机械产品综合设计-电动葫芦设计案例.ppt

这里，各级齿轮传动效率取为0.97。仿此方法，可以计算轴Ⅲ、轴Ⅳ的转速、功率和转矩。计算结果列于下表： 下一页 (二)高速级齿轮传动设计 因起重机起升机构的齿轮所承受载荷为冲击性质，为使结构紧凑，齿轮材料均用20CrMnTi，渗碳淬火，齿面硬度HRC58～62，材料抗拉强度σB=1100MPa，屈服极限σs=850MPa。齿轮精度选为8级(GBl0095—88)。 1．按齿面接触强度条件设计 …………… 2．按齿根弯曲强度条件设计 ……………… 比较上述两种设计准则的计算结果，应取齿轮标准模数 mn＝2.5mm 下一页 取中心距aAB＝101mm。 (2)精算螺旋角β 3．主要几何尺寸计算 (1)中心距a 初选螺旋角β=9° 下一页 (3)齿轮A、B的分度圆直径d (4)齿轮宽度b 齿轮B： 齿轮A： 同理，可对齿轮C和D、E和F进行设计计算。 下一页 (三)计算轴Ⅳ 1．计算轴Ⅳ的直径 轴材料选用20CrMnTi，按下式估算空心轴外径： 式中 P——轴Ⅳ传递功率，P＝7.18kW； n——轴Ⅳ转速，n＝17.22r／min； β——空心轴内径与外径之比，可取为0.5； A0——系数，对20CrMnTi，可取A0＝107。 代入各值，则 取d＝85mm，并以此作为轴Ⅳ(装齿轮F至装卷筒段)最小外径，并按轴上零件相互关系设计轴 。 下一页 图4-10 轴I与轴IV的结构 d a b c d=85mm 下一页 2．分析轴Ⅳ上的作用力 轴Ⅳ上的作用力如图4-11所示，各力计算如下： (1)齿轮F对轴Ⅳ上的作用力 因本题未对齿轮F进行设计计算，现借用表4-2数据，取齿数zF＝45，模数mn=6mm，螺旋角β＝8°6′34，故分度圆直径 圆周力 径向力 轴向力 下一页 (2)卷筒对轴Ⅳ上的径向作用力R 图4-11 轴ⅳ的作用力分析 当重物移至靠近轴Ⅳ的右端极限位置时，卷筒作用于轴Ⅳ上e点的力R达到最大值，近似取 1.02是表示吊具重量估计为起重量的2％ 下一页 (3)轴I在支承d处对轴Ⅳ上的径向作用力Rdn和Rdm， 轴I的作用力分析如图4-12所示。 如果略去轴I上联轴器附加力的影响，齿轮A作用于轴1上的力有： 圆周力 图4-12 轴I的作用力分析 下一页 径向力 轴向力 由图4-10按结构取L＝312mm，L1＝34mm。 求垂直平面(mcd面)上的支反力： 下一页 求水平面(ncd面)上的支反力： 下一页 对轴Ⅳ来说，Rdm与Rdn的方向应与图4-12所示的相反。 由于上述的力分别作用于xdy坐标系内和ndm坐标系内，两坐标间的夹角为θ1，因此要把ndm坐标系内的力Rdn和Rdm换算为xdy坐标系内的力Rdx和Rdy。 由式(4-12)得两坐标系间的夹角(图4-7) 其中各齿轮副之间的中心距可求得如下 下一页 故 根据式(4-13)和图4-9，则得力Rdn和Rdm在坐标xdy上的投影 下一页 把上述求得的力标注在轴Ⅳ的空间受力图上(图4-11) 图4-11 轴Ⅳ的作用力分析 根据上述数据和轴上支点a、b处的支反力，可计算轴上危险截面的弯矩、转矩和合成弯矩。然后验算轴的安全系数。确认安全系数后，即可绘制轴的零件工作图。轴承可按常用方法选取和计算，从略。 下一页 下一页 外形及安装尺寸(单位：mm) 10D-45f9×36h15×5d11? φ17? 55? 187? 469? 711 φ440 φ95h6? φ490 φ530? φ450h9? 18.5? ? ZD152-4? 10D-40f9×32h15×5d11? φ17? 40? 172? 435? 647 φ425 φ95h6? φ415 φ455h9? φ300? 13,15? ? ZD151-4? 10D-35f9×28h15×4d11? φ17? 35? 120? 370? 525 φ328 φ90h6? φ340 φ380h9? φ260? 7.5? ? ZD141-4? 6D-28f9×23h15×6d11? φ13? 30? 98? 310? 438 φ273 φ65h6? φ286 φ320h9? φ223? 4.5,5.5? ? ZD132-4? 6D-28f9×23h15×6d11? φ13? 30? 109? 284? 423 φ273 φ65h6? φ260 φ290h9? φ223? 3.0? ? ZD131-4? 6D-20f9×16h15×4d11? φ13? 24? 71? 260? 355 φ215 φ60h6? φ205 φ235h9? φ179? 1.5? ? ZD122-4? 6D-20f9×16h15×4d11