wuyanjun |
2008-12-30 18:51 |
1、输入齿轮的各项参数: 9mn~57`y l O* 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; [4bE"u vg@5`U`^h 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; </5 iFcSz 2、编辑齿轮关系式:见“软件下载”区; sredL#]BA @ZJ}lED3 3、插入基准曲线(草绘): :i
{;
81V P*%P"g 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: #h9Gl@| vr?u=_%Z G;pmR^ 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 a+ O?bO 回答者: lovegps - 副总裁 十级 11-25 14:33 1=9GV+`n 一、 设计题目:二级直齿圆柱齿轮减速器 CK|AXz+EN 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。 cH:&S=>h 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%。 #)48dW!n 3. 知条件:运输带卷筒转速 , O}2/w2n 减速箱输出轴功率 马力, +R;LHRS% 二、 传动装置总体设计: $T66%wX 1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 v_v>gPl, 2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀,要求轴有较大的刚度。 Slv:CM
M 3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 其传动方案如下: -k2|`t _ m#O; 1/P 三、 选择电机 (n2_HePE 1. 计算电机所需功率 : 查手册第3页表1-7: T$<'ZC -带传动效率:0.96 GNB'.tJ:0Y -每对轴承传动效率:0.99 B`3z(a92S -圆柱齿轮的传动效率:0.96 -byaV;T?" -联轴器的传动效率:0.993 ]c|JxgU —卷筒的传动效率:0.96 s`[V{1m, 说明: I0x;rP -电机至工作机之间的传动装置的总效率: Qgf|obrEi6 t,0}}9%? ''! j:49 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 (Nd)$Oq[4 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: dN:^RCFzS iyUnxqP 符合这一范围的转速有:750、1000、1500、3000 =`N 0 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: \`2EfYJ{ 方案 电动机型号 额定功率 同步转速 iYw1{U r/min 额定转速 1;{nU.If r/min 重量 总传动比 G-]<+-Q$4 1 Y112M-2 4KW 3000 2890 45Kg 152.11 H.]<fvP 2 Y112M-4 4KW 1500 1440 43Kg 75.79 /|h+,]<
> 3 Y132M1-6 4KW 1000 960 73Kg 50.53 qx*b\6Rt 4 Y160M1-8 4KW 750 720 118Kg 37.89 #SI]^T| 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比,可见第3种方案比较合适,因此选用电动机型号为Y132M1-6,其主要参数如下: {,T=Siy {9j0k`A 额定功率kW 满载转速 同步转速 质量 A D E F G H L AB d$E>bo-\ 4 960 1000 73 216 38 80 10 33 132 515 280 T?jN/}qg 四 确定传动装置的总传动比和分配传动比: a0B%x!y^ 总传动比: [(TmAEON 分配传动比:取 则 ^ u0y<kItX 取 经计算 (6[/7e) 注: 为带轮传动比, 为高速级传动比, 为低速级传动比。 h. 4#C}> ) 五 计算传动装置的运动和动力参数: pa?AKj] 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 83# <Yxk~ ——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。 86?~N 1. 各轴转速: e8xNZG; )?l7I* A5 4u} 2各轴输入功率: Y<N#{)Q zJUT<%[U pj3H4yCM: \FCPD.2s+ 3各轴输入转矩: 1E4`&? Q4S:/"*v8 )/OIzbA3# 2pSp(@N3 vJ 28A 运动和动力参数结果如下表: B(eiRr3 轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min =0;njL(7; 输入 输出 输入 输出 **1=|aa: 电动机轴 3.67 36.5 960 GH3RRzp r 1轴 3.52 3.48 106.9 105.8 314.86 0Am\02R.C, 2轴 3.21 3.18 470.3 465.6 68 GGZ9DC\{ 3轴 3.05 3.02 1591.5 1559.6 19.1 30s A\TZ 4轴 3 2.97 1575.6 1512.6 19.1 KMl3`+i 六 设计V带和带轮: DM\pi9<m 1.设计V带 : ?Z9 ①确定V带型号 wLE|J9t%Ea 查课本 表13-6得: 则 [IHG9Xg 根据 =4.4, =960r/min,由课本 图13-5,选择A型V带,取 。 5dX0C 查课本第206页表13-7取 。 zt!> 为带传动的滑动率 。 >,)U46 ②验算带速: 带速在 范围内,合适。 @|OGxQoC ③取V带基准长度 和中心距a: ]]_c3LJ2` 初步选取中心距a: ,取 。 C9FAX$$^(Y 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: 。 *kj+6`:CPs ④验算小带轮包角 :由课本第195页式13-1得: 。 ew c:-2Y^ ⑤求V带根数Z:由课本第204页式13-15得: 6vU%Y_n=y] 查课本第203页表13-3由内插值法得 。 N!\1O, u2I@ fH/ F<*zL:-Z EF=0.1 N];K =1.37+0.1=1.38 bpDlFa \"5p)( lm +s5}*%o fX1Ib$v EF=0.08 \,!Qo*vj 4T){z^"
+lf`Dd3 {9Q**U`w 查课本第202页表13-2得 。 0juP"v$C> 查课本第204页表13-5由内插值法得 。 =163.0 EF=0.009 |a'$v4dCF =0.95+0.009=0.959 9El{>&Fs4 ]&='E.f i0?/\@gd D7jbo[GgS }p8iq %qVD-Jln p<FqK/ 则 f|j<Mj+\ 取 根。 N6*FlG- ⑥求作用在带轮轴上的压力 :查课本201页表13-1得q=0.10kg/m,故由课本第197页式13-7得单根V带的初拉力: -BwZ 作用在轴上压力: !rZZ/M"i 。 OU?.}qc<wE 七 齿轮的设计: :j32 :/u 1高速级大小齿轮的设计: '@^mesMG ①材料:高速级小齿轮选用 钢调质,齿面硬度为250HBS。高速级大齿轮选用 钢正火,齿面硬度为220HBS。 q[. p(6: ②查课本第166页表11-7得: 。 LMp^]*)t 查课本第165页表11-4得: 。 "5\6`\/ 故 。 scE#&OWF% 查课本第168页表11-10C图得: 。 q1rD>n&d 故 。 _.m|Ml,`{ ③按齿面接触强度设计:9级精度制造,查课本第164页表11-3得:载荷系数 ,取齿宽系数 计算中心距:由课本第165页式11-5得: x-q_sZ^8 考虑高速级大齿轮与低速级大齿轮相差不大取 og4mLoLA 则 取 @qF:v]=_@ 实际传动比: fK^;?4 传动比误差: 。 P_.AqEH 齿宽: 取 hSj@<#b>F 高速级大齿轮: 高速级小齿轮: }YU\}T-P ④验算轮齿弯曲强度: TFXKC l 查课本第167页表11-9得: 1>bNw-kz7 按最小齿宽 计算: A5s;<d0 所以安全。 a3Xd~Qs ⑤齿轮的圆周速度: >52%^ ? 查课本第162页表11-2知选用9级的的精度是合适的。 r\ C"Fx^ 2低速级大小齿轮的设计: .k,,PuP ①材料:低速级小齿轮选用 钢调质,齿面硬度为250HBS。 B~YOU3 低速级大齿轮选用 钢正火,齿面硬度为220HBS。 DX/oHkLD' ②查课本第166页表11-7得: 。 zXIdup@ 查课本第165页表11-4得: 。 Fj`K$K? 故 。 >h$Q%w{V 查课本第168页表11-10C图得: 。 Q-yNw0V}F 故 。 ;O<-4$ 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 j=u)
z7J 计算中心距: 由课本第165页式11-5得: 6|4ID" rG%8ugap 取 则 取 59X XmVg 计算传动比误差: 合适 vm=d?*cR 齿宽: 则取 tLP
Er@ 低速级大齿轮: LMLrH. 低速级小齿轮: UC.kI&A ④验算轮齿弯曲强度:查课本第167页表11-9得: ehZ/J5 按最小齿宽 计算: l.BiE<& 安全。 ;Qq7@(2y ⑤齿轮的圆周速度: @=BApuer+ 查课本第162页表11-2知选用9级的的精度是合适的。 `yC[Fn"E^ 八 减速器机体结构尺寸如下: Io{BO.K*Y 名称 符号 计算公式 结果 w8`B}Dr23 箱座厚度 D&OskM60 R_ )PbFw 10 V \/Qik{h 箱盖厚度 h%sw^;\! Fx:4d$>; 9 ;"8BbF. 箱盖凸缘厚度 ONFx -U] equi26jhr 12 b&RsxW7 箱座凸缘厚度 x4v&%d=M @h/-P'Lc=7 15 7/)0{B4U' 箱座底凸缘厚度 `r0lu_.$]4 /bL L!nD=^ 25 0#~k)>(7lR 地脚螺钉直径 ZWKvz3Wt `$vf 9'\+ M24 7W>(T8K X\ 地脚螺钉数目 Uz%ynH 查手册 6 ]&tcocq 轴承旁联结螺栓直径 CV2#G *
Ve<f} M12 Q(4~r+ 盖与座联结螺栓直径 JkKbw&65 =(0.5 0.6) E
H|L1g M10 ?6h~P:n. 轴承端盖螺钉直径 5tEkQ(Ei8 =(0.4 0.5) t[MM=6|Wb ~(:0&w%e S>jOVWB 10 PzustC| 视孔盖螺钉直径
3\cx(
=(0.3 0.4) MeAY\V%G=o 8 }rF4M1+B\ 定位销直径 $9u:Ox
2 =(0.7 0.8) -z%->OUu 8 *w/N>:V0p , , 至外箱壁的距离 >~tx8aI{ 查手册表11—2 34 j]aIJbi 22 p(9[*0.}; 18 WC
b5 , 至凸缘边缘距离 A+FQmLS 查手册表11—2 28 B9H.8+~( 16 1K'cT\aFm 外箱壁至轴承端面距离 C'S_M@I= = + +(5 10) j,z)x[3} 50 ?[%.4i;-h 大齿轮顶圆与内箱壁距离 [w)KNl >1.2 L@f&71 15 yV31OBC: 齿轮端面与内箱壁距离 d@zxgn7o > {\|XuCF# 10 Hr T@Df 箱盖,箱座肋厚 ^s$U
n6v[ z)Yb9y>2 9 7uOtdH+ 8.5 'z@]hm# 轴承端盖外径 a)7&2J +(5 5.5) Y@qugQM> 120(1轴) 2EO9IxIf 125(2轴) R[TaP7n 150(3轴) "W_E!FP]r 轴承旁联结螺栓距离 ;ZkY[5 dP#7ev]'
120(1轴) NGZtlNvh 125(2轴) *z_`$Y 150(3轴) #Yy5@A}`o 九 轴的设计: b{X.lz0 1高速轴设计: Ec }9R3 m ①材料:选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2取 C=100。 ?9?o8! 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。 m~&>+q ^7 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。 <TSps!(# 段装配轴承且 ,所以查手册62页表6-1取 。选用6009轴承。 )QmmI[,tq L3=B+ +2=16+10+2=28。 |:u5R% 段主要是定位轴承,取 。L4根据箱体内壁线确定后在确定。 6F%6]n 装配齿轮段直径:判断是不是作成齿轮轴: >)mF'w 查手册51页表4-1得: L3j
~O oo 得:e=5.9<6.25。 hqwsgJ
段装配轴承所以 L6= L3=28。 &v9"lR=_k 2 校核该轴和轴承:L1=73 L2=211 L3=96 v[?gM.SF 作用在齿轮上的圆周力为: :R3&R CTZ 径向力为 Wul8ej: 作用在轴1带轮上的外力: $jBi~QqOf 求垂直面的支反力: S'>KGdF ZvK3Su)f1 ?*<1B 求垂直弯矩,并绘制垂直弯矩图: PE[5oH 1k"i"kRM {3!A\OR 求水平面的支承力: =w:H9uj6F 由 得 Svs&?B\}{6 N `];ne]xM N Eok8+7g0& 求并绘制水平面弯矩图: h-o;vC9fC Z$35`:x&h -vt6n1A&b 求F在支点产生的反力: UY:Be8C A FtWO[*# Eh"Y<]$ 求并绘制F力产生的弯矩图: ] HRHF'4 ~u?rjkSFoh K5(T7S F在a处产生的弯矩: -7 EwZRS@9 RaC6RH 求合成弯矩图: 6S(`Bw8h 考虑最不利的情况,把 与 直接相加。 c|4_nT
2 $A(3-n5= ~\%H0.P6 求危险截面当量弯矩: .0|_J|{ 从图可见,m-m处截面最危险,其当量弯矩为:(取折合系数 ) $=C `V "`w*-O 计算危险截面处轴的直径: F[fs^Q6S$ 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: -{yG+1 cL"Ral-qB 因为 ,所以该轴是安全的。 paxZlA
o 3轴承寿命校核: \;"S>dg 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 YT@H^= 按最不利考虑,则有: C{6m?6 `EiL~* 则 因此所该轴承符合要求。 sr:hRQ27 4弯矩及轴的受力分析图如下: zS?DXE lB|.TCbW 5键的设计与校核: Mv7tK
l 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 : , %<h2^H\O 采用A型普通键: Q|g>ga-a 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: :vC+}.{p 中间轴的设计: %\%&1 ①材料:选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2取 C=100。 AUl[h&s ②根据课本第230页式14-2得: e"2x!(&n( 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。 Rr\fw' 装配低速级小齿轮,且 取 ,L2=128,因为要比齿轮孔长度少 。 9|9/8a6A 段主要是定位高速级大齿轮,所以取 ,L3= =10。 U.|0y =
装配高速级大齿轮,取 L4=84-2=82。 G2J4N2hu 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。 Ej`G( ③校核该轴和轴承:L1=74 L2=117 L3=94 K%/g!t) 作用在2、3齿轮上的圆周力: W'Qy4bl7C N b+71`aD0 径向力: JJP!9< D,s[{RW+q u 0 K1n_ 求垂直面的支反力 v)'Uoe"R% iM]&ryGB | |