工件自动输送机的设计(8)

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册》附录表18.3查取为6.52 KN)

根据《机械设计手册》表18.7查取滚动轴承当量动载荷计算的X,Y值为X=1,Y=1.34 冲击载荷系数fd考虑到是轻微冲击,查《机械设计手册》表18.8 取fd=1.2 当量动载荷：

P2?fd(XFr2?YFa2)?1.2?(412.5?1.34?165)?760.32 式(5.41)

L10h?16670600()?Cr?P216670600(10500760.32)?1.76?105h 式(5.42)

1035.8 轴承盖上的螺纹强度计算

很显然，该联结为受拉紧联结。 有公式：

F???F??c2F 式(5.43) c1?c2cF0?F??1F 式(5.44)

c1?c2F为螺栓总拉力；

c1为螺栓的相对刚度系数；F?为螺栓的预紧力；F为工作载荷；F??为剩余预紧c1?c2力；

相对刚度系数的大小与螺栓和被联接件的材料、结构、尺寸,以及工作载荷作用位置、垫片等因素有关,可通过计算或试验求出。被联接件为钢铁零件时,一般可根据垫片材料不同采用下列数据:金属0.2～0.3;皮革0.7;铜皮石棉0.8;橡胶0.9。

下列数据可供选择F??时参考：F无变化时，F??=(0.2～0.6) F；F有变化时，F?? =(0.6～1.0) F

因为F =165N,所以F?? =(0.6～1.0) F=(99～165)N，即F0=165+165=330N 强度校核公式:：?dc24?1.3F0?[?]

s[?]?[?Ss]在这里选螺栓的材料为40Cr查《工程材料》?s?785MPa

[Ss]为螺栓的许用拉应力安全系数,查《机械设计手册》表6.3 取[Ss]=1.5；

dc?4?1.3F0??523.3?1.02mm由于安全起见,在这里选螺栓直径为6 ㎜.

5.9 键的选择和强度校核

设计键联接时，通常被联接的材料，构造和尺寸已初步决定，联接的载荷也已求得。因此可以根据联接的结构特点，使用要求和工作条件来选择键的类型，再根据轴的直径从标准中选出键的截面尺寸，并参考毂长选出键的长度，然后用校合公式进行校合。

选择一般的普通平键(GB1096-79)

根据挤压强度或耐磨性条件计算，求得联结所能传递的转矩为

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?由于是静联结选取公式T?1 4hld[?p]h 键的高度；l?键的接触长度；d 轴的直径

[?p]许用挤压应力见下表(单位MPa)

联结的方式 静联结 材料 锻钢，铸钢 表5-5 材料的许用挤压应力 静载荷 轻微冲击载荷 125-150 100-120 冲击载荷 60-90 各键的校合见下表5-6

键名 1 2 3 4 H键的高度 6 9 9 10 表5-6 键的校合 l?键的接触d轴的直径 长度 28 56 56 56 18 45 45 55 ? [?p]许用挤T?14hld[?p]压应力 100 100 100 100 75.6N·M 567.2N·M 567.2N·M 697.3N·M 经校合，各键符合要求。

5.10 联轴器的选择计算

根据工作要求，动力传递过程中有冲击，所以选择弹性联轴器。根据需要传递的转矩和各轴的安装尺寸。

弹性套柱销联轴器：适用于联接两同心轴，制造容易，维护，更换方便，结构简单，具有一定的补偿轴位移的能力。

弹性柱销联轴器：用若干非金属柱销置于两半联轴器内，外环对合圆孔中以实现两半联轴器联接的一种联轴器。具有传递转矩大，体积小，重量轻，轴径范围大，结构简单，使用寿命长，不用润滑，更换柱销方便。

计算转矩TC?KT

式中T -公称转矩，由上面各轴的计算已经求出

K -工作情况系数，由于是往返运输机，所以工作系数选2.5。计算和选取如下表5-7

TC 表5-7 联轴器的参数表 K T 2.5 2.5 27.85 N·m 610.22N·m 型号 TL6 HL4 弹性套柱销联轴69.63 N·m 器 弹性柱销联轴器 1525.55N·m 5.11 装配图设计的第二阶段

5.11.1 轴承端盖结构

轴承端盖用以固定轴承及调整轴承间隙并承受轴向力。

考虑到便于调整轴承间隙以及密封性能,加工铸造的工艺性,选择凸缘式轴承端盖。 为了调整轴承间隙,在端盖和机体之间放置由若干薄片组成的调整垫片。

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5.11.2 轴承的润滑与密封

根据轴颈的速度,轴承可以用润滑脂或润滑油润滑。

5.11.3 减速器的润滑

除了少数低速,小型减速器采用脂润滑外,绝大多数减速器的齿轮传动和蜗轮传动都采用油润滑,其主要润滑方式如下:

1).浸油润滑

当齿轮圆周速度v ￡ 12m s时,通常采用浸油润滑。大齿轮浸入油中的深度约为一个齿高,但不能小于10 ㎜.在多级齿轮传动中,可以采用带油轮带到没浸入油池的轮齿齿面上,齿轮运动时就把润滑油带到啮合区,同时还将油甩到齿轮箱内壁散热降温。由上述计算可以得到齿轮的圆周速度为2.26m s,所以采用此种润滑方式。

浸油润滑的换油时间一般为半年左右,主要取决于油中杂质的多少及油被氧化,污染的程度。

2)滚动轴承的润滑

滚动轴承通常采用油润滑或脂润滑.减速器中的滚动轴承常用减速器内用于润滑齿轮的油来润滑。

3)飞溅润滑

减速器中只要有一个浸油齿轮的圆周速度v?1.5?2m/s，就可以采用飞溅润滑.为了润滑可靠,常在箱座结合面上制出输油沟,让溅到箱盖内壁上的油汇聚在油沟内,而后流入轴承室进行润滑.采用飞溅润滑时,当小齿轮直径小于轴承座孔直径时,应在小齿轮轴滚动轴承面向箱内的一侧装设挡油环,以防止齿轮啮合时,将油池中不清洁的热油挤入轴承内。

5.12 减速器附件设计

为了检查传动件的啮合情况,改善传动件的润滑条件,注油,排油,指示油面,通气及装拆吊运等,减速器常安装各种附件。

5.12.1 窥视孔盖和窥视孔

减速器机盖顶部要开窥视孔,以便检查传动件的啮合情况,润滑情况,接触斑点及齿侧间隙等。

减速器内的润滑油也由窥视孔注入,为了减少杂质,在窥视孔口还装一过滤网。 窥视孔要有盖板,机体上开窥视孔处凸起一块,用来便于机械加工,并用垫片加强密封。

盖板用铸铁制成,采用M6-M10 螺钉紧固。

5.12.2 放油螺塞

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放油孔位置应在油池最低处,设计时安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便于放油。放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸出一块,经机械加工成为螺塞头部的支承面,并加封油圈以加强密封。

5.12.3 油标

油标放置在便于观察减速器油面及油面稳定之处。

5.12.4 通气器

减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,对减速器密封极为不利。所以在机盖顶部安装通气器,使机体内热涨气体自由逸出,以保证机体内外压力均衡,提高机体有缝隙处的密封性能。

5.12.5 启盖螺钉

启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联接凸缘的厚度,钉杆端部做成圆柱形,大倒角,以免顶坏螺纹。

5.12.6 环首螺钉,吊环,和吊钩

为了拆卸及搬运,应在机盖上装有环首螺钉,吊环,和吊钩. 环首螺钉为标准件,用手册选取,由于环首螺钉承受较大载荷,故在装配时必须把螺钉完全拧入,使其抬肩抵紧机盖上的支撑面。

6 开式齿轮的设计

开式齿轮传动的主要破坏形式是磨损,但目前还没有成熟的计算方法,所以通常在记入磨损的影响后,借用闭式齿轮传动强度计算公式进行条件性计算。开式齿轮传动只需计算齿根弯曲强度。

6.1 开式齿轮计算公式

m??dz12[?F]FaSa?2KT1YYY 式(6.1)

在选取相关系数时应该注意:同一对齿轮传动,大,小齿轮的齿形系数应力修正系数和许用弯曲应力是不相同的.因此,应对大,小齿轮的系数进行比较,并按两者中的较大值进行计算。模数应圆整成标准值.对于传递动力的齿轮,模数一般应大于1.5 ㎜-2㎜。

6.2 计算参数的选取如下

1)齿形系数YFa由机械设计手册查得YFa1?2.46 YFa2?2.19 2)应力修正系数YSa由机械设计手册查得 YSa1?1.65 YSa2?1.8

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0.753) 重合度系数Y?由机械设计手册查得 Y??0.25?0.75 ?a?0.25?1.75?0.6814) 齿间载荷分配系数KFa由机械设计手册查得 KFa?Y1??1.47 0.68?5) 齿向载荷分配系数KF?由机械设计手册查得 KF??1.38 6)载荷系数K K?KAKVKF?KF??1.5?1.2?1.47?1.38?3.65

KA使用系数 由机械设计手册查得KA=1.5 KV动载系数 由机械设计手册查得KV=1.2

齿数z1的选择,由于是开式齿轮传动主要取决于轮齿的弯曲疲劳强度,所以齿数不宜过多，应使z1≥17,以免根切。 7)许用弯曲应力

[?F]??Flim1?600MPa ?Flim2?450MPa

?FlimYNYXSFmin 式(6.2)

式中?Flim为失效概率为1%时,试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限, 由机械设计手册查得 8) SFmin弯曲疲劳强度的最小安全系数, 由机械设计手册查得SFmin?1.25 9) YN弯曲疲劳强度计算的寿命系数, 由机械设计手册查得

YN1?0.95 YN2?0.97

10) YX尺寸系数,由机械设计手册查得YX?1.0故许用弯曲应力

YN1YX[?F1]??Flim1?SFmin600?0.95?11.25?456MPa 式(6.3)

?349MPa 式(6.4)

?Flim2YN2YX[?]?? F2SFmin450?0.97?11.25 m?32KT1?dz12[?F3YYY?FaSa?]2?3.65?6040000.3?1112?349?2.19?1.8?0.68?2.05 式(6.5)

为了补偿磨粒磨损,模数应增大10%

即 m = 2.05×1.1=2.255由机械设计手册圆整取模数为2.25

6.3 确定传动主要尺寸

d?mz?2.25?111?249.75取250mm

b??dd?0.3?250?75

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