弯矩M: 水平面H上: 垂直面V上:
L0.1075?1759??94.55N/m 22L0.1075MV1?FVA??639.15??34.35N/m
22L0.1075MV2?FVB???639.15???34.35N/m
22MH?FHA?22M1?MH?MV94.552?34.352?100.66N/m 1?总弯矩:
2M2?MH?Mr22?94.552???34.35??100.66N/m
2轴传递的转矩
T?Ft?
按弯矩合成应力校核轴的强度
d1292.5?3512??513.63N?m 22进行校核时,通常只校核轴上承受最大的弯矩和扭矩的截面(即危险截面C)的强度。
根据式?caM2???T??M???T?????4?????1?及以上数据和轴单??W?W??2W?222向旋转,扭矩切应力为脉动循环变应力,取??0.6 轴的计算应力:
?ca?M1???T?22W?10.1d32100.662??0.6?513.63??16.78MPa????1??60MPa2
故安全。
六、 轴承、键、联轴器的选择与校核
1. 轴承的选择与校核
初步选择滚动轴承。因轴转速较高,且只承受径向载荷,故选取深沟球轴承。根据初算轴径,考虑轴上零件轴向定位和固定,估计初装轴承处的轴径并假设选用轻系列,查《机械设计手册》定出滚动轴承型号列表如下:
基本尺寸mm 轴号 1 2 轴承型号 6208 6211 d 40 55 D 80 100 B 18 21 基本额定载荷 Cr/kN 29.5 43.2 根据条件,轴承预计寿命
10年?300天?16小时=48000小时 Ⅰ轴的轴承使用寿命计算
小齿轮轴承型号选用6208,查得Cr?29.5kN,Fr?611.32N
n.86r/min,fp?1.0,ft?1,??Ⅰ?342径向当量动载荷:P?Fr?611.32N Ⅰ轴承的寿命:
?10 36?fC10?10?1?29.5?1000?t???Lh????60n?fP60?342.86 1.0?342.86???p?6103?30963319h?48000h
故满足寿命要求。
Ⅱ轴的轴承使用寿命计算
.5N 大齿轮轴承型号选用6211,查得Cr?29.5kN,Fr?1512nⅠ?76.36r/min,fp?1.0,ft?1,??10 3
径向当量动载荷:P?Fr?1512.5N Ⅱ轴承的寿命:
6?fC10?10?1?29.5?1000?t???Lh?????60n?fpP?60?76.36 ?1.0?1512.5?6?103?1619432h?48000h
故满足寿命要求。
2. 键的选择计算与强度校核
Ⅰ轴上的键:
查手册,选用A型平键。 Ft?3702.8N,
????100MPa
p,k?0.5h A键 键宽b?8mm,键高h?7mm,键长L?36mm根据式
?p?2Ft2?3702.8??67.9MPa?100MPa k?L0.5?7?36故键强度符合要求 Ⅱ轴上的键:
Ft?3512N
A1键 键宽b1?18mm,键高h1?11mm,键长L1?56mm A2键 键宽b2?14mm,键高h2?9mm,键长L2?70mm
根据式
?p1??p2?2Ft2?3512??22.8MPa?100MPa k1?L10.5?11?562Ft2?3512??22.3MPa?100MPa
k2?L20.5?9?70故键强度符合要求
3. 联轴器的选择
在减速器输出轴与工作机之间联接用的联轴器因轴的转速较低、传递转矩较大,选用弹性柱销联轴器。 查手册,得
Tca?KAT.63?667.7N?m Ⅰ?1.3?513查手册,选用 LX3 型号的轴孔直径为45 mm的凸缘联轴器,公称转矩Tn?1250N?m 选用LX3型弹性柱销联轴器,公称尺寸转矩Tn?1250N?m,Tc?Tn,合适。 采用J型轴孔,半联轴器长度L1?112mm,轴孔长度L?84mm
以下为LX3型弹性柱销联轴器有关参数:
型号 公称转矩 许用 转速 轴孔 直径 ?1轴孔 长度 外径 T/?N?m? 1250 n/r?min4700 ?? d/.mm 45 L/mm 84 D/mm 160 材料 键槽 类型 A型 LX3 HT200
七、 齿轮的结构设计
据教材P182知: 当齿顶圆直径da?160mm,可做成实心结构;
当齿顶圆直径da?500mm,可做成腹板式结构齿轮。
故小齿轮采用齿轮轴结构,大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构。
大齿轮相关尺寸计算如下:
mn?2.5,b2?60mm,da2?292.5mm
轴孔直径 轮毂直径
ds?60mm
dh?1.6ds?1.6?60?96mm
轮毂长度 lh??1.2~1.5?ds?b2,lh?72~90mm,取lh?85mm 轮缘厚度 ???2.5~4?mn?6.25~10mm, 取??10mm
*齿全高 h?2ha?c*mn??2?1?0.25??2.5?5.625mm
??轮缘内径 D?da2?2h?2??297.5?2?5.625?2?10?266.25mm 腹板厚度 c?0.3b2?0.3?60?18mm
腹板中心孔直径 d0?0.5?D?dh??0.5??266.25?96??181.125mm 取182mm 腹板孔直径 d?0.25?D?dh??0.25??266.25?96??42.56mm 取43mm 齿轮倒角 n?0.5mn?0.5?2.5?1.25
八、 减速器的润滑与密封
1. 润滑的选择与确定
润滑方式
齿轮 V?12m/s,选用浸油润滑,因此机体内需要有足够的润滑油,用以润滑和散热。同时为了避免油搅动时泛起沉渣,齿顶到油池底面的距离H不应小于30~50mm。对于单级减速器,浸油深度约为一个齿高,这样就可以决定所需油量,单级传动,每传递1kW需油量V0?0.35~0.7m3。
对于滚动轴承来说,由于齿轮圆周速度V?2m/s,传动件的速度不高,溅油效果不大,选用润滑脂。这样结构简单,易于密封,维护方便,使润滑可靠。为防止轴承室中的润滑脂流入箱内而造成油脂混合,在箱体轴承座箱内一侧装设甩油盘。
润滑油牌号与用量
齿轮润滑选用L?AN68全系统损耗油,最低~最高油面距10~20mm,需油量为
1.2L左右
轴承润滑选用润滑脂,填充量为轴承室的
11~,每隔半年左右补充或更换一次。 23
2. 密封的选择与确定
箱座与箱盖凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法。
观察孔和油孔等处接合面的密封在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封。 轴承孔的密封
闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部
轴的外伸端与透盖的间隙,由于选用的电动机为低速、常温、常压的电动机,则可以选用毛毡密封。毛毡密封是在壳体圈内填以毛毡圈以堵塞泄漏间隙,达到密封的目的。毛毡具有天然弹性,呈松孔海绵状,可储存润滑油和遮挡灰尘。轴旋转时,毛毡又可以将润滑油自行刮下反复自行润滑。