(7)其他尺寸
小齿轮:
da1=d1+2ha1=88mmdf1=d1-2hf1=74.5mm
大齿轮:
da2=d2+2ha2=283mmdf2=d2-2hf2=269.5mm
由于大齿轮分度圆半径较大采用锻造毛坯的腹板式结构
齿轮结构图如下:
第4章轴的设计及校核计算
4.1高速轴的设计计算:
(一)高速轴
4.1.1按扭矩初算轴径
选用45#调质,硬度197~286HBS,在手册表19.3-2中取c=115
考虑装联轴器加键,将直径增大,故取d=30mm
4.1.2轴的结构设计
1)初定各轴段直径
位置
轴径/mm
说明
大带轮处
30
按传递转矩估算的基本直径
唇形密封处
37
满足大带轮的周向固定要求而设一轴肩。
该段轴径应满足油封标准
轴承处
40
轴承所受径向力不大,在考虑价格寿命等因素,选择型号6208深沟球轴承
齿轮处
50
考虑齿轮从左端装入,故齿轮孔径应大于轴承处轴径,并为标准直径
轴环处
57
齿轮右端用轴环定位。
右端轴承处
40
此处轴径取型号6208深沟球轴承的内径,即40mm
2)确定各轴段长度
位置
轴段长度/mm
说明
大带轮处
34
为保证轴端挡圈能压紧大带轮,此段轴长应略小于大带轮长度,故取34mm
唇形密封处
55
为方便轴承端盖的拆装及对轴承加润滑脂,取轴承盖外端面与左端轴肩的间距为15mm;由减速器及轴承盖的机构设计,取轴承左端面与轴承盖外端面的间距(即轴承盖的总宽度)为40mm。
故该轴段的长度为55mm
轴承处
39
此轴段包括两个部分,轴承内圈宽度为23mm;轴承左端面与内机壁的距离为16mm,此段轴长度应为23+16=39mm.
齿轮处
71.5
为保证套筒能压紧齿轮,此段轴长应略小于齿轮轮毂宽度,故取71.5mm
轴环处
16
齿轮右端用轴环定位。
右端轴承处
23
此处轴径取型号6208深沟球轴承的宽度,即23mm
齿轮及联轴器均采用A型普通平键。
3)高速轴强度校核计算
1.轴的受力分析
1)轴传递的转矩
2)求轴上传动件作用力
齿轮上的圆周力
齿轮上的径向力
2.确定轴的跨距
大带轮力作用点距齿轮力作用点距离为128mm。
3.按当量弯矩校核轴的强度
1)作轴的空间受力简图
2)作水平面受力图及弯矩图
得
经计算得
mm
所以高速轴符合标准
(二)低速轴
考虑有键槽,将直径增大,则取d=40mm
1)初定各轴段直径
位置
轴径/mm
说明
联轴器处
45
按传递转矩估算的基本直径
唇形密封处
52
满足联轴器的周向固定要求而设一轴肩,该段轴径应满足油封标准
轴承处
60
轴承所受径向力不大,在考虑价格寿命等因素,选择型号6213深沟球轴承
齿轮处
75
考虑齿轮从左端装入,故齿轮孔径应大于轴承处轴径,并为标准直径
轴环处
80
齿轮右端用轴环定位
右端轴承处
60
此处轴径取型号6213深沟球轴承的内径,即60mm
2)确定各轴段长度
3)
位置
轴段长度/mm
说明
联轴器处
36
为保证轴端挡圈能压紧大带轮,此段轴长应略小于大带轮长度,故取36mm
唇形密封处
55
为方便轴承端盖的拆装及对轴承加润滑脂,取轴承盖外端面与左端轴肩的间距为15mm;由减速器及轴承盖的机构设计,取轴承左端面与轴承盖外端面的间距(即轴承盖的总宽度)为40mm。
故该轴段的长度为55mm
轴承处
41
此轴段包括两个部分,轴承内圈宽度为31mm;轴承左端面与内机壁的距离为10mm,此段轴长度应为41mm.
齿轮处
70
大齿轮宽度应略小于小齿轮宽度
轴环处
14
齿轮右端用轴环定位。
右端轴承处
31
此处轴径取型号6213深沟球轴承的宽度,即31mm
齿轮及联轴器均采用A型普通平键低速轴强度校核计算
1.轴的受力分析
轴传递的转矩
2.求轴上传动件作用力
Ø齿轮上的圆周力
齿轮上的径向力
3.确定轴的跨距
联轴器力作用点距齿轮力作用点距离为128mm。
4.按当量弯矩校核轴的强度
Ø作轴的空间受力简图
3)作水平面受力图及弯矩图
得
经计算得
mm
所以低速轴符合标准
第5章滚动轴承选择与寿命校核
5.1高速轴轴承的校核
(1)轴承型号。
根据工作状况试选用深沟球轴承,该段轴径为40mm,选用6208,由指导书表12.1查得,
。
(2)计算当量动载荷。
由于不受轴向力,故径向载荷系数
,轴向载荷系数
,考虑轴承工作条件为轻微震动,查表得载荷系数
,则当量动载荷为
由轴的设计计算部分可知,左端轴承受径向载荷最大
(3)校核轴承寿命
轴承寿命为
满足要求,故选择6208型号轴承。
5.2低速轴轴承的校核
(1)轴承型号。
根据工作状况试选用深沟球轴承,该段轴径为60mm,选用6213,由指导书表12.1查得,
。
(2)计算当量动载荷。
工作情况与上述轴承一样,故径向载荷系数
,轴向载荷系数
,查得载荷系数
,则当量动载荷为
由轴的设计计算部分可知,左右两处轴承受径向载荷相同,
(3)校核轴承寿命
轴承寿命为
满足要求,故选择6213型号轴承。
第6章键连接的选择及校核计算
键连接的选择及校核计算选择
代号
直径
(mm)
工作长度(mm)
转矩
(N·mm)
极限应力
(MPa)
高速轴
键8×7×40
28
32
82100
52.36
键14×9×70
45
56
82100
14.48
低速轴
键18×8×70
38
52
285000
72.12
键16×10×63
52
47
285000
46.64
由于键采用静联接,中等冲击,所以许用挤压应力为
,所以上述键皆安全。
第7章减速器的附件及其说明
油面指示器:
选用杆式游标M12;
放油螺塞:
选用外六角油塞及封油圈M16×1.5。
第8章箱体结构设计
窥视孔和窥视孔盖在减速器上部可以看到传动零件啮合处要开窥视孔,以便检查齿面接触斑点和赤侧间隙,了解啮合情况。
润滑油也由此注入机体内。
窥视孔上有盖板,以防止污物进入机体内和润滑油飞溅出来。
(1)放油螺塞减速器底部设有放油孔,用于排出污油,注油前用螺塞赌注。
(3)油标油标用来检查油面高度,以保证有正常的油量。
油标有各种结构类型,有的已定为国家标准件。
(4)通气器减速器运转时,由于摩擦发热,使机体内温度升高,气压增大,导致润滑油从缝隙向外渗漏。
所以多在机盖顶部或窥视孔盖上安装通气器,使机体内热涨气自由逸出,达到集体内外气压相等,提高机体有缝隙处的密封性能。
(5)启盖螺钉机盖与机座结合面上常涂有水玻璃或密封胶,联结后结合较紧,不易分开。
为便于取盖,在机盖凸缘上常装有一至二个启盖螺钉,在启盖时,可先拧动此螺钉顶起机盖。
在轴承端盖上也可以安装启盖螺钉,便于拆卸端盖。
对于需作轴向调整的套环,如装上二个启盖螺钉,将便于调整。
(6)定位销为了保证轴承座孔的安装精度,在机盖和机座用螺栓联结后,镗孔之前装上两个定位销,孔位置尽量远些。
如机体结构是对的,销孔位置不应该对称布置。
(7)调整垫片调整垫片由多片很薄的软金属制成,用一调整轴承间隙。
有的垫片还要起调整传动零件轴向位置的作用。
(8)环首螺钉、吊环和吊钩在机盖上装有环首螺钉或铸出吊环或吊钩,用以搬运或拆卸机盖。
(9)密封装置在伸出轴与端盖之间有间隙,必须安装密封件,以防止漏油和污物进入机体内。
密封件多为标准件,其密封效果相差很大,应根据具体情况选用。
(10)箱体结构尺寸选择如下表:
名称
符号
尺寸(mm)
机座壁厚
δ
8
机盖壁厚
δ1
8
机座凸缘厚度
b
12
机盖凸缘厚度
b1
12
机座底凸缘厚度
P
20
地脚螺钉直径
df
20
地脚螺钉数目
n
4
轴承旁联结螺栓直径
d1
16
机盖与机座联接螺栓直径
d2
10
联轴器螺栓d2的间距
l
180
轴承端盖螺钉直径
d3
10
窥视孔盖螺钉直径
d4
8
定位销直径
d
8
df,d1,d2至外机壁距离
C1
26,22,16
df,d2至凸缘边缘距离
C2
20,14
轴承旁凸台半径
R1
24,20,14
凸台高度
h
根据低速级轴承座外径确定,以便于扳手操作为准
外机壁至轴承座端面距离
L1
C1+C2+(5~8)mm
大齿轮顶圆与内机壁距离
△1
10
齿轮端面与内机壁距离
△2
10
机盖、机座肋厚
m1,m
7,7
轴承端盖外径
D2
130,140
轴承端盖凸缘厚度
e
10
轴承旁联接螺栓距离
S
尽量靠近,以Md1和Md2互不干涉为准,一般s=D2
第9章润滑与密封
1.齿轮的润滑
采用浸油润滑,低速级周向速度为1.10m/s,为了避免齿轮搅油时沉积的金属微粒泛起,齿顶到油池底部的距离应大于30~50mm,取为40mm。
2.滚动轴承的润滑
轴承采用脂润滑,安装零件时,应有挡油环。
3.润滑油的选择
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利,考虑到该装置用于小型设备,选用L-AN15润滑油。
4.密封方法的选取
选用凸缘式端盖易于调整,采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。
密封圈型号按所装配轴的直径确定为JB/ZQ4606-1986。
轴承端盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。
参考文献
[1]宋宝玉.机械设计课程设计指导书[M].北京:
高等教育出版社,2006.
[2]宋宝玉编.机械设计基础[M].3版.哈尔滨:
哈尔滨工业大学出版社,2006.
[3]吴宗泽等主编.机械设计课程设计手册[M].4版.北京高等教育出版社,2012.