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上第五段轴基本相同(除套筒的安装相反外)。另外在从动轴上也需要用主动轴上设计的刀具套。根据刀具套定位确定两端的距离调整套筒,并通过刀具套调整两刀具间距离。取d4=70mm,l4=130mm。
E.起连接、支撑作用的第五段阶梯轴。该轴段的右端轴肩用于定位右端轴承。该轴段和主动轴上第六段阶梯轴相同。取d6=64mm,l6=43.5mm。
F.在轴的最右端用于安装轴承。此处选用UCPA200形轴承。该轴承通过左端的轴肩定位。该轴段与主动轴上最右端轴段相同。取d7=45mm,l7=44mm。
4.5 键
4.5.1 键的选择
由于键是标准件,键的选择包括类型选择和尺寸选择两个方面。键的类型应根据键联接的结构特点,使用要求和工作条件来选择;键的尺寸则按符合标准规格和强度要求来取定。键的主要尺寸为其截面尺寸(一般以键宽b键高h表示)与长度L。键的截面尺寸 按轴的直径d由标准中选定。键的长度L一般可按轮毂的长度而定。即键长等于或略短于轮毂的长度;而导向平键则按轮毂的长度及其滑动距离而定。一般轮毂的长度可能为l??1.5?2?d。这里d为轴的直径,所选定的键长亦应符合标准规定的长度系列。根据其上面所需的要求,我们选定齿轮和轴的连接与刀具和轴的连接均采用平键联接。由于与齿轮连接轴段直径d=48,与刀具连接的轴段d=70,故键的尺寸为可从《机械设计课程手册》中查得:都应键的尺寸分别为l?b?h?63?14?9;l?b?h?56?20?12 4.5.2 键联接强度计算
平键联接传递转矩时,键的侧面受挤压,截面受剪切,可能的失效形式是较弱零件(通常为轮毂)工作面的压溃(对于静联接)或磨损(对于动联接)和键的剪断。对于实际采用的材料和按标准选用的键尺寸来说,工作面的压溃或磨损是主要的失效形式。由于普通平键多用于静联接,因此对于平键联接的强度计算,通常只进行挤压应力。
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根据其要求,普通平键联接的强度条件为:
?p?2T/d2T???p kldlk??式中: T——传递的转矩,单位为N?mm;
k——键与轮毂键槽的接触高度,k 0.5h,此处h为键的高度,单位为mm; L——平键的长度(mm);
l——平键的接触长度,单位为mm,对于普通平键,A型取l=L-b;B型取l=L;C型取l=L-0.5b;b为平键的宽度。由于我设计中选用的是C型,故l=63-0.5x10=58mm
d——轴的直径,单位为mm;
???——键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力,单位为MP;
pa所以有:
齿轮段 T?522266N?mmk?4.5mml?58mmd?48mm
?p?2T2?522266??83.37MPa kld4.5?58?482T2?522266??48.76MPa kld6?51?70刀具段 T?522266N?mmk?6mml?51mmd?70mm
?p?查《机械设计原理与方法》中的表6-15知,可知?p?100MPa,故有:
???p???p?
因此,两键均通过校合知平键满足要求。
4.6 联轴器
4.6.1 联轴器的选择
联轴器品种、型式、规格很多,在正确理解品种、型式、规格各自概念的基础上,根据传动的需要来选择联轴器,首先从已经制订为标准的联轴器中选择,目前我过制订为国际和行标的联轴器有数十种,这些标准联轴器绝大多数是通用联轴器,万向联轴器,每一种联轴器都有各自的特点和适合范围,基本能够满足
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多种工况的需要,一般情况下设计人员无需自行设计联轴器,只有在现有标准联轴器不能满足需要时才自行设计联轴器。标准联轴器选购方便,价格比自行设计的非标准联轴器要便宜很多。在众多的标准联轴器中,正确选择适合自己需要的最佳联轴器,关系到机械产品轴系传动的工作性能、可靠性、使用寿命、振动、噪声、节能、传动效率、传动精度、经济性等一系列问题,也关系到机械产品的质量。
4.6.2 定联轴器的品种、形式、规格(型号)
根据动力机和联轴器载荷类别、转速、工作环境等综合因素,选定联轴器品种,根据联轴器的配套、联接情况等因素选定联轴器型式;根据公称转矩、轴孔直径与轴孔长度作校核验算,以最后确定联轴器的型号。在轴系传动中一般均存在不同程度两轴线相对偏移,应选用挠性联轴器;当轴系传动中工作载荷产生冲击、振动时,则应选用弹性联轴器,从减振、缓冲效果和经济性考虑,宜选用非金属弹性元件弹性联轴器。本设计中选用的是的凸缘联轴器,该产品结构简单,能传递较大的扭矩,应用很广,适用于轴的刚性大,对中性较好的场合.联轴器由两半部分组成,分别与主动轴和从动轴联接,一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接,是机械产品轴系传动最常用的联接部件,根据切割机的要求本设计选用的联轴器其型号为GY6。
图4.19 凸缘联轴器
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4.6.3 联轴器的尺寸、安装与维护
联轴器外形尺寸,即最大径向和轴向尺寸,必须在机器设备允许的安装空间以内。应选择装拆方便、不用维护、维护周期长或者维护方便、更换易损件不用移动两轴、对中间调整容易的联轴器。大型机器设备调整两轴对中较困难,应选择使用耐久和更换易损件方便的联轴器。金属弹性元件挠性联轴器一般比非金属弹性元件挠性联轴器使用寿命长。需密封润滑和使用不耐久的联轴器,必然增加维护工作量。对于长期连续运转和经济效益较高的场合,例如我国冶金企业的轧机传动系统的高速端,目前普遍采用的是齿式联轴器,齿式联轴器虽然理论上传递转矩大,但必须在润滑和密封良好的条件下才能耐久工作,且需经常检查密封状况,注润滑油或润滑脂,维护工作量大,增加了辅助工时,减少了有效工作时间,影响生产效益。
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5 减速器箱体设计
5.1 箱体设计
箱体是机器中很重要的零件,它对箱体内的零件起包容和支撑的作用,工作时承受机器的总重量及作用力、弯矩等。在一台机器中,箱体的重量约占总重量的70%左右。因此,箱体的结构在很大程度上影响着机器的工作性能和经济性。 由于箱体的结构较为复杂,因而通常都是铸造成形。铸铁材料价格便宜,吸震性好,是制造箱体的最常用的材料。通常箱体所选用的材料是HT200,因此在设计中我也选用这种材料来铸造箱体。当强度要求高时用铸钢,要求重量轻时也可用铝合金。
虽然各类机器中箱体的结构形式、尺寸差异较大,但对箱体类零件结构设计的基本要求是相近的,即:I、造型合理;II、具有足够的刚度和强度;III、加工工艺性好;IV、便于箱体内零件的安装。因此,我所设计的箱体也应该从以上四个方面着手设计。
1、箱体的外观造型
从功能要求看,减速器箱体包容箱体内的所有零件,并通过轴承座支承轴系部件,为使传动零件得到充足的润滑,箱体还起油池的作用。箱体造型时,常以内部零件的布置及尺寸为基本出发点,再考虑包容、支承、润滑等功能要求,结合造型的设计准则,确定箱体外形。(箱体的具体外形见蜗轮箱零件图)。
2、机体要具有足够的刚度
机体刚度不够,会在加工和工作过程中产生不允许的变形,引起轴承座孔中心线歪斜,在传动中产生偏载,影响减速器的正常工作。因此在设计机体时,首先应保证轴承座的刚度。为此应使轴承座有足够的壁厚,并在轴承座附近加支撑肋。
机体加有内肋,内肋刚度大,外表光滑美观,虽然内壁阻碍润滑油流动,工艺也比较复杂,但目前采用内肋结构逐渐增多。
为了提高轴承座处的联接刚度,座孔俩侧的联接螺旋距离应尽量靠近(以不与端盖螺钉孔干涉为原则),为此轴承座孔附近应做出凸台,其高度要保证安装
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