圆柱体相贯线焊接专机工作台设计计算说明书

1、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2.4.1蜗轮轴（即小锥齿轮轴）的设计1轴的材料的选择，确定许用应力2按扭转强度，初步估计轴的最小直径3轴的结构设计 考虑到减速器为普通中用途中小功率减速传动装置，轴主要传递蜗轮的转矩。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表15-3，取A0=100，于是得：d 轴的最小直径为d1，与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器的型号计算转矩=,查表14-1，选取=1.3，则有=KT=1.39.5503.78/54.60=859500Nmm最小直径d1=48mm 根据d2=50mm，初步选取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承30212，其尺寸为：dDT=50mm110mm23.75mm故选d3=60mm L6=23.75mm查GB/T294-94得：圆锥滚子轴承da=69（30212）即轴肩为h=mm=4.5mm 取3 所以d5=69+3=72mm又：轴环的亮度b=1.4h，即b1.46=8.4b取12mm，即L5=12mm（4）蜗轮的轴段直径 蜗轮轴段的直径的右端为定位轴肩。故d4=d5-2h，求出d4=64mm与传动零件相配合

2、的轴段，略小于传动零件的轮毂宽。蜗轮轮毂的宽度为：B2=(1.21.5)d4=（1.21.5）64 =76.896，取b=80mm，即L4=80mm(5)轴承端盖的总宽度为20mm。取端盖的外端面与半联轴器右端端面的距离为l=35mm。故L2=20+35=55mm(6)取蜗轮与箱体内壁距离为a=16mm，滚动轴承应距箱体内壁一段距离s（58）。取s=8mm，已知滚动轴承宽度为T=23.75mm，蜗轮轮毂长为L=80mm，则：L3=T+s+a+(80-78)=49.75mm选用45号钢， b=600MPa b-11=55MPa=1.3=859500Nmmd1=48mmd2=50mmL1=82mmd3=60mmL6=23.75mmd5=72mm轴环L5=12mmd4=64mmL4=80mmL2=55mmL3=49.75mm至此已初步确定了轴端各段直径和长度，轴的总长为：L总=82+55+49.75+80+12+36=315mm4轴的强度校核（1） 轴向零件的同向定位蜗轮，半联轴器与轴的同向定位均采用平键链接。按d4由表6-1查得平键截面 bh=20mm12mm，键槽用键槽铣刀加工，长为63

3、mm，同时为了保证蜗轮与轴配合有良好的对中性，故选择蜗轮轮毂与轴端配合为；同样，半联轴器与轴的连接，选用平键14mm9mm70mm，半联轴器与轴的配合为，滚动轴承与轴的同向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。（2） 确定轴上的圆角和倒角尺寸参考15-2，取的倒角245，各轴肩处的圆角半径为（见附图）。（3.1）确定各向应力和反力蜗轮分度圆直径d=340.2 mm 转矩T=892.9 Nm蜗轮的切向力为：Ft=2T/d=2892.9103/340.2=5249.9 N蜗轮的径向力为：Fr=Ft =5249.9tan20/cos111835 =1853.5 N蜗轮的轴向力为：Fa=Ft =5249.9tan111835 =1050 NT=892.9NmFt=5249.9 NFr =4853.5 NFa=1050N反力及弯矩、扭矩见10.3反力及弯局矩、扭矩图所示：5轴的强度校核（3.2）垂直平面上： 支撑反力： = =2182 N其中132为两轴承中心的跨度，59为蜗轮中心到右边轴承中心的距离。 N水平平面： N N（3） 确定弯距 =59=592902.9=17127

4、1 Nmm 垂直弯矩： Nmm Nmm 合成弯矩： = 233893Nmm =172357 Nmm扭矩T=892.9 Nmm（4） 按弯矩合成应力校核该轴端强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面）的强度。轴单向旋转扭转切应力为脉动循环变应力。取=0.6 轴端计算应力： =27MPa-1=60MPa故是安全的。=2182 N= N=2347 N=2902.9N=171271 Nmm=233893 Nmm =172357 Nmm=27MPa合格三 圆锥齿轮设计圆锥齿轮传动比为1:1 3.1确定齿数Z及校核(1)选Z。软齿面应尽量选大些。(2)Z= iZ。且Z为整数。(3)计算U=(4)=53.2按接触强度计算d1 1.计算公式 2.计算T1T1=95500 Pd-Kw nd-r/min =0.99 3.计算K K=KAKVK (1)由表4-8选用系数KA (2)选动载荷系数KV记为KVt (3)取值。一般取=0.3 = (4)由土4-45查出齿向载荷分布系数K (5)计算 K=KAKVK 取KV=KVt故Kt=KAKVK 4.弹性系数ZE由表4-9查得 5.节点

5、系数ZH由表4-48查得 6.许用应力H=ZNZW (1)由图4-58查得(2)由已知条件计算 N1=60n1*r*tn N2=N1/U式中：n-啮和次数 n1-r/min tn-每天工作小时 N-年300天/年小时/天(3)由图4-59查得寿命系数 ZN1 ZN2 (4)由表4-11查得安全系数SH(5)由图查得工作硬化系数Zw(6)计算 H1=ZNZW H2=ZNZW(7)计算d1 d1 试选Kt=Kvt 3.3 校核d1 因为试选的Kv可能与实际不符合。(1)模数m=取标准值。可改变Z1而达到选用适当的m的目的，但 u有变则需重新计算d1。 (2)按几何关系计算d1 d1=m Z1 dm1= d1(1-0.5) (3)圆周速度Vm（平均直径dm） Vm= 计算 由查图4-43得Kv (4)校核d1 d1= d1与d1t相差太大，则需重新选Kvt，再计算d1t3.4 校核齿根弯曲强度 (1)计算公式 (2)当量齿数计算 Zv= a. b. c.由当量齿数Zv查图4-55得齿形系数YFa1,YFa2查图4-56得齿根应力修正系数Ysa1,Ysa2.d.确定F=YHYx 查图4-61得和 查图4-62得YN1, YN2查图4-63得尺寸系数Yx查图4-11得安全系数SF计算 比较 ，的大小，取较大值校核弯曲强度3.5 几何尺寸计算1.分度圆直径d d1 =mZ1 d2=mZ22.节锥 =arctan =90-3.节锥距RR=4.齿宽b=R5.周节P=m6.齿顶高ha ha=m7.齿根高hf hf=1.2m8.齿顶间隙 c=0.2m9.齿顶圆直径 =m(Z+2) =m(Z+2)10.齿根圆直径 = m(Z-2.4)= m(Z-2.4)3.6 受力分析Ft1=-Ft2=Fr1=-Fa2= Ft1*tanFa1=-Fr2= Ft1*tan小齿轮为45钢，调质217HBS255HBS。取240HBS。大齿轮为45钢正火163HBS217HBS。取200HBS。8级精度Z选20Z=2.6520=53 U=2.65=05T1=95500005.50.99/720=72221.9 N*mmKA=1.0KVt=1.1=0.3 =0.500K=1.03Kt=1.133ZE=189.8ZH=2.5=570MPa=460MPa

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