范文一:减速器装配草图及检查修
5.3 完成减速器装配草图及检查修改阶段
5.3.1 传动件的结构设计
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5.3.2 密封装置的结构设计
1 外伸轴处的密封
在输入或输出轴外伸处,为防止杂质侵入和润滑油外漏,引起轴承磨损,要求在端盖孔内装密封件,密封形式有很多,常见的有:
1)毡圈密封(FZ/T92010-1991) :主要用于轴承脂润滑,轴颈的圆周速度V≤3~5m/s. 2) 皮碗式密封:利用密封唇形结构,紧密贴在轴表面而起密封作用,使用时,唇形面向密封何介质。用于轴承油润滑和脂润滑。 适用工作条件:
轴外圆磨光时,速度V≤7m/s; 轴外圆抛光时,速度V≤15m/s; 工作温度 t=-40~100摄氐度。
(内包骨架旋转皱唇型密封圈GB9877.1-88) (J型无骨架橡胶油封HG4-338-66) 3) 沟槽式间隙密封
利用圆形间隙或沟槽填充润滑脂获得密封效果。适用于工作环境清洁、轴承工作温度低于润滑脂滴点温度的场合。 4) 迷宫式间隙密封
它是利用转动元件与固定元件之间构成的曲折狭小缝隙及充满润滑脂达到密封目的。 按缝隙方向可分为径向和轴向两类。 2 轴承内侧的密封 1) 挡油环
用于轴承脂润滑,使轴承与箱体内部隔开,防止润滑脂泄进箱内及箱内的润滑油或溅进轴承大面积稀释带走润滑脂。
挡油结构尺寸 2) 挡油盘
挡油盘一般为钢板冲压件,主要用于轴承油润滑,入在靠近小圆柱斜齿轮的轴承内侧以防止过多的润滑油沖入轴承引起轴承发热,挡油盘与轴承座孔留有1~2mm 的间隙。 --挡油盘结构
5.3.3 减速器箱体和附件的设计 1 减速器箱体设计
箱体是减速器中较重要,形状又比较复杂的零件,它对轴系零件的支承和固定、传动件的啮合精度,减速器的润滑和密封都有影响。 箱体的制造有两种:
铸造箱体---一般采用灰铸铁(HT200或HT500)制造,铸造箱体刚性好,加工方便,尤其适用形状复杂的零件,应用较广。
焊接箱体---一般采用低碳钢(Q235)焊接而成,重量轻,费时少,但焊接时易变形,适用于单件小批量生产情况。
齿轮减速器广泛采用剖分面与传动件轴线重和合的剖分式箱体,以利于减速器转装配制造加工。也有少数减速器箱体采用整体式结构(如蜗轮减速器)。 设计减速器箱体时,应考虑下列几个问题: a 箱体要有足够的刚度
b 保证箱盖于箱座结合面的紧密性 c 保证有良好的铸造工艺性 d 机械加工的要求 2 减速器附件的结构设计 1)a 油标:
油标的作用是观察油面,以保证箱体内适当的油面高度。油标常设在油面较稳定的地速级齿轮的附近,以便于观察或测量的准确性。 油标有各种结构形式:
油标尺 压配式圆形油标 长形油标
油标尺上的刻线表示油面的最低和最高位置。拨出油尺可通过上面的油痕观察到油面的高度是否适当。另外油尺外面加装隔离套,用以防止油搅动时,影响观察油面的标准性。
2) 油面位置的确定:
齿轮或蜗杆浸油深度最小为全齿高,但不小于10mm ,锥齿轮应浸入齿长,至少为齿长一半。速度很低〔v <1m/s)时,最大浸油深可达半径的1/6~1/4,在双级齿轮减速器中,当高速级与低速级大齿轮直径相差较大时,为减少低速级大齿轮的浸油深度,使搅油损失下降,高速级齿轮可用溅油润滑装置进行润滑。
5.3.4 装配草图的检查和修改
圆柱齿轮的结构
圆锥齿轮的结构
蜗杆的结构 点击查看蜗杆的加工
毡圈油封与槽的尺寸(FZ/T92010-1991) (mm)
内包骨架旋转皱唇型密封圈(GB9877.1-88)
*括号内的数据尽量不采用
J 型无骨架橡胶油封(HG4-338-66)
迷宫密封
6.1 标注尺寸
6.1 标注尺寸
装配图应标注以下四种尺寸:
外形尺寸:表明减速器外形轮廓大小的尺寸。即总长、总宽和总高。 安装尺寸:与减速器的安装及其它零部件联接相关尺寸。
特性尺寸:表明减速器性能规格的尺寸。如传动零件的中心距及其偏差。 配合尺寸:减速器中零件与零件之间有配合关系的尺寸。 轮毂与轴的配合
6.2 编写零件序号
目的:便于看图及图样管理,为生产做好准备。 方法及要求:
1. 对结构、尺寸规格和材料等完全相同的零件应标出一个序号;不同零件要分别标出序号。序号编号的常见形式是在所指零件的可见轮廓内画一个圆点,然后从圆点开始画指引线(细实线),在指引线的另一端画一横线或小圆(均为细实线),如图所示。序号字高应比装配图中尺寸数字高度大一号。
2. 指引线应尽可能分布均匀,且不要彼此相交。当它通过有剖面线区域时,应尽量不与剖面线平行。必要时指引线可画成折线,但只允许曲折一次,如图所示。 3. 对一组联接件或装配关系清楚的零件,允许采用公共指引线,如图所示。 4. 图中的标准部件(如滚动轴承),看成为一个整体,只编写一个序号。 5. 零件序号应水平或垂直。按顺时针(或逆时针)方向顺序不重不漏地排列整齐。 查看标注实例
6.3 编写零件明细表和标题栏
6.3 编写零件明细表和标题栏
明细表:减速器是装配图中全部零件的详细目录。明细表上要按序号列出其名称、数量、材料及规格等。
标题栏:用来注明减速器的名称、比例、图号、设计者姓名等。 点击查看零件明细表和标题栏实例(下载明细表和标题栏dwg 文件(a0))
6.4 减速器的技术特性
技术特性:内容包括输入功率、转速、传动效率、各级传动比、各级传动零件的主要参数。技术特性一般列表说明,置于技术要求之上方。 查看技术特性实例
6.5 编写减速器技术要求
一、对装配前零件的要求
1.滚动轴承用汽油清洗,其他零件用煤油清洗。所有零件和箱体内不许有任何杂质存在 。箱体内壁和齿轮(蜗轮)等未加工表面先后涂两次不被机油侵蚀的耐油漆,箱体外表 面先后涂底漆和颜色油漆(按主机要求配色)。 2.零件配合面洗净后涂以润滑油
二、安装和调整的要求 1.滚动轴承的安装
滚动轴承安装时轴承内圈应紧贴轴肩,要求缝隙不得通过0.05mm 厚的塞尺。 2. 轴承轴向游隙
对游隙不可调整的轴承(如深沟球轴承),其轴向游隙为0.25~0.4mm;对游隙可调整 的轴承轴向游隙数值见表。
点击查看圆锥滚子轴承轴向游隙;角接触球轴承轴向游隙 3. 齿轮(蜗轮)啮合的齿侧间隙
可用塞尺或压铅法。即将铅丝放在齿槽上,然后转动齿轮而压扁铅丝,测量两齿侧被 压扁铅丝厚度之和即为齿侧的大小。 4. 齿面接触斑点
圆柱齿轮齿面接触斑点2-10-4;圆锥齿轮齿面接触斑点2-11-4;蜗杆传动接触斑点2-12-4 三、密封要求
1. 箱体剖分面之间不允许填任何垫片,但可以涂密封胶或水玻璃以保证密封; 2. 装配时,在拧紧箱体螺栓前,应使用0.05mm 的塞尺检查箱盖和箱座结合面之间的密封性;
3. 轴伸密封处应涂以润滑脂。各密封装置应严格按要求安装 四、润滑要求
1. 合理确定润滑油和润滑脂类型和牌号
2. 轴承脂润滑时,润滑脂的填充量一般为可加脂空间的1/2~2/3。
3. 润滑油应定期更换,新减速器第一次使用时,运转7~14天后换油,以后可以根据情况每隔3~6个月换一次油。
五、试验要求
1. 空载运转:在额定转速下正、反运转1~2小时;
2. 负荷试验:在额定转速、额定负荷下运转,至油温平衡为止。 对齿轮减速器,要求油池温升不超过35oC, 轴承温升不超过40oC ; 对蜗杆减速器,要求油池温升不超过60oC, 轴承温升不超过50oC ;
3. 全部试验过程中,要求运转平稳,噪声小,联接固定处不松动,各密封、结合处不 六、包装和运输要求
1. 外伸轴及其附件应涂油包装; 2. 搬运、起吊时不得使用吊环螺钉及吊耳
以上技术要求不一定全部列出,有时还需另增项目,主要由设计的具体要求而定。
七、技术要求
1. 装配前,所有零件用煤油清洗,滚动轴承用汽油清洗,不许有任何 杂物存在。内壁涂上不被机油腐蚀的涂料两次;
2. 啮合侧隙用铅丝检验不小于0.16mm ,铅丝不得大于最小侧隙的4倍; 3. 用涂色法检验斑点。按齿高接触点不小于40%;按齿长接触斑点不 小于50%。必要时可用研磨或刮后研磨以便改善接触情况; 4. 应调整轴承轴向间隙:φ40为0.05--0.1mm, φ55为0.08--0.15mm; 5. 检验减速器剖分面、各接触面及密封处,均不许漏油。剖分面允许 涂以密封油漆或水玻璃,不允许使用任何填料; 6. 机座内装N100润滑油至规定高度;
7.1 零件工作图的内容及应满足的要求
视图:所选视图应充分而准确地表达零件内部、外部的结构形状和尺寸大小,而且视图及剖面等的数量应力求最少。 1. 尺寸标注
零件图中的尺寸是制造和检测零件的依据,所以要仔细标注,尺寸既要完整,又不应重复。在标注尺寸前,应根据零件的加工工艺过程,正确选择基准,以利于加工和检测,避免在加工时作计算。大部分尺寸最好标注在最能反映零件结构特征的视图上。 2. 尺寸公差和形位公差
1)零件工作图上所有的配合部位和精度要求较高的地方都应标注基本尺寸及其极限偏差数值。如配合的孔,中心距等。
2)对于没有配合关系,而且精度要求不高的尺寸公差和极限偏差可以不注出,以简化图样标注。但对于未注尺寸公差在图样上和技术文件采用GB/T1804的标准号和未注公差等级符号表示。如选择用中等级时可表示为:“未注尺寸公差按GB/T1804-m”。
3)零件图上要标注必要的形位公差,因为零件在装配时,不仅尺寸误差,而且几何形状和位置误差都会影响零件装配,降低零件的承载能力,甚至加速零件的 损坏。 4)形位公差值可用类比法或计算法确定,但要注意个公差值得协调,应该使。对于配合面,当缺少具体推荐值时,通常可取形位公差为尺寸公差的(25~63)%。 5)零件的非配合表面和某些精度要求不高的表面,不标注形位公差。但应按GB/T1184-1996 的规定,在零件的技术要求中加以说明,例如:“未注形位公差按GB/T1184-K” 3. 表面粗糙度
零件的表面都应该注明粗糙度的等级。如果较多的表面具有相同的表面粗糙度等级,则要集中在图样右上角标注,并加“其余”字样。
粗糙度等级的选择,一般可以根据对各表面的工作要求和尺寸精度等级来决定,在满足工作要求的条件下,不得随意提高等级。
1)取样长度和评定长度的选用值(GB/T1031-1995)
2)轮廓算术平均偏差Ra 的数值(GB/T1031-1995) (μm )
3)轮廓最大高度Rz 的数值(GB/T1031-1995) (μm )
4. 技术要求
技术要求:指一些不便再图上用图形或符号表达,但在制造或检验时又必须保证要求。它的内容随不同 零件、不同要求及不同加工方法而异。主要应注明:
1)对材料的要求。如热处理方法(正火、调质、淬火)及热处理后表面应达到的硬度;
2)表面处理要求(渗碳、氰化、淡化、喷丸等)、表面涂层或镀层(油漆、发兰、镀铬、镀镍等)以及表面修饰(去毛刺、清砂)等;
3)对加工的要求。如是否需要在装配时加工、是否与其他零件一起配合加工(如有的孔要求配钻、配铰)等;
4)指出图中未注明的尺寸。如圆角、倒角、铸造斜度等;
5)其他特殊要求。如允许不平衡的力矩以及检验、包装、打印等要求。 技术要求中,文字应简练、明确、完整,不应含混,以免引起误会。 5. 标题栏
在图纸的右下角应画出标题栏,并填入相应的内容,其格式点击查看:
7.2 轴类零件工作图
1. 视图
视图:轴类零件的工作图,一般只需一个主视图。在有键槽和孔的地方,可增加必要的局部剖面图,对于退刀槽、中心孔等细小结构必要时应绘制局部放大图,以便确切地表达出形状并标注尺寸。
2. 标注尺寸
标注尺寸:轴类零件一般都是回转体,因此主要是标注直径尺寸和轴向长度尺寸。标注直径尺寸时应特别注意有配合关系的部位。当几个轴段直径相同时都应逐一标注不得省略。即使是圆角和倒角也应标注无遗,或者在技术要求中说明。为不至于给机械加工造成困难或给操作者带来不便,需要考虑基准面和尺寸连问题 3. 标注尺寸公差和形位公差 4. 标注表面粗糙度 5. 撰写技术要求
6. 轴零件工作图示例(查看更多示例请点击菜单中“参考图例”)
7.3 齿轮类零件工作图
1. 视图 2. 标注尺寸
3. 标注尺寸公差和形位公差 4. 标注表面粗糙度
5. 齿轮的主要参数及检验项目 6. 撰写技术要求
7. 齿轮零件工作图示例(圆柱齿轮零件工作图;锥齿轮零件工作图;蜗轮零件工作图;更多示例)
7.4 铸造箱体零件工作图
1. 视图 2. 标注尺寸
3. 标注尺寸公差和形位公差 4. 标注表面粗糙度
5. 齿轮的主要参数及检验项目 6. 撰写技术要求
7. 铸造箱体零件工作图示例(圆柱齿轮减速器机座;锥齿轮减速器机座;蜗轮减速器机座;更多示例)
9.1 设计计算说明书的内容
机械设计课程设计的设计计算说明书是设计计算的整理和总结,是设计的理论依据,是审核设计是否合理,经济及可靠的技术文件。因此,编写设计计算说明书是设计工作极其重要的部分。说明书的内容与设计所规定的题目密切相关,对于以减速器为主的机械传动装置的设计而言,说明书的内容大致包括: 1目录(标题及页码) 2设计任务书(设计题目)
3传动方案拟定与分析(附传动方案简图并扼要阐明) 4电动机的选择
5传动装置的运动,动力参数选择和计算(总传动比及各级传动比分配,各轴功率,转速和转距的计算) 6传动零件的的设计计算 7轴的设计计算及校核 8滚动轴承的选择计算 9键联结的选择及计算
10联轴器的选择(写出型号并进行必要计算)
11箱体设计(主要结构尺寸及附件,对蜗杆传动热平衡验算) 12润滑和密封(润滑油牌号,装油量,密封类型)
13设计小结(对课程设计的体会,设计的优缺点及改进意见) 14参考资料(资料编号,作者,书名,出版单位和出版年号)
机械系统中含有工作机构时,说明书的内容还应包括:工作机构运动方案与评价,工作机构运动简图,机机械系统运动简图,工作机构运动与动力分析。
9-2 设计说明书的要求及注意事项
设计计算说明书要求文字简洁通顺,书写工整,条理清晰,层次分明。除较系统的说明设计,过程中所涉及到的全部计算项目外,尚应对涉及的合理性,经济性以及对装拆等方面的所有问题作必要的阐诉。同时注意下列事项:
1对计算内容只需写出计算公式,代入相应数据,得出计算结果并注名单位。对校核计算在计算结果栏内应附上“满足”或“安全”等简要结论性用语,不必写出中间计算过程。
2说名书应结合文字叙述与计算附上必要的简图,如工作机构运动简图,机械系统运动简图,轴的结构设计简图,轴的受力分析图,弯距图,及轴承受力分析图。 3说明书中所引用的重要计算公式和相关参数应注明其出处后在该公式和数据右上角标出参考文献的编号。主要参数尺寸得计算结果应写在说明书用纸右侧留出的宽30mm 的计算结果栏中,以便查阅。
4说明书的标题应层次分明,标题层次应紧扣内容且合乎逻辑,标题既应准确标明正文,又应简要醒目。根据国际通用的章节编号方法,推荐采用分级阿拉伯数字编号法。这种方法突出优点是一目了然,其示例见说明书格式。
5设计说明书应使用设计专用纸按上述要求的内容及规定格式用兰色或黑色墨水或圆珠笔写。标出页码,编好目录最后装订成册。
10-1答辩的准备
答辩是机械设计课程设计的最后环节。通过准备及答辩可以在回顾和总结的基础上加深对设计方法和步骤的领会理解发现从方案分析,强度计算,结构设计的诸多方面所涉及的工艺性,经济性及可靠性仍存在的问题。从而明确所作的设计的优缺点及以后应改进的方向。因此,充分准备好课程设计的答辩准备非常重要。为使答辩能顺利进行,在答辩之前应作好如下准备:
1. 按机械设计课程设计任务的要求完成全部的图纸和设计计算说明书,并将图纸按标准规定折叠,来通装订好的设计计算说明书装入档案袋内。
2. 对设计作好总结,包括对设计过程中所牵涉到的理论知识和设计经验进行系统复习,对所绘制的减速器装配图,机械系统总体布置图,零件工作图及设计计算说明书作认真检查,并提出改进意见;把设计中尚未弄懂,不甚清楚以及考虑不周的问题搞透彻,以便在提高机械设计能力取得更大收益。
10-2 复习思考题
为便于顺着设计思路系统地回顾和总结,特备以下思考题供复习时参考。 10.2.01 机械系统的设计方案 10.2.02 机械系统运动,动力参数 10.2.03 传动零件设计计算 10.2.04 轴的设计计算 10.2.05 滚动轴承的选择 10.2.06 键联接选择与计算 10.2.07 联轴器的选择 10.2.08 箱体结构设计及附件 10.2.09 润滑与密封 10.2.10 装配安装何调整 10.2.11 装配图与零件图 10.2.12 机械系统总布置图
1机械系统的设计方案
1) 机械系统主要由那些部分组成? 2) 机构类型选择的一般要求有那些? 3) 为什么要拟订多个工作机构运动方案?
4) 传动装置的作用有那些?合理的传动方案应满足那些要求? 5) 为什么通常带传动布置在高速级,而滚子链传动布置在低速级? 6) 在锥齿-圆柱齿轮减速器。为何锥齿轮一般布置在高速级? 7) 在多级传动中为何通常将蜗杆传动布置在高速级? 8) 为何绘制机械系统运动简图?
2.机械系统运动,动力参数
1) 工作机构中的运动尺寸是如何确定的? 2) 工作机构运动和动力分析的目的是什么?
3) 工业生产中用的最广泛的是那类型的电动机?他有那些类型? 4)如何确定工作机所需要功率,它与电动机输出功率是否相同?
电动机额定功率是怎样确定的,设计传动零件时采用那一功率进行计算的, 为什么?
5)传动装置的总效率是如何确定的?计算总效率时必须注意那些问题? 6)电动机的转速如何确定?选用高转速电动机与低速电动机各有何优缺点? 电动机的满载转速与同步转速含义是什么?实际采用那种转速进行计算? 7) 合理分配各级传动比有什么意义?分配传动比时考虑那些原则?
8)分配传动比与零件实际传动比有什么不同,工作机的实际转速与设计要求 的误差范围不相符时如何处理?
9)同一轴的输入功率与输出功率是否相同?设计传动零件或轴时采用那一功率?
3传动零件设计计算
1) 在传动装置设计中为什么要一般先设计传动零件?而传动 零件设计通常先设计减速器外传动零件? 2) 在什么条件下齿轮与轴应制成整体的齿轮轴? 3) 锥齿轮传动的锥距能否加以圆整,为什么?
4) 如何估算蜗杆传动的相对滑动速度vs 的大小?设计结果的实际 滑动速度与初估不一致时应怎样从新计算?
5) 如将圆柱齿轮传动的中心距值圆整成尾数为0或5,应如何调整 模数m ,齿数z 和螺旋角β等参数?
6) 齿轮传动参数和尺寸中,那些应取标准值,那些应加以圆整? 那些必须精确计算?
7) 开始齿轮的设计要点有那些?
8) 齿轮设计应考虑那些问题?主要步骤是什么? 9) 齿轮结构形式有几种?应如何选择?
10) 齿轮的主要失效形式有那些?开始和闭式齿轮传动的失效形式 有那些不同?设计时应如何考虑?
11) 齿轮材料的选择原则是什么?常用齿轮材料和热处理方法有那些? 12) 什么叫软齿面齿轮?什么叫硬齿面齿轮?分别在什么情况下使用? 为何一般软齿面齿轮大小齿轮的材料和热处理不同? 13) 蜗杆传动有何特点?宜在什么情况下使用?
14) 为什么蜗杆传动只计算蜗轮齿的强度,而不计算蜗杆齿的强度? 15) 为什么闭式连续工作的蜗杆传动要进行热平衡计算?可采用那些 措施改善散热条件?
16) 蜗杆减速器,蜗杆在什么条件下放在蜗轮下面,在什么条件下放 在蜗轮上面?为什么?
17) 蜗轮传动为什么要有侧隙?侧隙是用那些公差项目来保证的?侧 隙是如何实现的?
18) 锥齿轮或蜗轮为什么需要轴向调整?如何调整?
19) 如何选择齿轮或蜗轮的精度等级?通过那些检验项目来保证? 20) 为什么小圆柱齿轮的齿宽比大圆柱的大些?反之是否可以? 21) 斜齿圆柱齿轮公法线平均长度何跨齿数如何计算?为什么标柱公
法线长度上下偏差?
22) 常用齿轮精度等级是什么?什么精度等级范围需磨齿?什么精度
等级范围只需插齿?如何选择齿轮精度?
23) 锥齿轮传动设计中,大小齿轮的齿宽是否相同?
24) 闭式齿轮传动的小齿轮齿数如何确定?开式齿轮传动的小齿轮齿数
如何确定?
25) 传动比大小对带传动有何影响?为什么要限制最大传动比?
4轴的设计计算
1) 对轴的材料有什么要求?碳钢及合金钢各适用于什么情况?用合金
钢代替碳钢对提高轴的强度和刚度效果如何?为什么
2) 设计轴的结构应考虑那些方面?
3) 降低轴上应力集中可采取那些措施?
4) 阶梯轴各轴段的直径和长度如何确定?
5) 提高轴的疲劳强度及刚度可采取那些措施?
6) 如何保证齿轮在轴上轴向固定可靠?为确保滚动轴承拆卸及轴肩高
度如何确定?
7) 轴端中心孔有几种形式?各在什么情况下采用?
8) 减速器中轴的外伸端于轮毂相配的直径与长度如何计算?
9) 用公式 初估轴的基本直径时,c 的取值在估高速级轴与低速级轴时
是否相同?为什么?
10) 轴的设计中,其定位轴肩和非定位轴肩的高度如何确定?
11) 在轴的强度计算中,计算弯距 中,α的含义是什么?其大小如何
确定?
12) 在用安全系数法对轴进行疲劳强度校核时,危险截面如何确定?
同一截面上有几种应力集中源时,综合影响系数K σ如何确定?
13) 轴肩处圆角与齿轮毂孔倒角有什么关系?轴那些部位需要设退刀槽?
那些部位需要留有越程槽?
14) 轴的那些轴段直径必须圆整标准值?轴颈的直径尺寸如何确定?
15) 轴的零件工作图上,轴向尺寸标注原则是什么?
16) 轴的零件工作图上应标注那些公差项目?为什么?
17) 轴的形位公差有那些?标注的目的是什么?
18) 为什么轴常设计成阶梯轴,若将其改成广轴应从那些方面入手?
19) 轴在不同轴段上有两个键槽,其位置如何?为什么?
5滚动轴承的选择
1) 滚动轴承类型和尺寸如何确定?如何确定初选轴承的直径系列?
2) 轴承内圈与轴的配合,外圈与箱体孔的配合有什么差异?为什么?
3) 如何提高轴承的支撑刚度及旋转精度?
4) 蜗杆轴上轴承组合设计可采用那些结构形式?
5) 如何考虑轴承的安装与拆卸?
6) 角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向间隙为什么需要调整?间隙
的数值如何确定?如何进行调整和检查?
7) 如何确定角接触球轴承和圆锥滚子轴承的当量动载荷,内圈固定
和外圈固定在计算上有什么不同?
8) 如何确定作用在角接触球轴承上的轴向载荷和径向载荷?
9) 滚动球轴承的寿命计算中为什么要考虑载荷系数及温度系数?静
载荷计算时要考虑这两个系数么?为什么?
10) 设计轴承组合结构时,如何考虑角接触球轴承的排列(面对面还是背对背)?
11) 滚动球轴承的游动端视采用的轴承类型而不同,它们在轴向固
定上有何不同?内外圈可分离轴承怎样固定?内外圈不可分离轴承怎样固定?
6键联接选择与计算
1) 轴毂联接主要有那些类型,键联接有那些类型?其中最常用
的是什么键联接?原因何在?
2) 普通平键的ABC 结构类型有何不同?如何合理选用?
3) 矩形花键和渐开线花键的定心方式是什么?
4) 轴毂联接如何同时采用过盈配合和平键联接应如何计算?
5) 普通平键有那些失效形式?主要失效形式是什么?怎样进行
强度校核?若经验算发现强度不足时,可采取那些措施?
7联轴器的选择
1) 常用联轴器有那些类型?怎样选择?
2) 试述弹性联轴器的特点?并说明为何弹性套柱销联轴器多用于
高速轴于电动机轴间的联接?
3) 电动机轴与减速器输入轴在什么情况下可采用刚性联轴器?为什么?
4) 选择联轴器的主要依据是什么?
5) 选十字滑块联轴器主要考虑素是什么?
6) 齿轮联轴器为什么能补偿所联接两联轴间的综合偏移?
8箱体结构设计及附件
1) 箱体零件的设计,在制造工艺上都考虑了那些问题?箱体尺寸标注的
原则是什么?
2) 箱体分箱面上的输油沟和回油沟功用各是什么?如何加工出来?
3) 减速器箱体壁厚是根据什么参数来确定?怎样确定?
4) 箱体高度是如何确定的?其长度和宽度是如何确定的?
5) 试说明箱体的机械加工过程和定位基准?
6) 箱盖上所开的检查孔的功用是什么?其位置怎样确定?
7) 箱体表面的筋起什么作用?置于箱体内和箱体外的优越点各是什么?
8) 减速器轴承孔的长度如何确定?轴承应布置在轴承孔的哪个位置比较合适?
9) 箱座与箱盖的定位销起什么作用?通常应有几个,布置位置应怎样考虑?
销孔应如何加工?在什么条件下加工?
10) 定位销的尺寸怎样确定,选圆柱销还是选圆锥销?
11) 箱体上放油塞功用是什么?应布置在什么位置?结构上有什么特点和要求?
12) 箱体上起盖螺钉的功用是什么?其布置位置应怎样考虑?一般设置几个?
13) 箱盖上为何要设置透气塞?其作用如何?应布置在什么位置?
14) 箱体上的吊耳及箱盖上的吊环螺钉起什么作用,应布置在什么位置?
15) 箱体上游标有什么作用,其位置和结构应如何确定?
16) 箱体的轴承孔应如何加工?如何保证轴承孔的正确形状?
17) 箱体座凸缘厚度如何确定?
18) 箱座底凸缘厚度如何确定?
19) 箱盖缘厚度如何确定?
20) 地脚螺栓直径及数目怎样确定?
21) 轴承旁联接螺栓的直径和螺栓距离是如何确定的?
22) 箱盖与箱座的联接螺栓直径如何确定?
23) 轴承端盖的联接螺栓直径如何确定?
24) 箱体上螺栓联接处的扳手空间根据什么来确定?
25) 为保证箱体上联接螺栓的轴线与螺母或螺栓头支撑面垂直,箱体结构应如何设置?
26) 箱体上吊环螺钉的直径根据什么参数来估计?
27) 箱体加工面的形位公差怎样考虑?
28) 箱体上同一轴线两轴承孔直径为何尽量相等?
9润滑与密封
1) 减速器箱体内润滑油面的高度如何确定?最底油面怎样确定?
2) 齿轮或蜗杆(蜗轮)的润滑剂牌号根据什么来确定,润滑方式如何?
3) 滚动轴承采用脂润滑还是油润滑的肯根据是什么?
4) 什么情况下滚动轴承旁加挡油板,什么情况下蜗杆轴上要加甩油环?
5) 减速器内传动件润滑用油的容量如何确定?油从箱体上如何注入,
又从箱体上如何放出?
6) 为什么上下箱体结合面不许使用垫片密封?应如何密封?
7) 轴外伸部位与轴承透盖之间有那些密封?各用于什么场合?
8) 滚动轴承中脂的填加量大致多少?
9) 放油塞在什么情况下必须有密封?无密封在结构上能否实现?
10) 考虑到润滑充分性,在两极齿轮减速器中传动件转向如何确定?
10装配安装何调整
1) 试述轴承间隙的调整方法?
2) 如何用嵌入式轴承端盖,滚动轴承游隙如何调整?
3) 上下箱装配时用什么定位,目的时什么?
4) 如何保证一对直齿锥齿轮锥顶交于一点?小锥齿轮轴如何进行装配?
5) 装配时对螺纹联接的放松装置应怎样考虑?
6) 双头螺柱联接,螺柱的拧入端如何防止松脱?
7) 试述减速器装配过程,齿轮接触斑点如何检验?齿轮副侧隙如何检验?
8) 滚动轴承游隙调整中,垫片厚度如何确定?
9) 蜗杆轴如何进行装配?
10) 螺钉的长度和拧入深度如何确定?
11) 齿轮副的接触斑点偏向一端时,采用什么办法解决?
12) 试说明减速器的装配过程?
11装配图与零件图
1) 装配图中应标注那几类尺寸?齿轮与轴的配合性质应如何选择,
其配合代号怎样标注?
2) 滚动轴承孔与轴颈配合的代号为何写成 不写成
3) 装配图中的技术要求作用时什么?包括那些内容?
4) 装配图中的滚动轴承简化画法怎样运用?
5) 齿轮或蜗轮零件工作图上所标注公差项目的意义是什么?
6) 装配图的作用是什么?那些细节可省略不画?
12机械系统总布置图
1) 如何确定绘制机械系统总布置图的比例?
2) 机械系统中各部件的相对位置是如何确定的?
3) 机械系统中各部件之间是怎样联接并传递运动和动力的?
4) 设计机械系统总布置图时,怎样考虑避免构件间的运动干涉?
5) 机械系统总布置图应标注那几种尺寸?
6) 机械系统总布置图技术要求有什么作用?技术要求包括那些方面?
设计题目五 设计铸造车间型砂输送机的传动装置
输送机由电机驱动。电机转动,经传动装置带动输送带移动。按整机布置,要求电机轴与工作机鼓轮轴平行,使用寿命为5年,每日两班制工作,工作时不逆转,载荷平稳,允许输送带速度偏差为5%。工作机效率为0.95,要求有过载保护。按小批生产规模设计。
设计内容:设计传动方案;设计减速器部件装配图;绘制轴、齿轮和箱体零件图各一张;编 写设计计算说明书一份(约7000字)
范文二:非机类减速器装配草图设计说明
减速器装配草图设计总的要求
一、要求用坐标纸 1:1手工绘制设计草图, 目的是用“三边设计法” 设计轴系结构 , 确定箱体的轮廓尺寸 , 所有零部件只画外型轮廓, 不 必画细节及剖面线等,但表达要清楚。 要标注各轴段的径向尺寸 二、 课程设计指导书上有装配草图设计的详细步骤, 按照步骤做 即可,轴的设计也需要参考机械设计基础教材。
三、 轴结构设计时,要明确各轴肩的作用(定位或装拆零件需要) , 以便正确确定各轴肩尺寸。
四、允许齿轮轴的齿顶圆小于相邻轴段的轴径。
五、作装配草图设计之前要看懂一张装配图。
注意:打印 齿轮减速器装配草图设计说明 ,手 工填写你的设计数据,填写数据的过程是你检查设计 的过程。与设计草图一起交,草图答辩时带着你的全 部设计算内容。
齿轮减速器装配草图设计说明
姓名 学号 题目号
1工作机功率 P w == 2总传动效率 =总 η
3工作机所需功率 总
w r P P ==
4电机额定功率 P 0= 电机满载转速 n 0= 电机轴直径 D= 电机轴轴伸长度 = 5 总传动比 w
i η0=总 =
分配 =?=21i i i 总
6各轴转速,功率,转矩
7减速器中传动件(齿轮)的最高圆周速度 8减速器中滚动轴承的润滑方式 (润滑或油润滑 ) 9 减速器箱体壁厚
10减速器中齿轮传动的中心距 11高速轴
初估的最小直径 0min n
p A d ≥=
最小直径的实际值:
选择的联轴器型号,连接的两轴的直径 轴承的型号、内径 密封圈的型号、内径 键的类型和尺寸
小齿轮采用齿轮轴结构了吗? 你的根据是什么? 12低速轴
初估的最小直径 0min n
p A d = 最小直径的实际值:
选择的联轴器型号,连接的两轴的直径 轴承的型号、内径 密封圈的型号、内径 键的类型和尺寸
范文三:第四节 减速器装配草图设计
一、滚动轴承和传动轴的设计
(一). 轴的设计
Ⅰ. 输出轴上的功率P III、转速n III和转矩T III 由上可知P III
=8. 29kw ,n III=62. 1r min ,T III=1. 27?106N ?mm
Ⅱ. 求作用在齿轮上的力
因已知低速大齿轮的分度圆直径 d 2
=mz 2=3?142=426mm
2T III2?1. 27?106
==5962. 44N 而 F t =d 2426
F r F a
=F t tan α=5962. 44?tan 20o N =2170. 15N
=F t tan 0o =0
Ⅲ. 初步确定轴的最小直径
材料为45钢,正火处理。根据《机械设计》表15-3,取A 0=110,于是
'
d min =A 0P III8. 29
=110?=56. 21mm , n III62. 1
'
由于键槽的影响,故d m in =1. 03d m in =57. 9mm
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径d I-II。为了使所选的轴直径d I-II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T ca =K A T III,查《机械设计》表14-1,取K A =1. 5,
则 T ca =K A T III=1. 5?1. 27?10=1. 9?10N ?mm
按照计算转矩T ca 应小于联轴器公称转矩的条件,查手册,选用HL5型弹性柱销
6
联轴器,其公称转矩为 2?10N ?mm 。半联轴器的孔径 d I=60mm ,故取
66
d I-II=60mm ,半联轴器长度L =142mm ,半联轴器与轴配合的毂孔长度L I=107mm
Ⅳ. 轴的结构设计
(1).根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
1).为了满足半联轴器的轴向定位要求,Ⅰ-Ⅱ段右端需制出一轴肩,故取Ⅱ-Ⅲ段的直径d Ⅱ-Ⅲ=65mm ;左端用轴端挡圈定位。半联轴器与轴配合的毂孔长度L I=107mm ,
为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上,故Ⅰ-Ⅱ段的长度应比L I略短一些,现取l Ⅰ-Ⅱ=105mm
2).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,故选用角接触球轴承。按照工作要求并根据d Ⅱ-Ⅲ=65mm ,查手册选取单列角接触球轴承
7214AC ,其尺寸为d ?D ?B =70mm ?125mm ?24mm ,故
d Ⅲ-Ⅳ=d VII -VIII =70mm ;而l VII -VIII =24mm 。
3).取安装齿轮处的轴端Ⅳ-Ⅴ的直径d Ⅳ-Ⅴ=75mm ;齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为87mm ,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴端应略短于轮毂宽度,故取l Ⅳ-Ⅴ=85mm 。齿轮的右端采用轴肩定位,轴肩高度h >0. 07d ,故取h =6mm ,则轴环处的直径d Ⅴ-Ⅵ=82mm 。轴环宽度b ≥1. 4h ,取l Ⅴ-Ⅵ=12mm 。
4).轴承端盖的总宽度为20mm (由减速器及轴承端盖的结构设计而定) 。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离l =30mm ,故l Ⅱ-Ⅲ=50mm 。
5).取齿轮距箱体内壁的距离a =15mm ,考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离s ,取s =8mm ,已知滚动轴承宽度
T =24mm ,为了使大齿轮与右边箱体内壁不致靠得太近,则:
l Ⅲ-Ⅳ=T +s +a +(87-84) =(24+8+15+3) mm =50mm 取 l VI -VII =10mm d VI -VII =76mm 至此,已初步确定了轴的各段和长度。如下图示:
(2).轴上零件的周向定位
齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按d Ⅳ-Ⅴ由《机械设计》表6-1查得平键截面b ?h =20mm ?12mm ,键槽用键槽铣刀加工,长为70mm ,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性,故选择齿轮轮毂与轴的配额为
H 7
;同样,半联轴器与轴的连接,选用平键为18mm ?11mm ?90mm ,半联n 6
轴器与轴的配合为
H 7
。滚动轴承与轴的周向定位是由过度配合来保证的,此处k 6
选轴的直径尺寸公差为m 6。 (3).确定轴上圆角和倒角尺寸
参考《机械设计》表15-2,取倒角和圆角均为2?45 。 Ⅴ. 求轴上的载荷
首先根据轴的结构图做出轴的计算简图。在确定轴承的支点位置时,应从手册中查取a 值。对于7214AC 型角接触球轴承,由手册中查得a =35. 1mm 。因此。作为简支梁的轴的支撑跨距L =50+84+12+10+24-2?35. 1≈110mm 。根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图。
从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面C 是轴的危险截面。现将计算处的截面C 处的M H 、M V 及M 的值列于下表。
Ⅵ. 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(即危险截面C )的强度。根据上表数据,以及轴单向旋转,扭转切应力为脉动循环变应力,取
α=0. 6,轴的计算应力
σca =
M 12+(αT 3) 2
W . 22+(0. 6?1270000) 2==18. 525MPa 3
0. 1?75
前已选定轴的材料为45钢,正火处理,由《机械设计》表15-1查得[σ-1]=55MPa 因此σca <[σ-1],故安全。 ⅶ.="" 精确校核轴的疲劳强度="">[σ-1],故安全。>
截面A ,Ⅱ, Ⅲ,B 只受扭矩作用,虽然键槽、轴肩及过渡配合所引起的应力集中均将削弱轴的疲劳强度,但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕确定的,所以截面A, Ⅱ, Ⅲ,B 均无需校核。
从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅳ和Ⅴ处过盈配合引起的应力集中最严重;从受载的情况来看,截面C 上的应力最大。截面Ⅴ的应力集中的影响和截面Ⅳ的相近,但截面Ⅴ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核。截面C 上最然应力最大,但应力集中不大(过盈配合及键槽引起的应力集中均在两端),而且这里轴的直径最大,故截面C 也不必校核。截面Ⅵ显然更不必校核。由《机械设计》第三章附录可知,键槽的应力集中系数比过盈配合的小,因而该轴只需校核截面Ⅳ左右两侧即可。 (2).截面Ⅳ左侧
抗弯截面系数 W =0. 1d =0. 1?70=34300mm 抗扭截面系数 W T =0. 2d =0. 2?70=68600mm 截面Ⅳ左侧的弯矩M 为
3
3
3
3
3
3
M =M 1?
截面Ⅳ 上的扭矩T 3为
57-42
=45704N ?mm 57
T 3=1270000N ?mm
截面上的弯曲应力
σb =
截面上的扭转切应力 τT =
M 45704==1. 33MPa W 34300
T 31270000==18. 5MPa W T 68600
轴的材料为45钢,正火处理,由《机械设计》表15-1得σB =590MPa ,
σ-1=255MPa ,τ-1=140MPa 。
截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数ασ及ατ按《机械设计》附表3-2
r 2. 0D 75
=0. 03,==1. 07,经差值后可查得 查取。因=
d 70d 70
ασ=2. 0,ατ=1. 31
又由《机械设计》附图3-1可得轴的材料的敏性系数为 q σ=0. 80,q τ=0. 85
故有效应力集中系数为
k σ=1+q σ(ασ-1) =1. 8 k τ=1+q τ(ατ-1) =1. 2635
由《机械设计》附图3-2 的尺寸系数εσ=0. 67;由附图3-3的扭转尺寸系数
ετ=0. 8
轴按磨削加工,由附图3-4得表面质量系数为 βσ=βτ=0. 92 轴未经表面强化处理,即βq =1,则综合系数为 K σ= K τ=
k σ
εσ
k τ
+
1
βσ
1
-1=2. 77
ετ
+
βτ
-1=1. 67
查手册得碳钢的特性系数
?σ=0. 1~0. 2,取?σ=0. 1 ?τ=0. 05~0. 1,取?τ=0. 05 于是,计算安全系数S ca 值,则
σ-1255
==69. 2
K σσa +?σσm 2. 77?1. 33+0. 1?0
τ-1140
S ===8. 8 τ
K ττa +?ττm
1. 67?+0. 05?
S σ=
22
S ca =故可知其安全。
(3).截面Ⅳ右侧
S σS τS σ+S τ
2
2
=8. 73>>S =1. 5
抗弯截面系数 W =0. 1d =0. 1?75=42187. 5mm 抗扭截面系数 W T =0. 2d =0. 2?75=84375mm 截面Ⅳ右侧的弯矩M 为 M =M 1?
3
3
3
333
57-42
=45704N ?mm 57
截面Ⅳ 上的扭矩T 为
T =1270000N ?mm 截面上的弯曲应力 σb = 截面上的扭转切应力 τT =
M 45704==1. 08MPa W 42187. 5
T 1270000==15. 05MPa W T 84375
过盈配合处的
k σ
εσ
,由附表3-8用插值法求出,并取
k τ
ετ
=0. 8
k σ
εσ
,于是得
k τ
ετ
=2. 8,
k τ
ετ
=2. 24
轴按磨削加工,由附图3-4得表面质量系数为 βσ=βτ=0. 93 故得综合系数为
K σ=
k σ
εσ
k τ
++
1
βσ
1
-1=2. 88 -1=2. 32
K τ=
ετβτ
所以轴在截面Ⅳ右侧的安全系数为
σ-1
=81. 98 S σ=
K σσa +?σσm
τ-1
=8. 4 S τ=
K ττa +?ττm
S ca =
S σS τS σ+S τ
2
2
=8. 37>>S =1. 5
故该轴在截面Ⅳ右侧的强度也是足够的。
范文四:第四节 减速器装配草图设计
一、滚动轴承和传动轴的设计
(一).轴的设计
PnT?.输出轴上的功率、转速和转矩 ,,,,,,,,,
6T,1.27,10N,mmn,62.1rminP,8.29kw 由上可知,, ,,,,,,,,,
?.求作用在齿轮上的力
因已知低速大齿轮的分度圆直径
d,mz,3,142,426mm 22
62T2,1.27,10,,,F,,,5962.44N 而 td4262
oF,Ftan,,5962.44,tan20N,2170.15N rt
oF,Ftan0,0 at
?.初步确定轴的最小直径
材料为45钢,正火处理。根据《机械设计》表15-3,取A,110,于是 0
P8.29',,,33d,A,110,,56.21mm , min0n62.1,,,
'd,1.03d,57.9mm由于键槽的影响,故 minmin
d 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径。为了使所选的轴直,,,,
d径与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器型号。 ,,,,
K,1.5T,KT 联轴器的计算转矩,查《机械设计》表14-1,取, AcaA,,,
66T,KT,1.5,1.27,10,1.9,10N,mm则 caA,,,
T按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件,查手册,选用HL5型弹性柱销ca
6d,60mm联轴器,其公称转矩为 。半联轴器的孔径 ,故取2,10N,mm,
L,142mmd,60mm,半联轴器长度,半联轴器与轴配合的毂孔长度,,,,
L,107mm ,
?.轴的结构设计
(1).根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
1).为了满足半联轴器的轴向定位要求,?-?段右端需制出一轴肩,故取?-?段的直径;左端用轴端挡圈定位。半联轴器与轴配合的毂孔d,65mm?,?
长度, L,107mm,
为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上,故?-?段的长度应比略短一些,现取l,105mm L,?,?
2).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,故选用角接触球轴承。按照工作要求并根据,查手册选取单列角接触球轴d,65mm?,?
d,D,B,70mm,125mm,24mm承7214AC,其尺寸为,故d,d,70mml,24mm;而。 ?,?VII,VIIIVII,VIII
3).取安装齿轮处的轴端?-?的直径d,75mm;齿轮的左端与左轴承?,?
之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为87mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴端应略短于轮毂宽度,故取l,85mm。齿轮的右端采用轴肩定?,?
h,6mmh,0.07dd,82mm位,轴肩高度,故取,则轴环处的直径。轴?,?
b,1.4hl,12mm环宽度,取。 ?,?
20mm 4).轴承端盖的总宽度为(由减速器及轴承端盖的结构设计而定)。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器
l,30mml,50mm右端面间的距离,故。 ?,?
a,15mm 5).取齿轮距箱体内壁的距离,考虑到箱体的铸造误差,在确定
s,8mm滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离,取,已知滚动轴承宽度s
T,24mm,为了使大齿轮与右边箱体内壁不致靠得太近,则:
l,T,s,a,(87,84),(24,8,15,3)mm,50mm ?,?
取 l,10mmd,76mmVI,VIIVI-VII
至此,已初步确定了轴的各段和长度。如下图示:
(2).轴上零件的周向定位
齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按d由《机械设计》表?,?
b,h,20mm,12mm70mm6-1查得平键截面,键槽用键槽铣刀加工,长为,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性,故选择齿轮轮毂与轴的配额为H718mm,11mm,90mm;同样,半联轴器与轴的连接,选用平键为,半联n6
H7轴器与轴的配合为。滚动轴承与轴的周向定位是由过度配合来保证的,此处k6
m6选轴的直径尺寸公差为。
(3).确定轴上圆角和倒角尺寸
,2,45参考《机械设计》表15-2,取倒角和圆角均为。
?.求轴上的载荷
首先根据轴的结构图做出轴的计算简图。在确定轴承的支点位置时,应从手
a,35.1mm册中查取值。对于7214AC型角接触球轴承,由手册中查得。因此。a
L,50,84,12,10,24,2,35.1,110mm作为简支梁的轴的支撑跨距。根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图。
从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面C是轴的危险截面。现将计
MM算处的截面C处的、及的值列于下表。 MVH
载荷 水平面H 垂直面V
F支反力 F,1015.26N,F,2872.82N,NH1NV1
F,3089.62NF,1124.53NNH2NV2
M弯矩 M,57869.82N,mmM,163750.28N,mm VH
M,173675.2N,mm 总弯矩
T,1270000N,mmT扭矩 33
?.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(即危险截面C)的强度。根据上表数据,以及轴单向旋转,扭转切应力为脉动循环变应力,取
,轴的计算应力 ,,0.6
2222M,(T),173675.2,(0.6,1270000)13,,,18.525MPa ,ca3W0.1,75
前已选定轴的材料为45钢,正火处理,由《机械设计》表15-1查得
因此,,[,],故安全。 [,],55MPaca,1,1
?.精确校核轴的疲劳强度
(1).判断危险截面
截面A,?,?,B只受扭矩作用,虽然键槽、轴肩及过渡配合所引起的应力集中均将削弱轴的疲劳强度,但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕确定的,所以截面A,?,?,B均无需校核。
从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面?和?处过盈配合引起的应力集中最严重;从受载的情况来看,截面C上的应力最大。截面?的应力集中的影响和截面?的相近,但截面?不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核。截面C上最然应力最大,但应力集中不大(过盈配合及键槽引起的应力集中均在两端),而且这里轴的直径最大,故截面C也不必校核。截面?显然更不必校核。由《机械设计》第三章附录可知,键槽的应力集中系数比过盈配合的小,因而该轴只需校核截面?左右两侧即可。
(2).截面?左侧
333 抗弯截面系数 W,0.1d,0.1,70,34300mm
333W,0.2d,0.2,70,68600mm 抗扭截面系数 T
M 截面?左侧的弯矩为
57,42M,M,,45704N,mm 157
截面? 上的扭矩为 T3
T,1270000N,mm 3
截面上的弯曲应力
M45704,,,,1.33MPa bW34300
截面上的扭转切应力
T12700003,,,,18.5MPa TW68600T
轴的材料为45钢,正火处理,由《机械设计》表15-1得,,,590MPaB
,。 ,,255MPa,,140MPa,1,1
,, 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按《机械设计》附表3-2,,
D75r2.0,,0.03,,1.07查取。因,,经差值后可查得
d70d70
,,1.31 , ,,2.0,,
又由《机械设计》附图3-1可得轴的材料的敏性系数为
q,0.80q,0.85 , ,,
故有效应力集中系数为
k,1,q(,,1),1.8,,,
k,1,q(,,1),1.2635,,,由《机械设计》附图3-2 的尺寸系数;由附图3-3的扭转尺寸系数,,0.67,,,0.8 ,
轴按磨削加工,由附图3-4得表面质量系数为
,,,,0.92,,
,,1轴未经表面强化处理,即,则综合系数为 q
1k,,,,1,2.77 K,,,,,
1k,,,,1,1.67 K,,,,,查手册得碳钢的特性系数
,,0.1 ,,0.1~0.2,取 ,,
,,0.05~0.1,取 ,,0.05,,
S于是,计算安全系数值,则 ca
,255,1S,,,69.2 ,K,,,,2.77,1.33,0.1,0,,am
,140,1S,,,8.8 ,18.518.5K,,,,,,am1.67,,0.05,
22
SS,,S,,8.73,,S,1.5 ca22S,S,,
故可知其安全。
(3).截面?右侧
333抗弯截面系数 W,0.1d,0.1,75,42187.5mm
333W,0.2d,0.2,75,84375mm 抗扭截面系数 T
M 截面?右侧的弯矩为
57,42M,M,,45704N,mm 157
T 截面? 上的扭矩为
T,1270000N,mm
截面上的弯曲应力
M45704,,,,1.08MPa bW42187.5
截面上的扭转切应力
T1270000,,,,15.05MPa TW84375T
kkk,,,,0.8过盈配合处的,由附表3-8用插值法求出,并取,于是得 ,,,,,,
kk,,,2.24 , ,2.8
,,,,
轴按磨削加工,由附图3-4得表面质量系数为
,,,,0.93,,
故得综合系数为
1k,,,,1,2.88 K,,,,,
1k,,,,1,2.32 K,,,,,所以轴在截面?右侧的安全系数为
,,1S,,81.98 ,K,,,,,,am
,,1S,,8.4 ,K,,,,,,am
SS,,S,,8.37,,S,1.5 ca22S,S,,
故该轴在截面?右侧的强度也是足够的。
范文五:第四节减速器装配草图设计
一、滚动轴承和传动轴的设计
(一).轴的设计
?.输出轴上的功率、转速和转矩 PnT,,,,,,,,,
6T,1.27,10N,mmn,62.1rmin 由上可知,, P,8.29kw,,,,,,,,,
?.求作用在齿轮上的力
因已知低速大齿轮的分度圆直径
d,mz,3,142,426mm 22
62T2,1.27,10,,,F,,,5962.44N 而 td4262
oF,Ftan,,5962.44,tan20N,2170.15N rt
oF,Ftan0,0 at
?.初步确定轴的最小直径
A,110 材料为45钢,正火处理。根据《机械设计》表15-3,取,于是 0
P8.29',,,33d,A,110,,56.21mm , min0n62.1,,,
'd,1.03d,57.9mm由于键槽的影响,故 minmin
d 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径。为了使所选的轴直,,,,d径与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器型号。 ,,,,
T,KTK,1.5 联轴器的计算转矩,查《机械设计》表14-1,取, caA,,,A
66T,KT,1.5,1.27,10,1.9,10N,mm则 caA,,,
T按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件,查手册,选用HL5型弹性柱销ca
6d,60mm2,10N,mm联轴器,其公称转矩为 。半联轴器的孔径 ,故取,
L,142mmd,60mm,半联轴器长度,半联轴器与轴配合的毂孔长度,,,,
L,107mm ,
?.轴的结构设计
(1).根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
1).为了满足半联轴器的轴向定位要求,?-?段右端需制出一轴肩,故取?-?段的直径;左端用轴端挡圈定位。半联轴器与轴配合的毂孔d,65mm?,?
长度, L,107mm,
为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上,故?-?段的长度应比略短一些,现取l,105mm L,?,?
2).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,故选用角
d,65mm接触球轴承。按照工作要求并根据,查手册选取单列角接触球轴?,?
d,D,B,70mm,125mm,24mm承7214AC,其尺寸为,故d,d,70mml,24mm;而。 ?,?VII,VIIIVII,VIII
d,75mm 3).取安装齿轮处的轴端?-?的直径;齿轮的左端与左轴承?,?
之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为87mm,为了使套筒端面可靠地压紧
l,85mm齿轮,此轴端应略短于轮毂宽度,故取。齿轮的右端采用轴肩定?,?
h,6mmh,0.07dd,82mm位,轴肩高度,故取,则轴环处的直径。轴?,?
b,1.4hl,12mm环宽度,取。 ?,?
20mm 4).轴承端盖的总宽度为(由减速器及轴承端盖的结构设计而定)。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器
l,30mml,50mm右端面间的距离,故。 ?,?
a,15mm 5).取齿轮距箱体内壁的距离,考虑到箱体的铸造误差,在确定
s,8mm滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离s,取,已知滚动轴承宽度T,24mm,为了使大齿轮与右边箱体内壁不致靠得太近,则:
l,T,s,a,(87,84),(24,8,15,3)mm,50mm ?,?
l,10mmd,76mm取 VI,VIIVI-VII
至此,已初步确定了轴的各段和长度。如下图示:
(2).轴上零件的周向定位
d 齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按由《机械设计》表?,?
b,h,20mm,12mm70mm6-1查得平键截面,键槽用键槽铣刀加工,长为,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性,故选择齿轮轮毂与轴的配额为H718mm,11mm,90mm;同样,半联轴器与轴的连接,选用平键为,半联n6
H7轴器与轴的配合为。滚动轴承与轴的周向定位是由过度配合来保证的,此处k6
m6选轴的直径尺寸公差为。
(3).确定轴上圆角和倒角尺寸
,2,45参考《机械设计》表15-2,取倒角和圆角均为。
?.求轴上的载荷
首先根据轴的结构图做出轴的计算简图。在确定轴承的支点位置时,应从手
a,35.1mm册中查取a值。对于7214AC型角接触球轴承,由手册中查得。因此。
L,50,84,12,10,24,2,35.1,110mm作为简支梁的轴的支撑跨距。根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图。
从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面C是轴的危险截面。现将计
MMM算处的截面C处的、及的值列于下表。 VH
载荷 水平面H 垂直面V
F支反力 F,2872.82N,F,1015.26N,NH1NV1
F,3089.62NF,1124.53NNH2NV2
M弯矩 M,163750.28N,mmM,57869.82N,mm VH
M,173675.2N,mm 总弯矩
T,1270000N,mmT扭矩 33
?.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(即危险截面C)的强度。根据上表数据,以及轴单向旋转,扭转切应力为脉动循环变应力,取
,,0.6,轴的计算应力
2222M,(T),173675.2,(0.6,1270000)13,,,18.525MPa, ca3W0.1,75
前已选定轴的材料为45钢,正火处理,由《机械设计》表15-1查得
因此,故安全。 ,,[,][,],55MPaca,1,1
?.精确校核轴的疲劳强度
(1).判断危险截面
截面A,?,?,B只受扭矩作用,虽然键槽、轴肩及过渡配合所引起的应力集中均将削弱轴的疲劳强度,但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕确定的,所以截面A,?,?,B均无需校核。
从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面?和?处过盈配合引起的应力集中最严重;从受载的情况来看,截面C上的应力最大。截面?的应力集中的影响和截面?的相近,但截面?不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核。截面C上最然应力最大,但应力集中不大(过盈配合及键槽引起的应力集中均在两端),而且这里轴的直径最大,故截面C也不必校核。截面?显然更不必校核。由《机械设计》第三章附录可知,键槽的应力集中系数比过盈配合的小,因而该轴只需校核截面?左右两侧即可。
(2).截面?左侧
333 抗弯截面系数 W,0.1d,0.1,70,34300mm
333 抗扭截面系数 W,0.2d,0.2,70,68600mm T
M 截面?左侧的弯矩为
57,42M,M,,45704N,mm 157
截面? 上的扭矩为 T3
T,1270000N,mm 3
截面上的弯曲应力
M45704,,,1.33MPa, bW34300
截面上的扭转切应力
T12700003,,,,18.5MPa TW68600T
轴的材料为45钢,正火处理,由《机械设计》表15-1得,,590MPa,B,,255MPa,,,140MPa。 ,1,1
,, 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按《机械设计》附表3-2,,
r2.0D75,,0.03,,1.07查取。因,,经差值后可查得 d70d70
,,1.31 , ,,2.0,,
又由《机械设计》附图3-1可得轴的材料的敏性系数为
q,0.80q,0.85 , ,,
故有效应力集中系数为
k,1,q(,,1),1.8,,,
k,1,q(,,1),1.2635,,,由《机械设计》附图3-2 的尺寸系数;由附图3-3的扭转尺寸系数,,0.67,
,,0.8,
轴按磨削加工,由附图3-4得表面质量系数为
,,,,0.92,,
,,1轴未经表面强化处理,即,则综合系数为 q
1k,,,,1,2.77 K,,,,,
1k,,,,1,1.67 K,,,,,查手册得碳钢的特性系数
,,0.1~0.2,,0.1 ,取 ,,
,,0.05~0.1,,0.05 ,取 ,,
S于是,计算安全系数值,则 ca
,255,1S,,,69.2 ,K,,,,2.77,1.33,0.1,0,,am
,140,1S,,,8.8 ,18.518.5K,,,,,,am1.67,,0.05,
22
SS,,S,,8.73,,S,1.5 ca22S,S,,
故可知其安全。
(3).截面?右侧
333W,0.1d,0.1,75,42187.5mm抗弯截面系数
333W,0.2d,0.2,75,84375mm 抗扭截面系数 T
M 截面?右侧的弯矩为
57,42M,M,,45704N,mm 157
T 截面? 上的扭矩为
T,1270000N,mm
截面上的弯曲应力
M45704,,,1.08MPa, bW42187.5
截面上的扭转切应力
T1270000,,,,15.05MPa TW84375T
kkk,,,过盈配合处的,由附表3-8用插值法求出,并取,于是得 ,0.8,,,,,,
kk,,,2.24 , ,2.8,,,,
轴按磨削加工,由附图3-4得表面质量系数为
,,,,0.93,,
故得综合系数为
1k,,,,1,2.88 K,,,,,
1k,,,,1,2.32 K,,,,,所以轴在截面?右侧的安全系数为
,,1S,,81.98 ,K,,,,,,am
,,1S,,8.4 ,K,,,,,,am
SS,,S,,8.37,,S,1.5 ca22S,S,,
故该轴在截面?右侧的强度也是足够的。
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