1. Tema de diseño: reductor de engranajes rectos de dos etapas
1. Requisitos: Relación de transmisión propuesta: compuesta por motor, correa trapezoidal, Reductor, consta de acoplamiento y mecanismo de trabajo.
2. Condiciones de trabajo: dos turnos, ligera vibración, producción en lotes pequeños, transmisión unidireccional, 5 años de uso y el error permitido de la cinta transportadora es ±5.
3. Comprenda la situación: la velocidad del rodillo de la cinta transportadora,
la potencia y los caballos de fuerza del eje de salida de la caja de cambios,
2. El diseño general del dispositivo de transmisión:
1. Composición: El dispositivo de transmisión consta de un motor, un reductor y una máquina de trabajo.
2. Características: Los engranajes están distribuidos asimétricamente respecto a los rodamientos, por lo que la carga axial se distribuye de manera desigual, obligando al eje a tener mayor rigidez.
3. Determine el plan de transmisión: considerando la alta velocidad del motor y la gran potencia de transmisión, coloque la correa trapezoidal en la etapa de alta velocidad. El esquema de transmisión es el siguiente:
En tercer lugar, seleccione el motor
1. Calcule la potencia requerida por el motor; consulte la Tabla 1-7 en la página 3 del manual;
p>
-Eficiencia de transmisión por correa: 0,96
-Eficiencia de transmisión de cada par de rodamientos: 0,99
-Eficiencia de transmisión de engranaje cilíndrico: 0,96
——Eficiencia de transmisión del acoplamiento: 0,993
—Eficiencia de transmisión del tambor: 0,96
Descripción:
—La eficiencia total de la transmisión entre el motor y la máquina en funcionamiento:
2. Determine la velocidad del motor: consulte la Tabla 1 en la página 7 del manual: tome la relación de transmisión de la correa trapezoidal i=2 4.
La relación de transmisión del reductor de engranajes cilíndrico de dos etapas es i=8 40, por lo que el rango opcional de velocidad del motor es:
Las velocidades en este rango son: 750, 1000 , 1500 ,3000.
De acuerdo con la potencia y velocidad requeridas del motor, consulte la Tabla 12-1 en la página 155 del manual para conocer cuatro modelos de motor adecuados. Por lo tanto, existen cuatro esquemas de relación de transmisión de la siguiente manera:
Plan motor modelo potencia nominal velocidad síncrona
R/min velocidad nominal
R/min peso relación de transmisión total
1y 112M-2 4KW 3000 2890 45 kg 152,11
2 años 112M-4 4 KW 1500 1440 43 kg 75,79
3 años 132 m 1-6 4 KW 1000 960 73 kg 50,53
4 años 160 m 1-8 4 KW 750 720 118kg 37.89
Considerando exhaustivamente el tamaño y peso del motor y dispositivo de transmisión, así como la relación de transmisión de la transmisión por correa y reductor, se puede observar que la opción 2 es más adecuada, por lo que el modelo del motor es Y132M1-6, y sus principales parámetros son los siguientes:
p>Potencia nominal kW velocidad a plena carga velocidad síncrona calidad A D E F G H L AB
4 960 1000 73 216 38 80 10 33 132 515 280
4. Determine la relación de transmisión general del dispositivo de transmisión y la relación de transmisión de distribución:
Relación de transmisión total:
Relación de transmisión de distribución: tomar
tomar y calcular
Nota: se refiere a la relación de transmisión de la polea, relación de transmisión de alta velocidad, relación de transmisión de baja velocidad.
5. Calcule el movimiento y los parámetros dinámicos del dispositivo de transmisión:
Establezca los ejes del dispositivo de transmisión como 1er eje, 2do eje, 3er eje y 4to eje desde alta velocidad. a baja velocidad.
——La eficiencia de transmisión entre el motor y el eje 1, el eje 1 y el eje 2, el eje 2 y el eje 3, y el eje 3 y el eje 4.
1. Velocidad de cada eje:
2 Potencia de entrada de cada eje:
3 Par de entrada de cada eje:
>Los resultados de los parámetros dinámicos y de movimiento son los siguientes:
Nombre del eje potencia P KW par T Nm velocidad r/min
Entrada salida entrada salida
Eje motor 3,67 36,5 960
1 eje 3,52 3,48 106,9 105,8 314,86
2 ejes 3,21 3,18 470,3 465,668
3 ejes 3,05 3,02 1591,5 1559,6 19,1.
4 Eje 3 2,97 1575,6 1512,6 19,1
Seis diseños de correas trapezoidales y poleas:
1 Diseño de correas trapezoidales
①Determine el modelo de correa trapezoidal.
Consulte la tabla del libro de texto 13-6: luego
De acuerdo con =4.4, =960 r/min, seleccione la correa trapezoidal tipo A del diagrama del libro de texto 13-5 y tómela.
Consulte la Tabla 13-7 en la página 206 del libro de texto.
Es la tasa de deslizamiento de la transmisión por correa.
② Compruebe la velocidad de la correa: la velocidad de la correa está dentro del rango y es adecuada.
③Obtenga la longitud de referencia de la correa trapezoidal y la distancia entre centros a:
Inicialmente seleccione la distancia entre centros a: y tómela.
De la página 195 (13-2) del libro de texto: consulte la Tabla 13-2 en la página 202 del libro de texto. Calcule la distancia real al centro a partir de la ecuación 13-6 en la página 206 del libro de texto.
④ Comprueba el ángulo de envoltura de la polea pequeña: Obtenido de la fórmula 13-1 de la página 195 del libro de texto.
⑤ Encuentre el número Z de la correa trapezoidal; consígalo en la Fórmula 13-15 en la página 204 del libro de texto.
Consulte la Tabla 13-3 en la página 203 del libro de texto. y obtenerlo por interpolación.
EF=0.1
=1.37 0.1=1.38
EF=0.08
Consulte la Tabla 13-2 en la página 202 del libro de texto .
Consulte la Tabla 13-5 en la página 204 del libro de texto y obtengala por interpolación. =163.0 EF=0.009
=0.95 0.009=0.959
Reglas
Echa raíces.
⑥ Encuentre la presión que actúa sobre el eje de la polea: consulte la tabla en la página 201 del libro de texto 13-1 y obtenga q=0,10 kg/m. Por lo tanto, se determina la tensión inicial de una sola correa trapezoidal. mediante la fórmula de la página 197 del libro de texto 13-7 Obtenga:
La presión que actúa sobre el eje:
.
Diseño de siete velocidades;
1 Diseño de engranaje de alta velocidad:
①Material: El piñón de alta velocidad está hecho de acero templado y revenido, con un Dureza de la superficie del diente de 250HBS. Los engranajes de alta velocidad están fabricados de acero normalizado, con una dureza de la superficie del diente de 220HBS.
②Consulta la tabla de la página 166 del libro de texto: 11-7.
Consulte la página 165 del libro de texto, Tabla 11-4.
Por tanto.
Consulte la página 168 del libro de texto, Tabla 11-10C.
Por tanto.
③Diseñado según la resistencia de contacto de la superficie del diente: fabricado con precisión de nivel 9. Verifique el coeficiente de carga en la Tabla 11-3 en la página 164 del libro de texto y use el coeficiente de ancho de diente para calcular la distancia entre centros: Calcule de acuerdo con la fórmula en la página 11-5 del libro de texto:
Considerando que no hay mucha diferencia entre marcha de alta velocidad y marcha de baja velocidad.
Entonces tómalo
Relación de transmisión real:
Relación de transmisión incorrecta:.
Ancho del diente: tomar
Engranaje de alta velocidad: piñón de alta velocidad;
(4) Compruebe la resistencia a la flexión de los dientes del engranaje:
Consulte la página 167 del libro de texto, Tabla 11-9:
Según el ancho mínimo del diente:
Por lo tanto, es seguro.
⑤La velocidad circunferencial del engranaje:
Consulte la Tabla 162 en la página 65438 del libro de texto 01-2 para saber que la precisión del nivel 9 es apropiada.
2 Diseño de engranaje de baja velocidad;
①Material: El piñón de baja velocidad es de acero templado, con una dureza de la superficie del diente de 250HBS.
El acero para engranajes de baja velocidad está normalizado y la dureza de la superficie del diente es 220HBS.
②Consulta la tabla de la página 166 del libro de texto: 11-7.
Consulte la página 165 del libro de texto, Tabla 11-4.
Por tanto.
Consulte la página 168 del libro de texto, Tabla 11-10C.
Por tanto.
③Diseñado de acuerdo con la resistencia de contacto de la superficie del diente: fabricado con precisión de nivel 9; el coeficiente de carga se refiere a la Tabla 16438 0-3 en la página 65438 del libro de texto, y se toma el coeficiente de ancho del diente.
Calcula la distancia entre centros: Obtenido de la fórmula 165 de la página 65438 del libro de texto 01-5:
Toma lo que obtengas.
Cálculo del error de relación de transmisión: apropiado
Ancho de diente: luego tomar
Engranaje de baja velocidad:
Piñón de baja velocidad:
④ Comprobar la resistencia a la flexión de los dientes del engranaje: ver Tabla 167 del libro de texto:
Según el ancho mínimo de los dientes:
Seguridad.
⑤La velocidad circunferencial del engranaje:
Consulte la Tabla 162 en la página 65438 del libro de texto 01-2 para saber que la precisión del nivel 9 es apropiada.
Las dimensiones estructurales del octavo cuerpo reductor son las siguientes:
Resultados de la fórmula del cálculo del símbolo del nombre
Espesor del fondo de la caja
10
p>Grosor de la tapa de la caja
Nueve
Grosor del reborde de la tapa de la caja
12
Grosor del reborde de la base de la caja
p>
15
Espesor del ala inferior del fondo de la caja
25
Diámetro del tornillo de anclaje
M24
Cantidad tornillos de anclaje
Consultar manual 6
Diámetro tornillos de unión junto al rodamiento
M12
Diámetro de pernos de conexión entre tapa y asiento
=(0.5 0.6)
M10
Diámetro del tornillo de tapa del extremo del rodamiento
=(0.4 0.5)
10
Diámetro del tornillo tapa de registro
=(0.3 0.4)
Ocho
Diámetro del pasador de ubicación
=(0,7 0,8)
Ocho
La distancia a la pared exterior de la caja
Ver tabla 11 del manual -2 34
22
18
Distancia al borde de la brida
Consultar la tabla del manual 11-2 28
16
La distancia desde la pared exterior de la caja hasta la cara del extremo del soporte
= (5 10)
50
La distancia entre el círculo superior del engranaje grande y la pared interior de la caja
gt1.2
15
La distancia entre la cara del extremo del engranaje y la pared interior de la caja
gt
10
Grosor de la tapa de la caja y de las nervaduras del asiento de la caja
Nueve
8,5
Diámetro exterior de la tapa del extremo del rodamiento
(5 5,5 )
120 (Eje 1)
125 (Eje 2)
150 (Tres ejes)
La distancia entre los pernos de conexión al lado del rodamiento
120 (Eje 1)
125 (2 ejes )
150 (3 ejes)
Diseño de nueve ejes:
1 Diseño de eje de alta velocidad:
①Material: 45 # Se selecciona acero para tratamiento de templado y revenido. Consulte la Tabla 14-2 en la página 230 del libro de texto y tome C=100.
② Determinación del diámetro de cada segmento del eje: Según la fórmula 14-2 en la página 230 del libro de texto, debido a la instalación de un diámetro del eje del motor con una polea pequeña, la primera sección del alto -El eje de velocidad está equipado con una polea grande. Consulte la Tabla 1-16 en la página 9 del manual.
l 1 = 1,75d 1-3 = 60.
Debido a que la polea grande debe colocarse en el hombro y debe estar equipada con un anillo de sellado, consulte la Tabla 7-12 en la página 85 de el manual, L2=m e l 5=28 9 16 5=58.
Ensamble cojinetes y juntas, para ello consulte la Tabla 6-1 en la página 62 del manual. Elija rodamientos 6009.
L3=B 2=16 10 2=28.
La sección transversal es principalmente el rodamiento de posicionamiento, tome. L4 se determina en función de la línea de la pared interior de la caja.
Diámetro del engranaje del sector ensamblado: Determine si el eje del engranaje está fabricado;
Consulte la Tabla 4-1 en la página 51 del manual:
Obtenga: e = 5,9 < 6,25.
Montar el rodamiento por secciones, de modo que L6= L3=28.
2 Comprobar eje y rodamientos: l 1 = 73 L2 = 211 l 3 = 96.
La fuerza circunferencial que actúa sobre el engranaje es:
La fuerza radial es
La fuerza externa que actúa sobre la polea de 1 eje:
Encuentre la fuerza de reacción del soporte vertical:
Encuentre el momento flector vertical y dibuje el diagrama del momento flector vertical:
Encuentre la fuerza del soporte en el plano horizontal:
Permitir
Normal
Normal
Encuentra y dibuja el diagrama de momento flector horizontal:
Encuentra la fuerza de reacción producida por f en el punto de apoyo:
Encuentra y dibuja el diagrama de momento flector generado por la fuerza F;
El momento flector en f a:
Encuentra el diagrama de momento flector resultante:
Considerar las mejores Situaciones desfavorables se añaden directamente.
Encontrar el momento flector equivalente de la sección peligrosa:
Como se puede observar en la figura, la sección en m-m es la más peligrosa, y su momento flector equivalente es: (tomar el factor de conversión).
Calcule el diámetro del eje en la sección peligrosa:
Debido a que el material está templado y revenido, consulte la Tabla 14-1 en la página 225 del libro de texto y la tensión de flexión permitida en la página 231. del libro de texto Entonces:
Porque el eje es seguro.
3 Verificación de la vida útil del rodamiento:
La vida útil del rodamiento se puede verificar mediante la fórmula, ya que el rodamiento soporta principalmente la carga radial, por lo tanto, consulte la Tabla 16 en la página 259 de la libro de texto 9 y 10.
Basado en la consideración más desfavorable, si:
El rodamiento cumple con los requisitos.
El diagrama de análisis de los 4 momentos de flexión y fuerza del eje es el siguiente:
Diseño e inspección de 5 claves.
En base a esto, se seleccionó el hierro fundido HT200; la polea en forma de V. Consulte el libro de texto Tabla 10-9. Debido a que está dentro del rango, clave:
usa el tipo de clave pública:
verificación de clave. Para l 1 = 1.75d 1-3 = 60, la clave seleccionada es:
Diseño del eje intermedio:
①Material: Se selecciona acero 45# para tratamiento de templado y revenido. Consulte la Tabla 14-2 en la página 230 del libro de texto y tome C=100.
②De acuerdo con la Fórmula 14-2 en la página 230 del libro de texto:
El rodamiento debe ensamblarse; consulte la Tabla 1-16 en la página 9 del manual y la Tabla 6. - en la página 62 del manual 1. Seleccione el rodamiento 6208, L1 = B = 18 10.
Para montar el piñón de baja velocidad, tomar L2=128 porque es más corto que la longitud del orificio del engranaje.
La sección transversal es principalmente para posicionar engranajes de alta velocidad, por lo que L3= =10.
Para montar la marcha alta, tomar L4=84-2=82.
Es necesario ensamblar el rodamiento. Consulte la Tabla 1-16 en la página 9 del manual y la Tabla 6-1 en la página 62 del manual para seleccionar el rodamiento 6208, L1 = B 3 = 18. 65438.
③Compruebe el eje y los rodamientos: l 1 = 74 L2 = 117 l 3 = 94.
Fuerza circunferencial que actúa sobre los engranajes 2 y 3:
Normal
Fuerza radial:
Encuentra la reacción del apoyo en el plano vertical Fuerza
Calcule el momento flector vertical:
Encuentre la fuerza en el apoyo en el plano horizontal:
Calcule y dibuje el diagrama del momento flector en el plano horizontal:
Encuentra el resultado del diagrama de momento flector, considera la situación más desfavorable:
Encuentra el momento flector equivalente de la sección peligrosa:
Como se puede observar en la figura, las secciones en M-M y N-N son los más peligrosos. El momento flector equivalente es: (tome el factor de conversión).
Calcule el diámetro del eje en la sección peligrosa:
Sección N-n:
Sección M-m:
Porque, el eje es seguro.
Verificación de la vida útil del rodamiento:
La vida útil del rodamiento se puede verificar mediante la fórmula, ya que el rodamiento soporta principalmente el efecto de la carga radial, por lo tanto, consulte la Tabla 16-9 en la página 259. del libro de texto y 10.
Entonces, la vida útil del rodamiento es de 10 años, por lo que el rodamiento cumple con los requisitos.
(4) El diagrama de análisis de momento flector y tensión axial es el siguiente:
⑤Diseño e inspección clave:
Consulte la Tabla 10-11 del libro de texto como conocido, así que toma De.
Porque el material del engranaje es acero 45. Consulte la página 155 del libro de texto, Tabla 10-10.
l = 128-18 = 110 y la longitud de la clave es 110. L = 82-12 = 70 y la longitud de la clave es 70.
Según las condiciones de resistencia de extrusión, la clave se verifica de la siguiente manera:
Entonces la clave seleccionada es:
Diseño del eje conducido;
(1) Determine el diámetro de cada segmento del eje.
① Calcular el diámetro mínimo de la sección transversal del eje.
Dado que el eje soporta principalmente el torque, este se calcula en base a la resistencia a la torsión, que se obtiene de la Fórmula 14-2:
Considerando que el segmento del eje está equipado con un chavetero, Seleccione el segmento del eje.
Consulte la Tabla 1-16 en la página 9 del manual y redondee al valor estándar. Tomar
(2) Para posicionar axialmente el acoplamiento, se coloca un hombro del eje en el extremo extendido, por lo que el diámetro del eje de la segunda sección es. Consulte la Tabla 7-2 en la página 85 del manual. Esta dimensión se ajusta a los valores estándar de la tapa del rodamiento y el anillo de sellado, por lo que se selecciona.
(3) Diseñe la sección transversal del eje para que el rodamiento sea fácil de montar y desmontar, consulte la página 62 del manual de instrucciones, Tabla 6-1, y utilice un deflector de aceite para colocarlo. el rodamiento. Seleccione el rodamiento 6215:.
(4) Al diseñar la sección del eje, se tiene en cuenta la posición axial del anillo de retención de aceite, por lo que el otro extremo de
⑤ se utiliza para diseñar el muñón. La toma de fuerza y el cojinete se ubican mediante el anillo deflector de aceite, y el otro extremo del anillo deflector de aceite se ubica junto a la raíz del diente del engranaje.
⑥La rueda es fácil de desmontar y montar, con diseño de cabeza de eje. Consulte la Tabla 1-16 en la página 9 del manual.
⑦Collar de diseño y ancho b
El engranaje está posicionado axialmente, así que tome
,
⑵Determine la longitud de cada segmento del eje.
Se determina el tamaño del acoplamiento (esto se discutirá más adelante).
Porque, entonces...
La longitud de la cabeza del eje es más corta que la longitud del orificio de la rueda.
Se determina la longitud de otros segmentos del eje. por la estructura.
(4) Comprobar eje y rodamientos: l 1 = 97,5 L2 = 204,5 L3 = 116.
Encontrar el momento flector equivalente, momento flector y momento flector de la fuerza aplicada y la sección peligrosa.
Fuerza circunferencial que actúa sobre el engranaje:
Fuerza radial:
Encuentre la fuerza de reacción del soporte vertical:
Calcule el momento de flexión vertical :
. m
Encuentra la fuerza de apoyo en el plano horizontal.
Calcular y dibujar un diagrama de momentos flectores en un plano horizontal.
Encuentra la fuerza de reacción producida por F en el fulcro.
Encuentra el diagrama del momento flector producido por la fuerza F.
Momento flector en f a:
Encuentra el diagrama de momento flector compuesto.
Considere el peor de los casos y agréguelo directamente.
Encontrar el momento flector equivalente del tramo peligroso.
Como se puede observar en la figura, la sección en m-m es la más peligrosa, y su momento flector equivalente es: (tomar el factor de conversión).
Calcular el diámetro del eje de la pieza peligrosa.
Debido a que el material está templado y revenido, consulte la Tabla 14-1 en la página 225 del libro de texto y la tensión de flexión permitida en la página 231 del libro de texto, y luego:
Considerando la influencia de la chaveta, tomar
porque el eje es seguro.
(5). Inspección de vida de rodamientos.
La vida útil del rodamiento se puede verificar mediante la fórmula, ya que el rodamiento soporta principalmente la carga radial, así que consulte las Tablas 16-9 y 10 en la página 259 del libro de texto.
Según las consideraciones más desfavorables, existen:
Entonces,
La vida útil del rodamiento es de 64,8 años, por lo que el rodamiento sobre el eje encaja los requisitos.
(6) El diagrama de análisis de momento flector y tensión del eje es el siguiente:
(7) Diseño e inspección clave:
Debido a que d1=63, verifique el libro de texto 153, Tabla 10-9, seleccione la clave para consultar el libro de texto 155, Tabla 10.
Debido a que la longitud de la clave principal de L1=107 es 100, la clave seleccionada es:
Consulte la Tabla 10-9 en la página 153 del libro de texto con archivos. Seleccione el botón para ver la Tabla 10-10 en la página 155 del libro de texto.
Debido a que la longitud de la clave principal de L6=122 es 100, verifíquela.
Entonces la clave seleccionada es:.
Diseño de engranaje grande de alta velocidad de diez ejes
Debido al uso de estructura web
Dimensiones de la estructura del código y resultados de la fórmula de cálculo
Diámetro del cubo
Setenta y dos
Longitud del eje del cubo
84
Tamaño del chaflán
1
1
p>
Grosor del círculo radicular
10
Diámetro máximo de la red
321,25
Diámetro del orificio de la placa
62,5
Espesor del alma
25,2
Diseño de la polea del motor
Dimensiones de la estructura del código y resultados de la fórmula de cálculo
Manual 157 Página 38
68,4 mm
Tome 60 mm
81 mm
74,7 mm
10 mm
15 mm
5 mm
XI. Selección de acoplamiento:
Calcule el torque requerido para el acoplamiento: consulte la Tabla 17-1 en el libro de texto 269 y la Tabla 8-7 en la página 94 del manual para seleccionar el dispositivo modelo HL6 de acoplamiento de pasador elástico.
Determinación del método de lubricación:
Dado que el dispositivo de transmisión es liviano y tiene una velocidad de transmisión baja, que es muy inferior a la velocidad de transmisión, se utiliza lubricación con grasa, y No Se utiliza lubricación .50 en SH0357-92 para la caja, instalada a la altura especificada.
Trece. Para obtener otros datos relevantes, consulte el plano de ensamblaje y la lista de datos relacionados en el manual.
Catorce. Referencias:
Manual de diseño del curso de diseño mecánico (segunda edición) - editado por Wu y Luo de la Universidad de Tsinghua, Universidad de Ciencia y Tecnología de Beijing.
Guía de diseño curricular de diseño mecánico (segunda edición) - editada por Luo y Li.
"Diseño curricular mecánico" (Chongqing University Press) - editado por Zhou Yuankang y otros.
Libro de texto "Conceptos básicos del diseño mecánico" (4ª edición) - editado por Yang Kezhen y Cheng Guangyun.