某軋輥減速器的結(jié)構(gòu)計算設(shè)計目錄TOC\o"1-3"\h\u17509某軋輥減速器的結(jié)構(gòu)計算設(shè)計 1128971.1選擇電動機(jī)與傳動比的分配 1173161.1.1選擇電動機(jī)容量 1160411.1.2電動機(jī)類型的選擇 2163471.1.3分配傳動比 2106121.1.4各軸動力學(xué)參數(shù) 364751.2帶傳動設(shè)計 3100651.3齒輪傳動設(shè)計 7313141.1.1高速級齒輪傳動設(shè)計 723091.1.2低速級齒輪傳動設(shè)計 1022961.4軸的設(shè)計校核及校核 16315971.4.1第一部分的高速軸 16107051.4.2中間軸的設(shè)計及校核 19141601.4.3低速軸設(shè)計計算 2317931.5軸承的選型及校核 26104481.5.1高速軸軸承計算 26257101.5.2中間軸軸承計算 2649591.5.3低速軸軸承計算 27210851.6鍵的選擇 277777高速軸的鍵 2766661.7聯(lián)軸器 291.1選擇電動機(jī)與傳動比的分配1.1.1選擇電動機(jī)容量根據(jù)查表得：算得效率ηa根據(jù)空載時驅(qū)動軋輥所需力矩來選擇電動機(jī)。軋輥體積V=軋輥材料密度：ρ=7.9×103kg/m3，所以軋輥質(zhì)量為：m=軋輥轉(zhuǎn)動所需轉(zhuǎn)矩為：T=jω=N?m(1.3)工作機(jī)所需功率為P電動機(jī)所需額定功率:P1.1.2電動機(jī)類型的選擇根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊，V帶傳動比為：2～4。電機(jī)型號，根據(jù)工控選擇，Y132S-4。滿足基本要求。電機(jī)的大小，參考圖。圖1.1電機(jī)圖1.1.3分配傳動比總傳動比的計算由選定的電動機(jī)類型w，計算出傳動裝置總傳動比為：i分配傳動比：V帶傳動比：iv=2.5，根據(jù)減速器得設(shè)計推薦選取高速級傳動比：i1=4.35，隨之就能確定低速級的傳動比為1.1.4各軸動力學(xué)參數(shù)表1.2各軸動力參數(shù)下表名稱輸入/kW輸出/kW輸入T/N?mm輸出T/N?mm轉(zhuǎn)速n傳動比i效率η1軸4.134.1327389.9327389.9314402軸1.971.8965735.8363106.405764.350.963軸1.851.81277429.53271880.94132.411.310.984軸1.741.67890926.65873108.124010.981.2帶傳動設(shè)計(1)功率Pca的計算與確定工作情況系數(shù)KA=1.1，故Pca(2)V帶的帶型的選擇：根據(jù)計算功率Pca、高速軸轉(zhuǎn)速n1選用A型。(3)初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=100mm；則帶速v為v=帶速在5～30m/s范圍內(nèi)，合適。大帶輪的基準(zhǔn)直徑：d取整為dd2(4)中心距a和長度L取中心距a0=520mm，則長度LLd0查表選取帶的基準(zhǔn)長度Ld=1640mm，則根據(jù)基準(zhǔn)長度算得實際中心距為a≈a中心距的變化范圍為515-589mm。(5)驗算小帶輪的包角αaαa(6)帶的根數(shù)z的計算與確定①計算單根V帶的額定功率Pr的計算與確定根據(jù)dd1=100mm和n1=1440r/min,i=2.5和A型帶，查表選取，得P0=1.31kW，△P0=0.169kW。查得：Pr②計算帶的根數(shù)的計算與確定z=取4根帶。(7)初拉力F0已知q=0.105kg/m，則力為F(8)計算壓軸力的確定F(9)帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計①小帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計小帶輪的軸孔直徑d=38mm，結(jié)構(gòu)為腹板式。根據(jù)機(jī)械設(shè)計得，小帶輪尺寸參數(shù)：d1=76mm，da腹板內(nèi)徑dr=71mm，圖1.1小帶輪結(jié)構(gòu)示意圖②大帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計與尺寸確定大帶輪尺寸如下：d1=48mm，da=255.5mm，B=63mm，孔板內(nèi)徑dr圖1.2大帶輪結(jié)構(gòu)示意圖1.3齒輪傳動設(shè)計1.1.1高速級齒輪傳動設(shè)計選定齒輪的基本材料選用斜齒圓柱齒輪傳動。α=20°，初選螺旋角β=13°。材料小齒輪40Cr，大齒輪45鋼，硬度為240HBS。選小齒輪齒數(shù)z1=25，則大齒輪為z2=z1×i=25×4.35=109。軟齒面?zhèn)鲃臃菍ΨQ安裝查得齒寬系數(shù)φd=1。(2)基本設(shè)計根據(jù)小齒輪直徑，即d①確定參數(shù)值選KHt=1.3，已得T=65735.83N?mm。查表選取，系數(shù)ZH=2.46，裁料的系數(shù)ZE=189.8√MPa。查得重合度Zε=0.671，螺旋槳對循環(huán)此數(shù)計算NN依據(jù)前面解過，查表選取系數(shù)Kσ取比較小的那一個，即σH=533.5MPa②算直徑分度圓d圓周速度v=π×43.632×576/60×1000=1.32m/s齒的寬度b=③系數(shù)KH的計算查表選KA=1，Kv=1.025。圓周力F查表取系數(shù)KHα=1.4。計算得K校核直徑得d模數(shù)校核得m取mn(3)尺寸計算中心距a=圓整得為a=138mm。修正螺旋槳β=arccos小齒輪的圓直徑d分度圓直徑的計算d寬度為為b=(4)校核強(qiáng)度根據(jù)手冊，公式為σ查得齒根彎曲疲勞極限分別為：σ小齒輪擋亮齒數(shù)Z計算大池輪齒數(shù)：Z由表查得系數(shù)：YFa1選取KFt=1.3，計算彎曲疲勞強(qiáng)度的重合度系數(shù)Yε。端面重合度εααα根據(jù)參數(shù)計算得：εαβε計算系數(shù)Y根據(jù)上訴計算的，得胄向重合度：ε計算螺旋槳系數(shù)YβY查表選取動載系數(shù)KV=1.03；齒間載荷分配系數(shù)K上述得K=查取系數(shù)：KFN1取S=1.25，則：σ對該齒輪齒根校核σ根據(jù)上訴得計算的解過滿足要求。1.1.2低速級齒輪傳動設(shè)計(1)選參數(shù)齒輪傳動取α=20°，螺旋β=13°。材料選擇小齒輪40Cr，大齒輪45鋼。軟齒面?zhèn)鲃臃菍ΨQ安裝查得齒寬系數(shù)φd=1。齒數(shù):z(2)設(shè)計1)直徑的確定，即d①每各參數(shù)選KHt=1.3，由前一部分的：T=326466.72N?mm查表選?。合禂?shù)ZH=2.46，影響材料的ZE=189.8√MPa。查出的重系數(shù)Zε=0.592，對于羅璇將系數(shù)Z對應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的計算：NN查表選取接觸疲勞系數(shù)：KHN1=σσ取中較小小的應(yīng)力，σH②分都園直徑的確定有前面得直徑d2)調(diào)整直徑①系數(shù)確定第一先算出vv=現(xiàn)為計算做鋪墊查得KA=1，Kv=1.009。圓周力F根據(jù)接過得。系數(shù)KHα=1.2；載荷系數(shù)上訴準(zhǔn)備完成，得到系數(shù)為：K對直徑修改d修改后模數(shù)得m取mn(3)尺寸1)對中心距a=按需求圓整為a=173mm。2)修正螺旋值β=arccos得到解過。3）小池輪直徑確定d大齒輪的分度圓d直徑確定附和要求4)對于齒寬：b=φd(4)校核的計算由設(shè)計的手冊，查取疲勞強(qiáng)度公式σ對齒寬b=b2=85。依據(jù)前面的齒數(shù)公式，便可的小齒輪：Z確定對于大池輪大齒數(shù)：Z查得系數(shù)YFa1=2.457，YFa2=2.171。應(yīng)力系數(shù)YSa1=1.647，Y端面重合度εααα根據(jù)已知參數(shù)計算參數(shù)得：εβε對上訴的系數(shù)計算Y計算對上訴公式軸向度ε依要求計算螺旋系數(shù)YβY查得動載系數(shù)KV=1.011，查表選取得分配系數(shù)KFα則計算得為K=查得疲勞極限分別為σ查表取KFN1σσ按需求，要對他的疲勞的強(qiáng)度校核，σ對上訴的計算總督來看，滿足要求。圖1.4低速級大齒輪結(jié)構(gòu)圖1.4軸的設(shè)計校核及校核1.4.1第一部分的高速軸對于該軸所需準(zhǔn)備參數(shù)P1=1.97kW、n1=576r/min和T1=65.74N?m。按設(shè)計要求首先算軸最小的直徑，各參數(shù)材料為40Cr，280HBS，C=112，則d≥C由于安裝鍵將軸徑增大5%,則dmin=1+0.05×22.5=23.62mm(1)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖圖1.5高速軸示意圖對于軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，要考慮到以下因素：軸的安裝位置和軸的安裝方式，要滿足軸的強(qiáng)度和剛度，軸應(yīng)有良好的工藝性，具有合理的形狀和尺寸，這樣有利于減小應(yīng)力集中。本課題的減速器的軸，設(shè)計為階梯軸的形式，對于階梯軸各段軸的軸徑和長度設(shè)計，需要注意以下原則：配合不同表面，軸徑要有所不同，通常是從初步估算軸端最小軸頸開始，考慮到結(jié)構(gòu)特點、拆裝、固定等情況對軸徑進(jìn)行確定；各段軸徑的長度取決于零件的寬度和零件固定的可靠性。下面是依據(jù)以上所述的設(shè)計要求得到的軸徑和軸徑長度。依據(jù)上訴設(shè)及要求，確定軸徑和長度。圖1.1軸參數(shù)根據(jù)設(shè)計須求，計算此齒輪得圓周力F依受力的算徑向力F對次級得小池輪得軸向力F根據(jù)7207AC查得a=21mm，計算慣性矩的距離l1=104mm，依據(jù)以上的計算，畫出軸的受力圖得，如下圖：圖1.6高速軸載荷軸得校核由上面化的圖可得到，B彎矩最大，總得B為危險面。依要求對于計算彎截面系數(shù)W=對此B危面還有扭矩，還要去算扭截面系數(shù)W隨之便比較計算其彎曲力σ=依次計算剪應(yīng)力τ=對上訴得計算可得合成力，取α=0.6，則力為：σ根據(jù)該軸材料，插曲材料手冊后，得道強(qiáng)度極限σB=735MPa，還有許用應(yīng)力[σ-1b]=60MPa，由于經(jīng)過必交σca<[σ-1b]，該軸合適。1.4.2中間軸的設(shè)計及校核1)受限要求計算設(shè)計軸上的動力參數(shù)P2=1.85kW；n2=132.41r/min；T2=277.43N?m2)軸的最小直徑的確定對于涉及要取算軸的最小直徑，選區(qū)的這個軸的基本材料為45鋼，查得：C=112，則:d≥C3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖圖1.7中間軸示意圖對于軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，要考慮到以下因素：軸的安裝位置和軸的安裝方式，要滿足軸的強(qiáng)度和剛度，軸應(yīng)有良好的工藝性，具有合理的形狀和尺寸，這樣有利于減小應(yīng)力集中。本課題的減速器的軸，設(shè)計為階梯軸的形式，對于階梯軸各段軸的軸徑和長度設(shè)計，需要注意以下原則：配合不同表面，軸徑要有所不同，通常是從初步估算軸端最小軸頸開始，考慮到結(jié)構(gòu)特點、拆裝、固定等情況對軸徑進(jìn)行確定；各段軸徑的長度取決于零件的寬度和零件固定的可靠性。下面是依據(jù)以上所述的設(shè)計要求得到的軸徑和軸徑長度。根據(jù)上訴設(shè)計要求得：第一端直徑40；對于長度按必須求也是40；要有軸肩第二端得直徑43，但長度要有88，第三段要由導(dǎo)向，得直徑53，只是過度則長度為15，第四五根據(jù)須要，直徑與一二相同。但長度有差，按安置得第四段長53，第五部分長42.5。依據(jù)上訴高蘇軸中設(shè)計公式，計算齒輪受力情況。對大池輪所受的圓周力：Ft2對其他所首值徑向力：Fr2=2908.26×tan20°/cos13.8287°=1090.12N,軸向力：對裝置小池輪所受到的園周力：F低速級小齒輪所受的徑向力：Fr3=7961.63×tan20°/cos12.7263°=2970.78N,根據(jù)7208AC查得a=23mm。計算距離的：l1=60mm，l根據(jù)計算得到，這部分軸的受力，如下圖：圖1.8中間軸所受載荷分析強(qiáng)度校核由圖得，B危險面，根據(jù)高速軸的校核公式得：算得抗彎截面系數(shù)為W=π×43算得抗扭截面系數(shù)為WT彎曲應(yīng)力的計算σ=392830.33/7801.62=50.35MPa,剪切應(yīng)力的計算τ=326466.72/15603.25=20.92MPa。取α=0.6，則應(yīng)力為σ由材料得，σB=640MPa，彎曲應(yīng)力[σ?1b]=60MPa，根據(jù)計算結(jié)果，所以強(qiáng)度滿足要求。1.4.3低速軸設(shè)計計算1)輸出軸上的動力參數(shù)進(jìn)行確定P3=1.74kW；n3=40r/min；T3=890.932)軸的最小直徑的確定先初步估算軸的最小直徑，材料為45鋼，C0=112，得:d≥C對于輸入軸要暗裝聯(lián)軸器，還要按裝鍵，對于軸徑要有鎖增大5%~7%，d查表，取KA=1.3，則:T選用的聯(lián)軸器是LX4型聯(lián)軸器。其基本參數(shù)如下：d12=60mm，轂孔長度為142mm。3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖圖1.9低速軸示意圖對于軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，要考慮到以下因素：軸的安裝位置和軸的安裝方式，要滿足軸的強(qiáng)度和剛度，軸應(yīng)有良好的工藝性，具有合理的形狀和尺寸，這樣有利于減小應(yīng)力集中。本課題的減速器的軸，設(shè)計為階梯軸的形式，對于階梯軸各段軸的軸徑和長度設(shè)計，需要注意以下原則：配合不同表面，軸徑要有所不同，通常是從初步估算軸端最小軸頸開始，考慮到結(jié)構(gòu)特點、拆裝、固定等情況對軸徑進(jìn)行確定；各段軸徑的長度取決于零件的寬度和零件固定的可靠性。下面是依據(jù)以上所述的設(shè)計要求得到的軸徑和軸徑長度。依計算，第一端取直徑60，按鍵取長度140，第二端有軸肩位置去直徑65，軸的第三部分直徑70，有安裝要求，取得它得長度46，第四段直徑79，按需求長度62；第五部分直徑93，有安裝要求，長度取10，第六段，去直徑73，按要求長度83，第七去直徑70，有安裝取長度48.根據(jù)高速軸中設(shè)計公式，計算低速級大齒輪所受到的力。則所受的圓周力的計算確定Ft4徑向力計算Fr4=7750.78×tan20°/cos12.7263°=2892.1N,大齒輪軸向力確定根據(jù)軸承型號得a=35.1mm，l1=158.1mm,l2圖1.10載荷圖強(qiáng)度校核以上圖C左側(cè)彎矩大，故為危險面，根據(jù)高速軸校核公式，算得：對抗彎截面系數(shù)的確定W=π×79對抗扭截面系數(shù)的確定WT對彎曲應(yīng)力的計算確定σ=399171.33/48379.45=8.25MPa,對剪切應(yīng)力的計算確定τ=1023063.78/96758.9=10.57Mpa。按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計算，故取折合系數(shù)α=0.6，則當(dāng)量應(yīng)力為σ查表得45鋼的基本參數(shù)如下，σB=640MPa，[σ?1b]=60MPa，根據(jù)計算結(jié)果強(qiáng)度滿足要求。1.5軸承的選型及校核1.5.1高速軸軸承計算軸承是承載軸的，對于軸的轉(zhuǎn)動至關(guān)重要，選取的型號7207AC。由之前計算得合成支反力：Fr1=F緊接著可得Fd1=0.68F由Fae+FFF根據(jù)Fa1/Fr1=1.01,Fa2/Fr2=0.68PP取比較大值得L依據(jù)上訴計算，該軸承滿足要求。1.5.2中間軸軸承計算取軸承7208AC型號。由軸承計算公式，得合成支反力為：Fr1=6159.942+已知Fae=1082N，則:Fae+Fd2=4341.59N>Fd1由Fa1/Fr1=0.7,Fa2/Fr2=0.68PP取畢較大值帶入得L根據(jù)工況，該軸承滿足要求。1.5.3低速軸軸承計算選軸承7214AC型號。由公式，得合成支反力：Fr1=2317.07