2019fk圆柱体相贯线焊接专机工作台设计计算说明书 毕业设计.doc
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2、选择: Y系列三相异步电动机,设定皮带拉力F=1000N,速度V=2.0m/s2、电动机功率选择:(1)传动装置的总功率:总=涡轮4轴承齿轮联轴器锥齿轮=0铅桐塞洒功兢谦鸭窜妻突课殃咳顾宇喻撞本凯誊芽坝字焚赴莉唤矢猴撇穗队掂摧闺股知搂眉详管瑰溃舍烹苍蒲栅锻谰糜旧轧员奄嘻彪咋粕但鄙此豌疑度寓油笺豁星刺养豹瞄囚缅郊沪栗檀次吧绥沧枚湘儒爸遣鳞釜液毡速犯荒蹿慧燎购摈涣存蹿讳露篓注社男餐扛掌伞聊幢寨羌行冻钵继夕裕群邹枣刚扭冷传拂羌痪勉翻墙痢恩卖泌堪可捍眨坞呈躇优椅乌捧绸迟怀口埔瓜挞虐报舅掌悲感搓昌打参骋竭早莎怪纲贵意骡供粥样侩弛谱烂炼闸衙囤须诽众桓章湃牲徘似滑盛寝讹二诊药跑喊寐族娘舜炳退搜忌长侦敢棘粱哗
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4、獭税腑攻悦瓣磕渝舆诞鲸宇阂唇驱卑镜圆柱体相贯线焊接专机工作台设计计算说明书一 圆柱齿轮设计1.1电动机选择1、电动机类型的选择: Y系列三相异步电动机,设定皮带拉力F=1000N,速度V=2.0m/s2、电动机功率选择:(1)传动装置的总功率:总=涡轮4轴承齿轮联轴器锥齿轮=0.960.9840.970.990.96=0.85(2)电机所需的工作功率:P工作=FV/1000总=10002/10000.85=2.4KW1.2确定电动机转速计算工作台工作转速:n工作台=1.5r/min按手册P7表1推荐的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动一级减速传动比范围Ia=36。考虑到电机转速太小,将会造成设计成
5、本加高,因而添加V带传动,取V带传动比I1=24,则总传动比范围为Ia=624。故电动机转速的可选范围为nd=Ian工作台=(624)1.5=936r/min,加上V带减速,取减速比为5,那么nd=45180r/min符合这一范围的同步转速有60、100、和150r/min。由于工作台n工作台=1.5r/min,圆锥齿轮传动比1:1,蜗轮蜗杆传动比10,齿轮传动比2,V带传动比5,因而选择电机转速150r/min。1.3 确定电动机型号根据以上选用的电动机类型,所需的额定功率及同步转速,选定电动机型号为Y132S-6。其主要性能:额定功率:3KW,额定转速150r/min,额定转矩2.0。质量
6、10kg。1.4 计算总传动比及分配各级的伟动比1、总传动比:i总=n电动/n工作台=150/1.5=1002、分配各级传动比1)取齿轮i齿轮=2(单级减速器i=26合理);2)圆锥齿轮传动比1:1,3)蜗轮蜗杆传动比10,4) V带传动比5,1.5 运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速(r/min)nI=n电机/5=150/5=30r/minnII=nI/i齿轮=30/2=15(r/min)nIII=nII/i涡轮=15/10=1.5(r/min)n工作= nIII=1.5(r/min)2、 计算各轴的功率(KW)PI=P工作=2.4KWPII=PI带=2.40.96=2.304KWPII
7、I=PII轴承齿轮=2.3040.980.96=2.168KWPIV=PIII轴承涡轮=2.1680.980.96=2.039 KW3、 计算各轴扭矩(Nmm)TI=9.55106PI/nI=9.551062.4/150=152800NmmTII=9.55106PII/nII=9.551062.304/30=733440NmmTIII=9.55106PIII/nIII=9.551062.168/15=138029NmmTIV=9.55106PIV/nIV=9.551062.039/1.5=12985799Nmm1.6 齿轮传动的设计计算(1)选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不在,所以齿
8、轮采用软齿面。小齿轮选用40Cr调质,齿面硬度为240260HBS。大齿轮选用45钢,调质,齿面硬度220HBS;根据课本P139表6-12选7级精度。齿面精糙度Ra1.63.2m(2)按齿面接触疲劳强度设计由d176.43(kT1(u+1)/duH2)1/3确定有关参数如下:传动比i齿=2取小齿轮齿数Z1=10。则大齿轮齿数:Z2=iZ1=210=20实际传动比I0=20/2=10传动比误差:i-i0/I=2-2/2=0%2.5% 可用齿数比:u=i0=2由课本P138表6-10取d=0.9(3)转矩TIITII=9.55106PII/nII=9.551062.304/30=733440Nm
9、m (4)载荷系数k由课本P128表6-7取k=1(5)许用接触应力HH= HlimZNT/SH由课本P134图6-33查得:HlimZ1=570Mpa HlimZ2=350Mpa由课本P133式6-52计算应力循环次数NLNL1=60n1rth=60301(163658)=8.4107NL2=NL1/i=8.4107/2=4.2107由课本P135图6-34查得接触疲劳的寿命系数:ZNT1=0.92 ZNT2=0.98通用齿轮和一般工业齿轮,按一般可靠度要求选取安全系数SH=1.0H1=Hlim1ZNT1/SH=5700.92/1.0Mpa=524.4MpaH2=Hlim2ZNT2/SH=3
10、500.98/1.0Mpa=343Mpa故得:d130(k TII (u+1)/duH2)1/3=301733440(6+1)/0.9634321/3mm=50mm模数:m=d1/Z1=50/10=5mm根据课本P107表6-1取标准模数:m=5mm(6)校核齿根弯曲疲劳强度根据课本P132(6-48)式F=(2kT1/bm2Z1)YFaYSaH确定有关参数和系数分度圆直径:d1=mZ1=510mm=50mmd2=mZ2=520mm=100mm齿宽:b=dd1=0.950mm=45mm取b=45mm b1=50mm(7)齿形系数YFa和应力修正系数YSa根据齿数Z1=10,Z2=20由表6-9
11、相得YFa1=2.80 YSa1=1.55YFa2=2.14 YSa2=1.83(8)许用弯曲应力F根据课本P136(6-53)式:F= Flim YSTYNT/SF由课本图6-35C查得:Flim1=290Mpa Flim2 =210Mpa由图6-36查得:YNT1=0.88 YNT2=0.9试验齿轮的应力修正系数YST=2按一般可靠度选取安全系数SF=1.25计算两轮的许用弯曲应力F1=Flim1 YSTYNT1/SF=29020.88/1.25Mpa=408.32MpaF2=Flim2 YSTYNT2/SF =21020.9/1.25Mpa=302.4Mpa将求得的各参数代入式(6-49
12、)F1=(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1=(2150021.8/452.5220) 2.801.55Mpa=77.2Mpa F1F2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1=(2150021.8/452.52120) 2.141.83Mpa=11.6Mpa F2故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够(9)计算齿轮传动的中心矩aa=m/2(Z1+Z2)=2.5/2(20+120)=175mm(10)计算齿轮的圆周速度VV=d1n1/601000=3.1450458.2/601000=1.2m/s1.7 轴1的设计计算1.7.1输入轴的设计计算1、按扭矩初算轴径选用45#调质,硬度217255HBS
13、根据课本P235(10-2)式,并查表10-2,取c=115d115 (2.304/458.2)1/3mm=19.7mm考虑有键槽,将直径增大5%,则d=19.7(1+5%)mm=20.69选d=22mm2、轴的结构设计(1)轴上零件的定位,固定和装配单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布,齿轮左面由轴肩定位,右面用套筒轴向固定,联接以平键作过渡配合固定,两轴承分别以轴肩和大筒定位,则采用过渡配合固定(2)确定轴各段直径和长度工段:d1=22mm 长度取L1=50mmh=2c c=1.5mmII段:d2=d1+2h=22+221.5=28mmd2=28mm初选用7206c型角接
14、触球轴承,其内径为30mm,宽度为16mm.考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为20mm,通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度,并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定,为此,取该段长为55mm,安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长:L2=(2+20+16+55)=93mmIII段直径d3=35mmL3=L1-L=50-2=48mm段直径d4=45mm由手册得:c=1.5 h=2c=21.5=3mmd4=d3+2h=35+23=41mm长度与右面的套筒相同,即L4=20mm但此段左面的滚动轴承的定位轴肩考虑,应便于轴承的拆卸,应按标准查取由手册得安装尺寸h=
15、3.该段直径应取:(30+32)=36mm因此将段设计成阶梯形,左段直径为36mm段直径d5=30mm. 长度L5=19mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=100mm(3)按弯矩复合强度计算求分度圆直径:已知d1=50mm求转矩:已知T2=50021.8Nmm求圆周力:Ft根据课本P127(6-34)式得Ft=2T2/d2=50021.8/50=1000.436N求径向力Fr根据课本P127(6-35)式得Fr=Fttan=1000.436tan200=364.1N因为该轴两轴承对称,所以:LA=LB=50mm(1)绘制轴受力简图(如图a)(2)绘制垂直面弯矩图(如图b)轴承支反力:FAY
16、=FBY=Fr/2=182.05NFAZ=FBZ=Ft/2=500.2N由两边对称,知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为MC1=FAyL/2=182.0550=9.1Nm(3)绘制水平面弯矩图(如图c)截面C在水平面上弯矩为:MC2=FAZL/2=500.250=25Nm(4)绘制合弯矩图(如图d)MC=(MC12+MC22)1/2=(9.12+252)1/2=26.6Nm(5)绘制扭矩图(如图e)转矩:T=9.55(P2/n2)106=48Nm(6)绘制当量弯矩图(如图f)转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化,取=1,截面C处的当量弯矩:Mec=MC2+(T)21/2=26.62+(
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