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小型物流皮带提升机传输装置设计【7张CAD图纸和毕业论文】

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传动装置总装配图-A0.dwg
低速级大齿轮-A3.dwg
低速轴-A3.dwg
减速器装配图-A0.dwg
提升机总体装配图-A0.dwg
槽轮机构-A2.dwg
箱体-A0.dwg
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目 录

摘 要 II

Abstract III

第1章 绪 论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2带式运输机简介 1

1.3食品提升皮带机简介 2

第2章 总体方案选定及参数计算 4

2.1设计要求 4

2.2方案选定 4

2.2.1食品皮带升降机总体方案 4

2.2.2传动装置方案 5

2.3电动机的选择 5

2.3.1确定电动机所需功率 5

2.3.2确定电动机的转速 6

2.4整体传动参数计算 6

2.4.1传动比计算 6

2.4.2各轴转速计算 7

2.4.3各轴输入功率计算 7

2.4.4各轴输入转矩计算 7

第3章 减速器的设计与校核 9

3.1高速级齿轮传动的设计 9

3.1.1选精度等级、材料和齿数 9

3.1.2按齿面接触疲劳强度设计 9

3.1.3按齿根弯曲强度设计 11

3.1.4几何尺寸计算 12

3.1.5验算 12

3.2低速级齿轮传动的设计 13

3.2.1选精度等级、材料和齿数 13

3.2.2按齿面接触疲劳强度设计 13

3.2.3按齿根弯曲强度设计 15

3.2.4几何尺寸计算 17

3.2.5验算 17

3.3轴的设计与校核 17

3.3.1输入轴 17

3.3.2中间轴 21

3.3.3输出轴 24

3.4轴承的选择与校核 27

3.4.1输入轴的轴承 27

3.4.2中间轴的轴承 27

3.4.3输出轴的轴承 28

3.5键的选择与校核 29

3.5.1输入轴的键 29

3.5.2中间轴的键 30

3.5.3输出轴的键 30

3.6箱体及附件设计 31

3.6.1减速器附件设计 31

3.6.2减速器机体结构尺寸计算 31

第4章 间歇机构设计 33

4.1间歇机构类型 33

4.1.1槽轮机构 33

4.1.2 棘轮机构 33

4.2槽轮机构设计 34

4.2.1运动分析 34

4.2.2运动参数确定 35

总 结 36

参考文献 37

致 谢 38


摘 要

皮带升降机也是带式输送机的一种。本提升机传输特点是承载物料的输送带也是传递动力的牵引件,其承载力要求较小,相对于其他的带式输送机成本要求低、设计机构紧凑,且能够完成间歇运动。本文即是设计皮带升降机的传动装置。

本设计首先,通过对皮带升降机结构及原理进行分析,在此分析基础上提出了其传动装置的设计方案;接着,对总体参数进行了计算;然后,对传动装置的减速器、槽轮机构等各主要零部件进行了设计与校核;最后,通过AutoCAD制图软件绘制了该升降机传动装置的装配图及主要零部件图。

通过本次毕业设计,锻炼了我的综合运用所学专业知识,解决实际工程问题的能力,同时也提高了我查阅文献资料、设计手册、设计规范能力以及其他专业知识水平。

关键词:皮带升降机,减速器,槽轮机构,设计



Abstract

Belt lift is also a type of belt conveyor. The transmission characteristic of the hoist is that the conveyer belt of the bearing material is also the traction part that conveyed power, its bearing capacity is small, the cost requirements of the other belt conveyor are low, the design mechanism is compact, and the intermittent movement can be completed. This article is to design the transmission device of belt lifter.

First of all, through the analysis of the structure and principle of the belt lift, the design scheme of the transmission device is put forward on the basis of the analysis. Then, the overall parameters are calculated. Then, the main parts of the reducer, groove wheel and other main parts are designed and checked. Finally, through the AutoCAD The drawing software has drawn up the assembly drawing and main parts diagram of the elevator transmission device.

Through this graduation design, I have exercised my comprehensive application of the professional knowledge, the ability to solve practical engineering problems, and also improved my literature, design manuals, design standards and other professional knowledge level.

Key words: Belt lifter, Reducer, Grooved wheel mechanism, Design



第1章 绪 论

1.1 研究背景及意义

皮带升降机也是带式输送机的一种。本提升机传输特点是承载物料的输送带也是传递动力的牵引件,其承载力要求较小,相对于其他的带式输送机成本要求低、设计机构紧凑,且能够完成间歇运动。

本课题来源于工程实际,属于工程设计。带式输送机特别是提升运机是当代最为得力的输送设备之一,在整个输送机范畴中,它是应用最为广泛的一种设备。随着国民经济的不断发展,多种类型的工件传送机广泛的运用于冶金、矿山、水泥、码头、化工、粮食等行业的各种场合。同时在各种场合对不同的工况所使用的工件传输机也不尽相同,近年来由于工件传输机的应用范围的扩大,品种的增多以及质量的不断提高,对加工设计工件传输机提出了更高的要求,特别是在一些大型的流水线上,工件传输机承担了很重要的工作任务。这些工件传输机要求传输距离和速度,精度比较高。为此各厂家为了根据自己的需要,出于经济性和战略方向的考虑,自行设计结构简单可靠,生产价格便宜的工件传输机。


内容简介:
目 录摘 要IIAbstractIII第1章 绪 论11.1 研究背景及意义11.2带式运输机简介11.3食品提升皮带机简介2第2章 总体方案选定及参数计算42.1设计要求42.2方案选定42.2.1食品皮带升降机总体方案42.2.2传动装置方案52.3电动机的选择52.3.1确定电动机所需功率52.3.2确定电动机的转速62.4整体传动参数计算62.4.1传动比计算62.4.2各轴转速计算72.4.3各轴输入功率计算72.4.4各轴输入转矩计算7第3章 减速器的设计与校核93.1高速级齿轮传动的设计93.1.1选精度等级、材料和齿数93.1.2按齿面接触疲劳强度设计93.1.3按齿根弯曲强度设计113.1.4几何尺寸计算123.1.5验算123.2低速级齿轮传动的设计133.2.1选精度等级、材料和齿数133.2.2按齿面接触疲劳强度设计133.2.3按齿根弯曲强度设计153.2.4几何尺寸计算173.2.5验算173.3轴的设计与校核173.3.1输入轴173.3.2中间轴213.3.3输出轴243.4轴承的选择与校核273.4.1输入轴的轴承273.4.2中间轴的轴承273.4.3输出轴的轴承283.5键的选择与校核293.5.1输入轴的键293.5.2中间轴的键303.5.3输出轴的键303.6箱体及附件设计313.6.1减速器附件设计313.6.2减速器机体结构尺寸计算31第4章 间歇机构设计334.1间歇机构类型334.1.1槽轮机构334.1.2 棘轮机构334.2槽轮机构设计344.2.1运动分析344.2.2运动参数确定35总 结36参考文献37致 谢38摘 要皮带升降机也是带式输送机的一种。本提升机传输特点是承载物料的输送带也是传递动力的牵引件,其承载力要求较小,相对于其他的带式输送机成本要求低、设计机构紧凑,且能够完成间歇运动。本文即是设计皮带升降机的传动装置。本设计首先,通过对皮带升降机结构及原理进行分析,在此分析基础上提出了其传动装置的设计方案;接着,对总体参数进行了计算;然后,对传动装置的减速器、槽轮机构等各主要零部件进行了设计与校核;最后,通过AutoCAD制图软件绘制了该升降机传动装置的装配图及主要零部件图。通过本次毕业设计,锻炼了我的综合运用所学专业知识,解决实际工程问题的能力,同时也提高了我查阅文献资料、设计手册、设计规范能力以及其他专业知识水平。关键词:皮带升降机,减速器,槽轮机构,设计AbstractBelt lift is also a type of belt conveyor. The transmission characteristic of the hoist is that the conveyer belt of the bearing material is also the traction part that conveyed power, its bearing capacity is small, the cost requirements of the other belt conveyor are low, the design mechanism is compact, and the intermittent movement can be completed. This article is to design the transmission device of belt lifter.First of all, through the analysis of the structure and principle of the belt lift, the design scheme of the transmission device is put forward on the basis of the analysis. Then, the overall parameters are calculated. Then, the main parts of the reducer, groove wheel and other main parts are designed and checked. Finally, through the AutoCAD The drawing software has drawn up the assembly drawing and main parts diagram of the elevator transmission device.Through this graduation design, I have exercised my comprehensive application of the professional knowledge, the ability to solve practical engineering problems, and also improved my literature, design manuals, design standards and other professional knowledge level.Key words: Belt lifter, Reducer, Grooved wheel mechanism, Design38第1章 绪 论1.1 研究背景及意义皮带升降机也是带式输送机的一种。本提升机传输特点是承载物料的输送带也是传递动力的牵引件,其承载力要求较小,相对于其他的带式输送机成本要求低、设计机构紧凑,且能够完成间歇运动。本课题来源于工程实际,属于工程设计。带式输送机特别是提升运机是当代最为得力的输送设备之一,在整个输送机范畴中,它是应用最为广泛的一种设备。随着国民经济的不断发展,多种类型的工件传送机广泛的运用于冶金、矿山、水泥、码头、化工、粮食等行业的各种场合。同时在各种场合对不同的工况所使用的工件传输机也不尽相同,近年来由于工件传输机的应用范围的扩大,品种的增多以及质量的不断提高,对加工设计工件传输机提出了更高的要求,特别是在一些大型的流水线上,工件传输机承担了很重要的工作任务。这些工件传输机要求传输距离和速度,精度比较高。为此各厂家为了根据自己的需要,出于经济性和战略方向的考虑,自行设计结构简单可靠,生产价格便宜的工件传输机。通过该设计能使学生将大学四年所学的知识能灵活的运用于实践。对于一个工程的整体设计有了更好的理解。有助于形成工程化的思想,对以后的设计打下很好的基础。1.2带式运输机简介输送机(Conveyor)是在一定的线路上连续输送物料的物料搬运机械,又称连续输送机。输送机可进行水平、倾斜和垂直输送,也可组成空间输送线路,输送线路一般是固定的。输送机输送能力大,运距长,还可在输送过程中同时完成若干工艺操作,所以应用十分广泛。带式输送机由驱动装置拉紧装置输送带中部构架和托辊组成输送带作为牵引和承载构件,借以连续输送散碎物料或成件品。带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。应用它,可以将物料在一定的输送线上,从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送,也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外,还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合,形成有节奏的流水作业运输线。所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。在矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中,广泛应用带式输送机。它用于水平运输或倾斜运输。通用带式输送机由输送带、托辊、滚筒及驱动、制动、张紧、改向、装载、卸载、清扫等装置组成。 输送带 常用的有橡胶带和塑料带两种。 橡胶带适用于工作环境温度-1540C之间。物料温度不超过50C。向上输送散粒料的倾角1224。对于大倾角输送可用花纹橡胶带。塑料带具有耐油、酸、碱等优点,但对于气候的适应性差,易打滑和老化。带宽是带式输送机的主要技术参数。 托辊 分单滚筒(胶带对滚筒的包角为210230)、双滚筒(包角达350)和多滚筒 (用于大功率)等。有槽形托辊、平形托辊、调心托辊、缓冲托辊。槽形托辊(由25个辊子组成)支承承载分支,用以输送散粒物料;调心托辊用以调整带的横向位置,避免跑偏;缓冲托辊装在受料处,以减小物料对带的冲击。 滚筒 分驱动滚筒和改向滚筒。驱动滚筒是传递动力的主要部件。分单滚筒(胶带对滚筒的包角为210230)、双滚筒(包角达350)和多滚筒(用于大功率)等。 张紧装置 其作用是使输送带达到必要的张力,以免在驱动滚筒上打滑,并使输送带在托辊间的挠度保证在规定范围内。 带式输送机的技术优势: 首先是它运行可靠。在许多需要连续运行的重要的生产单位,如发电厂煤的输送,钢铁厂和水泥厂散状物料的输送,以及港口内船舶装卸等均采用带式输送机。如在这些场合停机,其损失是巨大的。必要时,带式输送机可以一班接一班地连续工作。 带式输送机动力消耗低。由于物料与输送带几乎无相对移动,不仅使运行阻力小(约为刮板输送机的13-15),而且对货载的磨损和破碎均小,生产率高。这些均有利于降低生产成本。 带式输送机的输送线路适应性强又灵活。线路长度根据需要而定短则几米,长可达10km以上。可以安装在小型隧道内,也可以架设在地面交通混乱和危险地区的上空。 根据工艺流程的要求,带式输送机能非常灵活地从一点或多点受料也可以向多点或几个区段卸料。当同时在几个点向输送带上加料(如选煤厂煤仓下的输送机)或沿带式输送机长度方向上的任一点通过均匀给料设备向输送带给料时,带式输送机就成为一条主要输送干线。 带式输送机可以在贮煤场料堆下面的巷道里取料,需要时,还能把各堆不同的物料进行混合。物料可简单地从输送机头部卸出,也可通过犁式卸料器或移动卸料车在输送带长度方向的任一点卸料。1.2传动装置简介随着我国科学技术水平的快速提高,圆柱齿轮减速器传动装置的技术得到了很大的进步,各企业的经济意识越加强烈,对工程的要求也就越来越高。但是由于受到大型圆柱齿轮减速器关键核心技术、性能、使用寿命低、控制系统差距大等问题的影响,目前仍然存在着一些问题。当今高速发展的信息技术时代下,我国的科技水平同样得到了质的提升。作为输送物料的主要设备,生产工艺的发展矗然要幸高端的技术进行配合,从而实现生产效率的提高、资源能量的节约,增加我国国际竞争能力,实现利益最大化。圆柱齿轮减速器被广泛地应用于各类机械产品和装备中,因此,研究提高其承载能力,延长其使用寿命,减小其体积和质量等问题,具有重要的经济意义。目前圆柱齿轮减速器已广泛应用于国民经经济各个部门,近年来在露天矿和地下矿的联合运输系统中圆柱齿轮减速器又成为重要的组成部分。这些输送机的特点是输送能力大(可达30000t/h),适用范围广(可运送矿石,煤炭,岩石和各种粉状物料,特定条件下也可以运人),安全可靠,自动化程度高,设备维护检修容易,爬坡能力大(可达16),经营费用低,由于缩短运输距离可节省基建投资。目前,圆柱齿轮减速器的发展趋势是:大运输能力、大带宽、大倾角、增加单机长度和水平转弯,合理使用胶带张力,降低物料输送能耗,清理胶带的最佳方法等。第2章 总体方案选定及参数计算2.1设计要求皮带升降机也是带式输送机的一种。本提升机传输特点是承载物料的输送带也是传递动力的牵引件,其承载力要求较小,相对于其他的带式输送机成本要求低、设计机构紧凑,且能够完成间歇运动。根据设计所给的要求和条件,合理选择电动机,设计传动装置和间歇运动机构,绘制相应的机器装配图和主要的零件设计等。食品提升皮带机设计要求:(1)提升高度:1000mm;(2)输送量:3600块/;(3)工步:60步/min;(4)每周一工步一秒;(5)动停比1/3;(6)每个挡板间距80mm;(7)带速为0.33m/s2.2方案选定2.2.1食品皮带升降机总体方案皮带机的设计是按照所结合的要求和条件,首先确定主要组成部分由驱动装置、传动滚筒、改向滚筒、压辊、从动辊及机架等几大部分组成。(1)驱动装置 驱动装置是皮带机动力的来源,它主要由电动机、减速器、间歇机构组成。(2)传动滚筒、从动辊 根据设计的特殊要求,在设计中采用了同步带轮作为主动轮同步带轮与驱动装置相连,从而传递动力。从转辊的选择也采服了同步带轮,同步带轮的传动比准确,而且可以根据带的型号、参数在市场中直接订购。(3)改向滚筒、压辊 改向滚筒是引导输送带改变方向的圆柱形筒。压辊可以保证物料按带的输送方向输运食品。改向滚筒和压辊的结构比较简单。(4)机架 机架是承受驱动装置、滚筒、托辊、输送带和物料的钢结构,可以承受冲击、拉伸、压缩和弯曲应力。机架的结构比较零散,它需要考虑到安装位置的合理、布局的美观、节省材料、占城面积小、安装维修方便等要求,因此所设计的整个机架的结构都采用焊接或用螺栓连接,考虑到输送机的适用性,采用提升高度可调的结构,这样输送机不权可提升设计的要求高度,而且也可以提升不同的高度,但是还应根据所采用的同步带的型号,选择不同型号的同步带。图2-1 食品皮带升降机设计方案图2.2.2传动装置方案传动装置采用二级圆柱齿轮减速器减速,采用间歇机构实现间歇传动,传动装置方案简图如下:图2-2 传动装置设计方案图2.3电动机的选择电动机的功率选择是否合适将直间影响到电动机的工作性能和经济性能。如果选用额定功率小于工作机所需要的功率,就不能保证工作机正常工作,甚至使电动机长期过载过早损害,如果选用额定功率大于工作机所需要的功率,则电动机的价格高,功率未得到充分的利用。从而增加电能的消耗,造成浪费。2.3.1确定电动机所需功率按所需的(单位:KW)计算公式为: 式(2-1)式中 工作机所需工作效率。由电动机到工作机的总效率。工作机所需工作效率,应由工作阻力和运动参数计算求得: 式(2-2)式中滚筒搅拌时所需的外力矩,(N.m)。 滚筒转(r/min)。由已知条件,输送量3600块/、工步60步/min、每周一工步一秒可知: 式(2-3)其中提升机在工作时,其提升功率主要用于克服物料重量在上升过程中产生的阻力矩及托轮滚动磨檫阻力矩。外力矩M的计算:其中、分别为联轴器、齿轮传动、轴承和带传动的传动效率。取,(齿轮的精度为8级),(滚动轴承)(带传动)。2.3.2确定电动机的转速经查表:二级圆拄齿轮减速器的传动比,故电动机的转速的可选范围为: 式(2-4)符合这一范围的同步转速为750、1000、1500r/min。综合考虑传动装置机构紧凑性和经济性,选用同步转速1000r/min的电机,根据工况和计算所选电动机为:表2-1 电动机型号型号额定功率(KW)转速r/minY90L-61.19102.4整体传动参数计算2.4.1传动比计算满载转速,故总传动比为:考虑两级齿轮润滑问题,两级大齿轮应该有相近的浸油深度。则两级齿轮的高速级与低速级传动比的值取为1.1,取则:;2.4.2各轴转速计算1轴 ;2轴 ;3轴 ;滚筒轴 2.4.3各轴输入功率计算1轴 ;2轴 ;3轴 ;2.4.4各轴输入转矩计算电机轴 ;1轴 ;2轴 ;3轴 ;轴名功率转矩转速传动比电机轴1.0110.609101轴1.010.4991012轴0.9539.88227.543轴0.904143.89603.8第3章 减速器的设计与校核3.1高速级齿轮传动的设计3.1.1选精度等级、材料和齿数采用7级精度由表6.1选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS。选小齿轮齿数大齿轮齿数3.1.2按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式进行试算,即1) 确定公式各计算数值(1)试选载荷系数(2)计算小齿轮传递的转矩(3)小齿轮相对两支承非对称分布,选取齿宽系数(4)由表6.3查得材料的弹性影响系数(5)由图6.14按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮的接触疲劳强度极限(6)由式6.11计算应力循环次数(7)由图6.16查得接触疲劳强度寿命系数 (8)计算接触疲劳强度许用应力取失效概率为1,安全系数为S=1,由式10-12得(9)计算试算小齿轮分度圆直径,代入中的较小值计算圆周速度v计算齿宽b计算齿宽与齿高之比b/h模数齿高计算载荷系数K根据,7级精度,查得动载荷系数假设,由表查得由于载荷轻微振动,由表5.2查得使用系数由表查得查得故载荷系数(10)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,由式可得(11)计算模数3.1.3按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为(1)确定公式内的计算数值由图6.15查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限大齿轮的弯曲疲劳强度极限由图6.16查得弯曲疲劳寿命系数 计算弯曲疲劳许用应力取失效概率为1,安全系数为S=1.3,由上式得计算载荷系数(2)查取齿形系数由表6.4查得(3)查取应力校正系数 由表6.4查得(4)计算大小齿轮的,并比较 大齿轮的数据大(5)设计计算对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,可取有弯曲强度算得的模数1.16mm,圆整取标准值m1.5mm并按接触强度算得的分度圆直径算出小齿轮齿数取大齿轮齿数取3.1.4几何尺寸计算(1)计算分度圆直径(2)计算中心距 (3)计算齿宽宽度取30mm3.1.5验算 合适序号名称符号计算公式及参数选择1齿数Z25,1002模数m1.5mm3分度圆直径4齿顶高5齿根高6全齿高7顶隙8齿顶圆直径9齿根圆直径10中心距3.2低速级齿轮传动的设计3.2.1选精度等级、材料和齿数采用7级精度由表6.1选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS。选小齿轮齿数,大齿轮齿数,取3.2.2按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式进行试算,即1) 确定公式各计算数值(1)试选载荷系数(2)计算小齿轮传递的转矩(3)小齿轮相对两支承非对称分布,选取齿宽系数(4)由表6.3查得材料的弹性影响系数(5)由图6.14按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮的接触疲劳强度极限(6)由式6.11计算应力循环次数(7)由图6.16查得接触疲劳强度寿命系数 (8)计算接触疲劳强度许用应力取失效概率为1,安全系数为S=1,由式10-12得(9)计算试算小齿轮分度圆直径,代入中的较小值计算圆周速度v计算齿宽b计算齿宽与齿高之比b/h模数齿高计算载荷系数K根据,7级精度,查得动载荷系数假设,由表查得由表5.2查得使用系数由表查得查得故载荷系数(10)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,由式可得(11)计算模数3.2.3按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为(1)确定公式内的计算数值由图6.15查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限大齿轮的弯曲疲劳强度极限由图6.16查得弯曲疲劳寿命系数 计算弯曲疲劳许用应力取失效概率为1,安全系数为S=1.3,由式10-12得计算载荷系数(2)查取齿形系数由表6.4查得(3)查取应力校正系数 由表6.4查得(4)计算大小齿轮的,并比较 大齿轮的数据大(5)设计计算对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,可取有弯曲强度算得的模数1.8mm,于是取标准值m2mm。并按接触强度算得的分度圆直径算出小齿轮齿数取大齿轮齿数取3.2.4几何尺寸计算(1)计算分度圆直径(2)计算中心距 (3)计算齿宽宽度取47mm3.2.5验算 合适序号名称符号计算公式及参数选择1齿数Z29,1102模数m2mm3分度圆直径4齿顶高5齿根高6全齿高7顶隙8齿顶圆直径9齿根圆直径10中心距3.3轴的设计与校核3.3.1输入轴(1)尺寸与结构设计计算1)高速轴上的功率P1,转速n1和转矩T1,2)初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径。选取轴的材料45钢,调质处理。根据机械设计表11.3,取,于是得:该处开有键槽故轴径加大510,且高速轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径。为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应,故取;。3)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度(a)为了满足半联轴器的轴向定位的要求2轴段左端需制出轴肩,轴肩高度轴肩高度,取故取2段的直径,长度。(b) 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用深沟球轴承。根据,查机械设计手册选取0基本游隙组,标准精度级的深沟球轴承6204,故,轴承采用轴肩进行轴向定位,轴肩高度轴肩高度,取,因此,取。(c) 齿轮处由于齿轮分度圆直径,故采用齿轮轴形式,齿轮宽度B=50mm。另考虑到齿轮端面与箱体间距10mm以及两级齿轮间位置配比,取,。4)轴上零件的周向定位查机械设计表,联接联轴器的平键截面。(2)强度校核计算1)求作用在轴上的力已知高速级齿轮的分度圆直径为=37.5,根据机械设计(轴的设计计算部分未作说明皆查此书)式(10-14),则2)求轴上的载荷首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴承支点位置时,从手册中查取a值。对于6204型深沟球轴承,由手册中查得a=15mm。因此,轴的支撑跨距为L1=72mm。根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面C是轴的危险截面。先计算出截面C处的MH、MV及M的值列于下表。载荷水平面H垂直面V支反力F,C截面弯矩M总弯矩扭矩3)按弯扭合成应力校核轴的强度根据式(15-5)及上表中的数据,以及轴单向旋转,扭转切应力,取,轴的计算应力:已选定轴的材料为45Cr,调质处理。由表15-1查得。因此,故安全。4)键的选择采用圆头普通平键A型(GB/T 10961979)连接,联接联轴器的平键截面,。齿轮与轴的配合为,滚动轴承与轴的周向定位是过渡配合保证的,此外选轴的直径尺寸公差为。3.3.2中间轴1) 轴2的转速和功率转矩:P2=0.95Kw,n2=227.5n/min,T2=39.88N.m2) 求作用在齿轮上的力(1)求作用在低速级小齿轮上的力 圆周力:径向力:轴向力:(2)求作用在高速级大齿轮上的力。因大齿轮为从动轮,所以作用在其上的力与主动轮上的力大小相等方向相反。圆周力:径向力:轴向力:3)初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径。选取轴的材料45钢,调质处理。根据机械设计-表15-3,取,于是得:该轴有两处键槽,轴径应增加510%,轴的最小直径显然是轴承处轴的直径和,故4)轴的结构设计(1)拟定轴上零件的装配方案(2)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 (a)初步选择滚动轴承。因轴承不受轴向力的作用,故选用深沟球轴承。参照工作要求,根据,选取0基本游隙组,标准精度级的深沟球轴承6204型,其尺寸为,得: 轴段取安装齿轮处的-、-取,根据齿轮宽并为保证齿轮定位准确轴段适当缩短12mm,故:,轴段-为两侧齿轮定位轴环,根据箱体尺寸。(3)轴上零件的周向定位 齿轮采用平键联接,按,查机械设计表得平键截面,联接小圆柱齿轮的平键长度为40mm,联接大圆柱齿轮的平键长度为50mm.5)求轴上的载荷对于深沟球轴承6205,计得:,根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。如下图所示载荷水平面垂直面支反力F弯矩M总弯矩扭矩T6)按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面,即圆柱齿轮的截面,取,轴的计算应力:前已选定轴的材料为45钢,调质处理,由机械设计表,查得,因此,安全。3.3.3输出轴(1)尺寸与结构设计计算1)低速轴上的功率P3,转速n3和转矩T3,2)初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径。选取轴的材料45钢,调质处理。根据机械设计表11.3,取,于是得:该处开有键槽故轴径加大510,且轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径。为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩,取。按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件,查机械设计手册选用HL1型弹性套柱销联轴器,其公称转矩为500N.m。半联轴器的孔径为30mm,故取,半联轴器长度为,半联轴器与轴配合的长度。3)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度(a)为了满足半联轴器的轴向定位的要求2轴段左端需制出轴肩,轴肩高度轴肩高度,取故取2段的直径,长度。(b) 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用深沟球轴承。根据,查机械设计手册选取0基本游隙组,标准精度级的深沟球轴承6207,其尺寸为,故,考虑到还需安装档油环取,轴承采用轴肩进行轴向定位,轴肩高度,取,因此,取。(c)取安装齿轮处的轴的直径;齿轮左端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为60mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取。齿轮的右端采用轴肩定位,轴肩高度,取,则。因三根轴在箱体内的长度大致相等,取,。4)轴上零件的周向定位查机械设计表,联接联轴器的平键截面;联接圆柱齿轮的平键截面(2)强度校核计算1)求作用在轴上的力已知低速级齿轮的分度圆直径为,根据式(10-14),则2)求轴上的载荷首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴承支点位置时,从手册中查取a值。对于6208型深沟球轴承,由手册中查得a=21mm。因此,轴的支撑跨距为根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面B是轴的危险截面。先计算出截面B处的MH、MV及M的值列于下表。载荷水平面H垂直面V支反力FB截面弯矩M总弯矩扭矩3)按弯扭合成应力校核轴的强度根据式(15-5)及上表中的数据,以及轴单向旋转,扭转切应力,取,轴的计算应力已选定轴的材料为45Cr,调质处理。由表15-1查得。因此,故安全。4)键的选择(a)采用圆头普通平键A型(GB/T 10961979)连接,查机械设计表,联接联轴器的平键截面;联接圆柱齿轮的平键截面,。齿轮与轴的配合为,滚动轴承与轴的周向定位是过渡配合保证的,此外选轴的直径尺寸公差为。3.4轴承的选择与校核3.4.1输入轴的轴承(1)按承载较大的滚动轴承选择其型号,因支承跨距不大,故采用两端固定式轴承组合方式。轴承类型选为深沟球轴承,轴承的预期寿命取为:Lh29200h由上面的计算结果有轴承受的径向力为Fr1=340.43N,轴向力为Fa1=159.90N,(2)初步选择深沟球轴承6204,其基本额定动载荷为Cr=51.8KN,基本额定静载荷为C0r=63.8KN。(3)径向当量动载荷 动载荷为,查得,则有 由式13-5得满足要求。3.4.2中间轴的轴承(1)选择的深沟球轴承6205,尺寸为,基本额定动载荷。(2) 当量动载荷前面已求得,轴承1、2受到的径向载荷为:轴承1、2受到的轴向载荷为:查简明机械工程师手册-表7.7-39得轴承的当量动载荷为:按机械设计-表13-6查得(3)验算轴承寿命因为,所以按轴承2的受力验算。对于滚子轴承,。减速器的预定寿命,合适。3.4.3输出轴的轴承(1)选择的深沟球轴承6208,尺寸为,基本额定动载荷。(2) 当量动载荷前面已求得,轴承1、2受到的径向载荷为:轴承1、2受到的轴向载荷为:查简明机械工程手册-表7.7-39得轴承的当量动载荷为:按机械设计查得 (3)验算轴承寿命因为,所以按轴承1的受力验算。对于滚子轴承,。减速器的预定寿命 ,合适。3.5键的选择与校核3.5.1输入轴的键1)选择键联接的类型和尺寸联轴器处选用单圆头平键,尺寸为2)校核键联接的强度键、轴材料都是钢,由机械设计查得键联接的许用挤压力为键的工作长度,合适3.5.2中间轴的键1)选择键联接的类型和尺寸联接小圆柱齿轮处选用圆头平键,尺寸为联接大圆柱齿轮处选用圆头平键,尺寸为2)校核键联接的强度键、轴材料都是钢,由机械设计查得键联接的许用挤压力为。键的工作长度,合适,合适3.5.3输出轴的键1)选择键联接的类型和尺寸联轴器处选用单圆头平键,尺寸为 圆柱齿轮处选用普通平头圆键,尺寸为。2)校核键联接的强度键、轴材料都是钢,由机械设计查得键联接的许用挤压力为。键的工作长度,合适3.6箱体及附件设计3.6.1减速器附件设计(1) 视孔盖 选用A=120mm的视孔盖(2)通气器 选用通气器(经两次过滤)M201.5(3) 油面指示器 根据指导书表9-14,选用2型油标尺M20(4)油塞 根据指导书9-16,选用M161.5型油塞和垫片(5)起吊装置 根据指导书表9-20,箱盖选用吊耳d=20mm(6)定位销 根据指导书表14-3,选用销GB117-86 1645(7)起盖螺钉 选用螺钉M10203.6.2减速器机体结构尺寸计算1箱座壁厚,2箱盖壁厚3箱座凸缘厚度4箱盖凸缘厚度5箱座底凸缘厚度6地底螺钉直径,取M207地底螺钉数目8轴承旁联接螺栓直径 ,取M149箱盖与箱座联接螺栓直径 取M1010联接螺栓的间距12窥视孔盖螺钉直径,取M613定位销直径14,至外箱壁距离15轴承旁凸台半径16凸台高度17箱体外壁至轴承座端面距离19大齿轮顶圆与内箱壁距离20齿轮端面与内箱壁距离21箱盖,箱座筋厚 ,22轴承端盖外径 23轴承旁联接螺栓距离24大齿轮齿顶圆至箱底内壁的距离25箱底至箱底内壁的距离26减速器中心高27箱体内壁至轴承座孔端面的距离28轴承端盖凸缘厚度29轴承端面至箱体内壁的距离30旋转零件间的轴向距离31齿轮顶圆至轴表面的距离第4章 间歇机构设计4.1间歇机构类型间歇运动机构是将主动件的均匀转动转换为时动时停的周期性运动的机构。例如牛头刨床工作台的横向进给运动,电影放映机的送片运动等都用有间歇运动机构。常用的间歇运动机构有棘轮机构和槽轮机构。4.1.1槽轮机构槽轮机构又称为马耳他机构,能把主动轴的匀速连续转动转换为从动轴的周期性间歇运动。槽轮机构结构简单、紧凑、工作可靠;且转位时间与静止时间之比为定值,能平稳地改变从动件的角速度;在拔销进人和脱出槽轮时运动比较平稳,但槽轮的转角大小不能凋节,当精度要求较高时需另加定位装置。(1)槽轮机构的组成及工作特点1)机构组成槽轮机构是由主动拨盘、从动槽轮和机架等组成。2)工作特点槽轮机构可将主动拨盘的等速回转运动转变为槽轮时动时停的间歇运动,并具有结构简单、外形尺寸小、机械效率高,以及能较平稳的、间歇地进行转位等优点,但存在柔性冲击的缺点,故常用于速度不太高的场合。(2)槽轮机构的类型1) 普通型,有外槽轮机构,内槽轮机构,槽条机构;2) 特殊型 a) 不等臂多销槽轮机构; b) 球面槽轮机构; c) 偏置式槽轮机构,有偏置外槽轮机构,偏置内槽轮机构两种;d) 曲线式槽轮机构,有曲线外槽轮机构,曲线内槽轮机构两种。(3)普通槽轮机构的运动特性1)槽轮机构的角速度及角加速度的最大值随槽轮数 z 的增多而减少;2)当圆销开始进入和离开径向槽时,此两瞬时有柔性冲击,且随槽数 z 的减少而增大;3)在机构运转速度较高时,或槽轮轴承惯性较大的情况下,就显得更为突出。4)内槽轮机构与外槽轮机构一样,有加速度突变,且其值与外槽轮者相等,但当|0 时,角加速度值迅速下降并趋于零。4.1.2 棘轮机构由棘轮和棘爪组成的一种单向间歇运动机构。它将连续转动或往复运动转换成单向步进运动。棘轮轮齿通常用单向齿,棘爪铰接于摇杆上,当摇杆逆时针方向摆动时,驱动棘爪便插入棘轮齿以推动棘轮同向转动;当摇杆顺时针方向摆动时,棘爪在棘轮上滑过,棘轮停止转动。为了确保棘轮不反转,常在固定构件上加装止逆棘爪。摇杆的往复摆动可由曲柄摇杆机构、齿轮机构和摆动油缸等实现,在传递很小动力时,也有用电磁铁直接驱动棘爪的。棘轮每次转过的角度称为动程。动程的大小可利用改变驱动机构的结构参数或遮齿罩的位置等方法调节,也可以在运转过程中加以调节。如果希望调节的精度高于一个棘齿所对应的角度,可应用多棘爪棘轮机构。棘轮机构工作时常伴有噪声和振动,因此它的工作频率不能过高。棘轮机构常用在各种机床和自动机中间歇进给或回转工作台的转位上,也常用在千斤顶上。在自行车中棘轮机构用于单向驱动,在手动绞车中棘轮机构常用以防止逆转。根据棘轮机构和槽轮机构运动特点,槽轮机构结构简单,工作可靠,易加工,转角准确,机械效率高,常被用来将主动件的连续转动转换成从动件的带有停歇的单向周期性转动,故本次间歇机构选用槽轮机构。4.2槽轮机构设计4.2.1运动分析图4-1槽轮机构转位简图如图4-1所示,槽轮的圆弧面定位是最常用的定位方法。图4-1(a)销轮滚子刚进入径向槽;图4-1 0,Z3,在工作时槽轮的角速度和角加速度变化很大,在拨销进人和脱出径向槽的瞬间,槽轮的角加速度发生突变,引起的震动和冲击力也很大。因t 0.5,可采用多圆销槽轮机构,设均匀分布的圆销数目为R,则一个运动循环中槽轮的运动时间
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