【《起重机回转结构减速机关键零部件设计计算案例》2700字】

起重机回转结构减速机关键零部件设计计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u21554起重机回转结构减速机关键零部件设计计算案例 1263191.1齿轮的设计计算 1298961.2蜗轮蜗杆的设计计算 646411.3轴的设计计算 7230961.3.1轴的设计及其校核 7327031.3.2轴的设计 9151611.3.3键的校核 14215801.3.4联轴节的选择 151.1齿轮的设计计算已知输入功率，小齿轮转速，齿数比，由液压马达驱动工作寿命年(设每年工作天)，两班制。1、选定大、小齿轮类型、精度等级、材料及齿数①选用直齿圆柱齿轮传动[9]；②考虑此减速器的功率较大，故齿轮都用硬齿面。材料均选为，并经调质及表面淬火，齿面硬度为。③选取精度等级。初选7级精度；④因为是闭式硬齿面齿轮传动，故选小齿轮齿数，大齿轮齿数Z2=uZ1=752、按齿面接触强度设计查得计算公式进行计算，即：(1.1)式中：—试选载荷系数，取；—计算小齿轮传递的转矩，取；—齿宽系数，取；、—材料的弹性影响系数；取，故，；—52HRC齿面硬度，大、小齿轮的接触疲劳强度极限[10]，取；—计算应力循环次数，取，；—接触疲劳寿命系数，取，；—计算接触疲劳许用应力，取，。代入得：3、计算齿轮参数①计算圆周速度(1.2)式中：—小齿轮分度圆直径，取；—小齿轮的转速，取。代入得：②计算齿宽b：(1.3)式中：—齿宽系数，取。代入得：③计算齿宽与齿高之比(1.4)式中：—小齿轮的齿数，取。代入得：因此：④计算载荷系数根据。7级精度，查得动载系数；直齿轮，假设[11]，由文献查得；查得使用系数；查得(由表中6级精度硬齿面齿轮查得，适当加大)，由文献查得；(由，查取)。故载荷系数：(1.5)式中：—动载系数，取；—使用系数，取。代入得：⑤按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由文献查得：(1.6)式中：—载荷系数，取。代入得：⑥计算模数(1.7)式中：—小齿轮的齿数，取。代入得：4、按齿根抗弯强度设计由文献查得抗弯强度的设计公式为：(1.8)式中：—大、小齿轮的抗弯疲劳强度极限，取；—抗弯疲劳寿命系数，取，；—计算抗弯疲劳许用应力。取，；—计算载荷系数，取；—齿形系数，取，；—大小齿轮的系数，取，。代入得：5、设计计算对比计算结果，可取由抗弯强度计算得的模数2.01[12]，并就近圆整为标准值，按接触强度算得的分度圆直径，由：(1.9)式中：—分度圆直径，取；—齿轮传动比，取。代入得：，6、几何尺寸计算①计算分度圆直径：(1.10)式中：—分度圆直径，取。代入得：②计算中心距：(1.11)式中：—小齿轮分度圆直径，取；—大齿轮的分度圆直径，取。代入得：1.2蜗轮蜗杆的设计计算闭式普通圆柱蜗杆传动，已知：蜗杆输入功率，转速，传动比。1、选择传动的类型和精度等级考虑到传递功率不大，转速低，选用ZA蜗杆，精度8级GB10089～88。2、选择材料,确定许用应力表面淬火硬度，金属模铸造，由互联网资料分别查得[13]，，应力循环次数，寿命系数，，许用应力，。3、选择蜗杆头数和蜗轮齿数根据传动比，取，则。4、按蜗轮齿面接触疲劳强度设计(1.12)式中：—载荷系数，取；—作用在蜗轮上的转矩，取；—弹性系数，取；代入得：因此，，（），中心距。5、校核齿根弯曲疲劳强度①计算蜗杆导程角；②计算蜗轮当量齿数；③确定齿形系数；④确定螺旋角系数；⑤校核弯曲强度；弯曲强度满足要求。6、蜗轮和蜗杆主要几何尺寸计算(1)蜗杆分度圆直径；蜗杆直径系数；蜗杆齿顶圆直径蜗杆齿根圆直径蜗杆导程角；蜗杆轴向齿距；蜗杆导程；蜗杆轴向齿厚。(2)蜗轮蜗轮分度圆直径；蜗轮喉圆直径；蜗轮齿根圆直径。1.3轴的设计计算1.3.1轴的设计及其校核轴的强度计算。轴的计算准则是满足轴的强度或刚度要求[14]，必要时还应校核轴的振动稳定性。轴的扭转强度条件计算：(1.13)式中：—扭转切应力，单位为；—轴所受的扭矩，单位为，计算；—轴的抗扭截面系数，单位为；—轴的转速，单位为r/min；—轴传递的功率，单位为；—计算截面处轴的直径，单位为；—许用扭转切应力，单位为。代入得：根据经验可知，当传动轴的截面上开有豁口或者键槽的时候，应该增大轴颈，来抵抗开键槽损失的相当强度。对于直径的轴，有一个键槽时，轴径增大；有两个键槽时，应增大。对于直径的轴，有一个键槽时，轴径增大；有两个键槽时，应增大。然后将轴径圆整为标准直径[15]。根据上述表达，由于弯矩是矢量，分布在平面的不同方向，不方便计算和确定方向，因此，必须按照水平和垂直两个方向分布计算对应轴的弯矩，并按计算结果分别作出平面上弯矩和垂直面上的弯矩；按照公式计算。根据工程力学原理可知，在已知轴的弯矩和扭矩后，就可以进行工程校核，即利用强度理论做弯扭组合校核。按第三强度理论公式，计算应力：对于直径为圆轴，弯曲应力，扭转切应力，将其代入上式中，则轴的弯扭合成强度条件为：(1.14)式中：—轴的计算应力，单位为；—轴所承受的弯矩，单位为；—轴所受的扭矩，单位为；—轴的抗弯截面系数，单位为；—对称循环变应力时轴的许用弯曲应力。代入得：1.3.2轴的设计蜗轮轴的设计。已知：传递扭矩为，输出转速为，蜗轮分度圆直径为，压力角。求输入轴上蜗轮齿上的水平面支反力；圆周力：(1.15)式中：—传递扭矩，取；—蜗杆分度圆直径，取；—蜗轮分度圆直径，取。代入得：径向力：(1.16)式中：—压力角，。代入得：1、初步确定轴的最小直径根据使用条件，选取轴的材料为钢，调质处理，。(1.17)式中：—轴的转速，取。代入得：取最小直径为。2、结构设计根据轴的定向要求确定轴的各段直径和长度如图5-1：图1.1蜗轮轴尺寸3、按弯曲合成应力校核轴的强度①作轴的计算简图把主轴简化为图5-2a中受集中力作用的铰支梁。已知条件知：，。水平面的平衡方程：(1.18)代入得：垂直面的平衡方程：(1.19)代入得：由以上数据画出主轴在水平面和竖直面的受力简图，如图1.2b、1.2c所示。②作轴的弯矩图根据上述简图，分别计算轴上的水平面内弯矩、竖直面内弯矩。有工程力学的弯矩知识，可以计算水平面的弯矩：，；以及垂直面的弯矩：，。由第三强度公式得：，。作出水平面内的弯矩图如图1.2d、竖直面内弯矩如图1.2e，以及合成弯矩图如图1.2f。③作轴的扭矩图，如图1.2：图1.2轴的载荷分析图④作主轴的相当弯矩图由已知得到的合成弯矩和扭矩，根据第三强度理论计算相当弯矩，并做出相当弯矩图。(1.20)式中：—考虑弯矩和转矩的循环特性而引入的修正系数，取。代入得：校核强度：(1.21)式中：—考虑弯矩和转矩所产生的应力的循环特性不同而引入的修正系数，取。代入得：轴的材料为钢，查文献得。因此，，故轴的强度满足要求。1.3.3键的校核选择并校核大齿轮与蜗杆的键联接。已知蜗杆传递功率，转速，载荷有冲击，轴径，轮毂长，轮毂材料为铸铁，轴材料为45钢。1、选择键的类