009轴承。 :."oWqb) L3=B+ +2=16+10+2=28。 Q~VM.G 段主要是定位轴承,取 。L4根据箱体内壁线确定后在确定。 ~1[n@{*: ( 装配齿轮段直径:判断是不是作成齿轮轴: L$.3,./ 查手册51页表4-1得: G9yK/g&q 得:e=5.9<6.25。 ;FRUB@: 段装配轴承所以 L6= L3=28。 isQOt *
i 2 校核该轴和轴承:L1=73 L2=211 L3=96 8T6NG!/ 作用在齿轮上的圆周力为: 5g/,VMe 径向力为 ^\?Rh(pu 作用在轴1带轮上的外力: =!xX{o?64 求垂直面的支反力: >eQ.y-
4 |iUC\F=- <r$h =hM 求垂直弯矩,并绘制垂直弯矩图: 0doJF@H O=(F46 M c@3 5\!9 求水平面的支承力: WKlyOK=} 由 得 b \ln XN N zqXF`MAB= N }$'_%, 求并绘制水平面弯矩图: *Q/^ib9= n$r`s`} #?jsC) 求F在支点产生的反力: /Xb4'Qj Zr2!}jD9a ] \_tO 求并绘制F力产生的弯矩图: zIjfxK Zd>sdS`#r x5BS|3W$a F在a处产生的弯矩: J
3C^tV -bzlp7q* 求合成弯矩图: 1BU97!
考虑最不利的情况,把 与 直接相加。 jS##zC NimgU Fa i\ X3t5 求危险截面当量弯矩: ]0ErT9 从图可见,m-m处截面最危险,其当量弯矩为:(取折合系数 ) Vb\g49\o/ R^o535pozc 计算危险截面处轴的直径: 8Sj<,+XFq 因为材料选择 调质,查课本225页表14-1得 ,查课本231页表14-3得许用弯曲应力 ,则: >RkaFcq m{ !$_z8: 因为 ,所以该轴是安全的。 m1Y a 3轴承寿命校核: w|s2f`! 轴承寿命可由式 进行校核,由于轴承主要承受径向载荷的作用,所以 ,查课本259页表16-9,10取 取 xL"J?Gy 按最不利考虑,则有: O8A1200 \2 N;VE 则 因此所该轴承符合要求。 SYA~I-OYc 4弯矩及轴的受力分析图如下: vxEi C:&] `v``}8tm 5键的设计与校核: $Z#~wsw 根据 ,确定V带轮选铸铁HT200,参考教材表10-9,由于 在 范围内,故 轴段上采用键 : , M?"4{ 采用A型普通键: &AJkYh 键校核.为L1=1.75d1-3=60综合考虑取 =50得 查课本155页表10-10 所选键为: j;]I
-M[ 中间轴的设计: 8^y=YUT ①材料:选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2取 C=100。 f^B8!EY#: ②根据课本第230页式14-2得: B #%QY\<X 段要装配轴承,所以查手册第9页表1-16取 ,查手册62页表6-1选用6208轴承,L1=B+ + + =18+10+10+2=40。
S
W%>8 装配低速级小齿轮,且 取 ,L2=128,因为要比齿轮孔长度少 。 D5P-$1KPt 段主要是定位高速级大齿轮,所以取 ,L3= =10。 9u{[e" 装配高速级大齿轮,取 L4=84-2=82。 |kPgXq6 段要装配轴承,所以查手册第9页表1-16取 ,查手册62页表6-1选用6208轴承,L1=B+ + +3+ =18+10+10+2=43。 xOj#%; ③校核该轴和轴承:L1=74 L2=117 L3=94 B]G2P`sN 作用在2、3齿轮上的圆周力: )2?]c N Yu_*P-Ja6 径向力: 1n^N`lD8]6 QjY}$ AYfOETz 求垂直面的支反力 <$z[pw< g]?pY `J,>#Y6(J 计算垂直弯矩: 9m$"B*&6G
t;w<n" Bam.B6- 求水平面的支承力: t"GnmeH
i `D[O\ VE *mp:#' 计算、绘制水平面弯矩图: B.5+!z&7 Dnw^H. &@oI/i&0B 求合成弯矩图,按最不利情况考虑: w gS'/ + m-88 p-.kBF 求危险截面当量弯矩: p]RQ-0 从图可见,m-m,n-n处截面最危险,其当量弯矩为:(取折合系数 ) FJtmRPP[r -\f7qRW^U VU,G.eLW 计算危险截面处轴的直径: <?7qI8 5OT n-n截面: 1cOR?=G~ m-m截面: .4%z$(+6 由于 ,所以该轴是安全的。 (dSYb&] 轴承寿命校核: Ct)58f2 轴承寿命可由式 进行校核,由于轴承主要承受径向载荷的作用,所以 ,查课本259页表16-9,10取 取 i;^lh]u zb9G&'7 6}E>B{Y 则 ,轴承使用寿命在 年范围内,因此所该轴承符合要求。 .yy*[56X ④弯矩及轴的受力分析图如下: /io06)-/n ⑤键的设计与校核: n/1t UF 已知 参考教材表10-11,由于 所以取 BC.3U.
因为齿轮材料为45钢。查课本155页表10-10得 ~@c<5 -`{ L=128-18=110取键长为110. L=82-12=70取键长为70 hE(R[hc 根据挤压强度条件,键的校核为: ]?VVwft 8*0QVFn$ 所以所选键为: hc
q&`Gun 从动轴的设计: 59)w+AW ⑴确定各轴段直径 VNWB$mM.2 ①计算最小轴段直径。 n5d8^c! 2 因为轴主要承受转矩作用,所以按扭转强度计算,由式14-2得: uG7]s]Wdz; 考虑到该轴段上开有键槽,因此取 7o+L 查手册9页表1-16圆整成标准值,取 <Tgy$Hm ②为使联轴器轴向定位,在外伸端设置轴肩,则第二段轴径 。查手册85页表7-2,此尺寸符合轴承盖和密封圈标准值,因此取 。 J "I,] ③设计轴段 ,为使轴承装拆方便,查手册62页,表6-1,取 ,采用挡油环给轴承定位。选轴承6215: 。 p}!i_P ④设计轴段 ,考虑到挡油环轴向定位,故取 /lC# !$9vz ⑤设计另一端轴颈 ,取 ,轴承由挡油环定位,挡油环另一端靠齿轮齿根处定位。 6a,8t ⑥ 轮装拆方便,设计轴头 ,取 ,查手册9页表1-16取 。 5wV J.B~s ⑦设计轴环 及宽度b oIick 使齿轮轴向定位,故取 取 HN5661;8 , \bd KLcKI, ⑵确定各轴段长度。 fVn4=d6X 有联轴器的尺寸决定 (后面将会讲到). ?.`
ga* Jd7chIK 因为 ,所以 z9S
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