¿Cómo escribir las instrucciones para el diseño del curso del reductor de engranajes rectos de primer nivel?

Instrucciones y montaje reductor de engranaje recto de primera etapa

Datos técnicos

Fuerza circunferencial del tambor: F=1200N

Velocidad de la correa: V =2.1M/S

Diámetro del tambor: D=400mm

Título completo: Reductor de engranaje recto cilíndrico de una etapa

Bibliografía: "Conceptos básicos de diseño mecánico " Ren Chenggao

"Manual práctico y conciso de diseño de piezas mecánicas" Hu Jiaxiu

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.com/ Curso de Diseño Mecánico - Catálogo de Reductores de Engranajes Cilíndricos Coaxiales de 1 Etapa en Dispositivo de Transmisión por Cinta Transportadora

Libro de Tareas de Diseño…………………… …………1

Formulación y explicación del esquema de transmisión……………………………………4

Selección del motor………… ………………………………… …4

Calcular el movimiento y los parámetros dinámicos del dispositivo de transmisión………………………………5

Cálculo del diseño de la transmisión de piezas……………… …………………………5

Cálculo de diseño de eje……………………………… ……8

Selección y cálculo de rodamientos ………………………………14

Cálculo de selección y verificación de conexiones clave………… …………………………16

Selección de acoplamientos…………………………………………16

Selección de accesorios reductores…………………………………………17

Lubricación y sellado………………………………………… ……18

Resumen del diseño………………………………………… ……18

Materiales de referencia………… ……………………………………18

Tarea de diseño del curso de diseño mecánico

Título: Diseño de un dispositivo coaxial utilizado en el dispositivo de transmisión de cinta transportadora Tipo reductor de engranajes cilíndricos de dos etapas

1. Diagrama de disposición general

1—Motor; 2—Acoplamiento; 3—Reductor de engranajes; 4—Transportador de correa; 6—Acoplamiento

dos. Condiciones de trabajo:

Carga estable, rotación unidireccional

3. Datos originales

Par del tambor T (N?m): 850

Diámetro del tambor D (mm): 350

Velocidad de la cinta transportadora V ( m/s) : 0,7

Tolerancia de velocidad de la correa (%): 5

Vida útil (años): 5

Sistema de trabajo (turno/día) ：2

Cuatro. Contenido del diseño

1. Selección del motor y cálculo de los parámetros de movimiento;

2. Cálculo del diseño de la transmisión de engranajes helicoidales

3. 4. Selección de rodamientos

5. Selección y verificación de chavetas y acoplamientos

6. Elaboración de planos de montaje y planos de piezas

7. instrucciones de cálculo de diseño

V. Tareas de diseño

1. Un plano de montaje general del reductor

2. Una imagen de cada una de las piezas del engranaje y del eje

3. Una especificación de diseño

6. Progreso del diseño

1. La primera etapa: cálculo general y cálculo de los parámetros de las piezas de transmisión

2. La segunda etapa: diseño del eje y las piezas del sistema de eje

3, La tercera etapa: Comprobación y croquis de ejes, rodamientos, acoplamientos y chavetas

4 La cuarta etapa: Elaboración de planos de montaje, dibujos de piezas y redacción de instrucciones de cálculo

Como se sabe por la pregunta, el tipo de mecanismo de transmisión es: reductor de engranajes cilíndrico coaxial de dos etapas. Por tanto, sólo nos falta analizar y demostrar este mecanismo de transmisión.

Las características de este mecanismo de transmisión son: el tamaño lateral del reductor es pequeño y la profundidad de inmersión en aceite de los dos ejes puede ser aproximadamente la misma. La estructura es compleja, el tamaño axial es grande, el eje intermedio es largo, la rigidez es pobre y el cojinete intermedio es difícil de lubricar.

Selección de motores

1. Selección de tipo y estructura del motor

Porque las condiciones de trabajo de esta transmisión son: carga suave y rotación unidireccional. Por lo tanto, se seleccionan los motores de la serie Y (IP44) cerrados de uso común.

2. Selección de potencia del motor

1) Potencia requerida por la máquina en funcionamiento Pw

Pw＝3.4kW

2) Potencia de salida del motor

Pd＝Pw/η

η＝ ＝0.904

Pd＝3.76kW

3. Selección de velocidad del motor

nd=(i1'?i2'...in')nw

La selección principal es un motor con una velocidad síncrona de 1000r/min

4 ． Determinación del modelo de motor

De la Tabla 20-1, se encuentra que el modelo de motor es Y132M1-6, su potencia nominal es 4kW y la velocidad de carga completa es 960r/min. Básicamente cumple con los requisitos del tema

Calcular los parámetros de movimiento y potencia del dispositivo de transmisión

La relación de transmisión total del dispositivo de transmisión y su distribución

1 . Calcule la relación de transmisión total

La relación de transmisión total del dispositivo de transmisión se puede determinar a partir de la velocidad de carga total nm del motor y la velocidad del eje impulsor nw de la máquina en funcionamiento:

i＝nm/nw

nw＝38.4

i＝25.14

2. Asigne razonablemente las relaciones de transmisión en todos los niveles.

Dado que la caja reductora está dispuesta coaxialmente, i1=i2.

Porque i=25.14, tome i=25, i1=i2=5

La desviación de velocidad es 0.5lt;5, por lo que es factible.

Velocidad de rotación, potencia de entrada, par de entrada de cada eje

Proyecto eje del motor eje rápido I eje intermedio II eje lento III tambor

Rotación velocidad (r/min) 960 960 192 38,4 38,4

Potencia (kW) 4 3,96 3,84 3,72 3,57

Par (N?m) 39,8 39,4 191 925,2 888,4

Relación de transmisión 1 1 5 5 1

Eficiencia 1 0,99 0,97 0,97 0,97

Cálculo de diseño de piezas de transmisión

1. Seleccione el grado de precisión, el material y el número de dientes

1) Material y tratamiento térmico

Seleccione el material del piñón como 40Cr (templado y revenido), la dureza como 280HBS; material de engranaje grande como calidad de acero 45 (templado), la dureza es 240HBS y la diferencia de dureza entre los dos materiales es 40HBS.

2) El nivel de precisión es el nivel 7;

3) Selección de prueba con el número de dientes del engranaje pequeño z1=20 y el número de dientes del engranaje grande z2=. 100;

4 ) Seleccione el ángulo de la hélice.

El ángulo de hélice primario β=14°

2. Diseño basado en la resistencia de contacto de la superficie del diente

Debido a que la carga en la etapa de baja velocidad es mayor que la carga en la etapa de alta velocidad, el cálculo se basa en los datos de la etapa de baja velocidad

Cálculo de prueba según la Ecuación (10-21), es decir

dt≥

1) Determine cada valor calculado en la fórmula

(1) Selección de prueba Kt=1,6

(2) Seleccione el coeficiente de área ZH = 2,433 de la Figura 10-30

(3) Seleccione el coeficiente de ancho de regla φd = 1 de la Tabla 10-7

(4) Encuéntrelo en la Figura 10-26 εα1=0.75, εα2=0.87, luego εα=εα1+εα2=1.62

(5) De la Tabla 10- 6, el coeficiente de influencia elástica del material ZE=189.8Mpa

(6) De la Figura 10-21d, el límite de resistencia a la fatiga por contacto del engranaje pequeño σHlim1 = 600MPa se encuentra de acuerdo con la dureza de la superficie del diente; se alivia el límite de resistencia a la fatiga del engranaje grande σHlim2 = 550MPa

(7) Calcule la tensión según la ecuación 10-13 Número de ciclos

N1＝60n1jLh＝60×192; ×1×(2×8×300×5)＝3.32×10e8

N2＝N1/5＝6.64×107

p>

(8) De la Figura 10 -19, el coeficiente de vida por fatiga del contacto KHN1=0,95; KHN2=0,98

(9) Calcule la tensión permitida por fatiga de contacto

Obtener La probabilidad de falla es del 1% y el factor de seguridad S=1, que se obtiene de la ecuación (10-12)

[σH]1==0.95×600MPa=570MPa

[σH]2＝ ＝0.98×550MPa＝539MPa

[σH]＝[σH]1＋[σH]2/2＝554.5MPa

2) Cálculo

(1) Cálculo de prueba del paso del piñón diámetro del círculo d1t

d1t≥ = =67.85

(2) Calcular la velocidad circunferencial

v= = =0.68m/s

(3) Calcule el ancho del diente b y el módulo mnt

b=φdd1t=1×67.85mm=67.85mm

mnt= = =3.39

h =2.25mnt=2.25×3.39mm=7.63mm

b/h=67.85/7.63=8.89

(4) Calcular el grado de coincidencia longitudinal εβ

εβ= =0.318×1×tan14 =1.59

(5) Calcule el coeficiente de carga K

Se sabe que la carga es estable, por lo que KA=1

De acuerdo con v=0,68 m/s, precisión de nivel 7, el coeficiente de carga dinámica KV=1,11 se puede encontrar en la Figura 10-8. La fórmula de cálculo de KHβ de la Tabla 10-4 es la misma que la de los engranajes rectos, <; /p>

Entonces KHβ=1,12 0,18(1 0,6×1)1×1 0,23×10 67,85=1,42

De la tabla 10-13, KFβ=1,36

De la tabla 10-13, KFβ=1,36 Tabla 10- 3. Se encuentra que KHα=KHα=1,4.

Por lo tanto, el coeficiente de carga

K=KAKVKHαKHβ=1×1.03×1.4×1.42=2.05

(6) Se da el diámetro del círculo graduado obtenido corrigiendo el factor de carga real por la Ecuación (10) —10a) Obtener

d1= = mm=73.6mm

(7) Calcular el módulo mn

mn = mm=3.74

3. Diseñar según la resistencia a la flexión de la raíz del diente

Determinar los parámetros de cálculo según la fórmula (10-17 mn≥

1)

(1) Calcule el coeficiente de carga

K=KAKVKFαKFβ=1×1.03×1.4×1.36=1.96

(2) Según el grado de coincidencia longitudinal εβ=0.318φdz1tanβ=1.59, el ángulo de hélice El coeficiente de influencia Yβ= se puede encontrar en la Figura 10-28 0. 88

(3) Calcular el número equivalente de dientes

z1=z1/cos β=20/cos 14 = 21,89

z2=z2/cos β= 100/cos 14 =109,47

(4) Verifique el coeficiente del perfil del diente

De la Tabla 10-5, YFa1 =2.724; Yfa2=2.172

（ 5) Verifique el coeficiente de corrección de tensión

De la Tabla 10-5, Ysa1=1.569; Ysa2=1.798

(6 ) Calcule [σF]

σF1 =500Mpa

σF2=380MPa

KFN1=0.95

KFN2=0.98

[σF1]=339.29Mpa

[σF2]=266MPa

(7) Calcula y compara los engranajes grandes y pequeños

= =0.0126

= =0.01468

El valor del engranaje grande es grande.

2) Cálculo del diseño

mn≥ =2,4

mn=2,5

4. Cálculo de dimensiones geométricas

1) Calcular la distancia entre centros

z1 =32,9, tomar z1=33

z2=165

a = 255,07 mm

a Después del redondeo, tomar 255 mm

2) Corrija el ángulo de la espiral según la distancia entre centros después del redondeo

β=arcos =13 55'50 ”

3) Calcule el diámetro del círculo primitivo de los engranajes grandes y pequeños

d1 =85.00mm

d2 =425mm

4 ) Calcular el ancho de los engranajes

b=φdd1

b=85mm

B1=90mm, B2=85mm

5) Diseño estructural

Tome el engranaje grande como ejemplo. Dado que el diámetro del círculo de la punta del engranaje es superior a 160 mm pero inferior a 500 mm, es mejor utilizar el tipo de red. Para otras dimensiones relevantes, consulte el diagrama de piezas del engranaje grande. .

Cálculo del diseño del eje

Se propone que el engranaje del eje de entrada sea derecho

Eje II:

1. Determine preliminarmente el diámetro mínimo del eje

d≥ = =34,2 mm

2. Encuentra la fuerza que actúa sobre el engranaje

Ft1= =899N

Fr1=Ft =337N

Fa1=Fttanβ=223N

; Ft2=4494N

Fr2=1685N

Fa2=1115N

3. Diseño estructural del eje

1) Elaborar un plano de montaje de las piezas del eje

i La sección I-II del eje se utiliza para instalar el rodamiento 30307, ​​​Entonces el diámetro es de 35mm.

ii.El hombro de la sección II-III se utiliza para fijar el rodamiento. Consulte el manual y compruebe que el diámetro es de 44 mm.

iii.Los tramos III-IV son piñones con un diámetro exterior de 90 mm.

iv. La sección IV-V separa los dos engranajes, con un diámetro de 55mm.

v. La sección V-VI está equipada con un gran engranaje de 40 mm de diámetro.

vi. Los tramos VI-VIII se instalan con manguitos y cojinetes, de 35mm de diámetro.

2) Determinar el diámetro y longitud de cada sección del eje según los requisitos de posicionamiento axial.

1 El ancho del rodamiento en la sección I-II es de 22,75 mm. , por lo que la longitud es de 22,75 mm.

2. La longitud del hombro del tramo II-III es de 16mm considerando que el juego entre el engranaje y la caja es de 12mm y el juego entre el rodamiento y la caja es de 4mm.

3. La sección III-IV es el piñón, y su largo es igual al ancho del piñón 90mm.

4. La sección IV-V se utiliza para separar los dos engranajes, con una longitud de 120 mm.

5. La sección V-VI se utiliza para instalar el engranaje grande. La longitud es ligeramente menor que el ancho del engranaje, que es de 83 mm.

6. La longitud de VI-VIII es de 44 mm.

4． Encuentre la carga en el eje

66 207.5 63.5

Fr1=1418.5N

Fr2=603.5N

Encuentre la Y del rodamiento 30307 El valor es 1,6

Fd1=443N

Fd2=189N

Porque los sentidos de rotación de ambos engranajes son zurdos.

Entonces: Fa1=638N

Fa2=189N

5. Verifique con precisión la resistencia a la fatiga del eje

1) Determine la sección peligrosa

Debido a que la carga en la sección IV es mayor y el diámetro es menor, se considera una sección peligrosa

2) El esfuerzo cortante rotacional en la

sección del lado derecho de la sección IV es

Dado que el eje está hecho de 40cr y templado, entonces

([2 ]P355 Tabla 15-1)

a) Cálculo del coeficiente integral

Al insertar una línea recta en , se sabe que la tensión teórica La concentración causada por el hombro del eje es, ,

([2]P38 El accesorio 3-2 se inserta en línea recta)

El coeficiente de sensibilidad del material del eje es, ,

([2]P37 Anexo 3-1)

Entonces, el coeficiente de concentración de tensión efectiva es

El coeficiente de tamaño encontrado es, y el coeficiente de tamaño de torsión es,

([2]P37 Apéndice Figura 3-2)( [2]P39 Figura adjunta 3-3)

El eje está rectificado y el coeficiente de calidad de la superficie es,

([2]P40 Figura adjunta 3-4)

La superficie del eje no ha sido reforzada, es decir, el valor del coeficiente integral es

b) Determinación de coeficiente del acero al carbono

El coeficiente característico del acero al carbono se toma como,

c) Cálculo del factor de seguridad

El factor de seguridad a la fatiga del eje es

Así la selección del eje es segura.

Eje I:

1. Fuerza que actúa sobre el engranaje

FH1=FH2=337/2=168.5

Fv1=Fv2=889/2=444.5

2. Determinar preliminarmente el diámetro mínimo del eje

3. Diseño estructural del eje

1) Determinar el plano de montaje de las piezas en el eje

2) Determinar el diámetro y longitud de cada sección del eje según los requisitos de eje posicionamiento

d) Dado que un extremo del acoplamiento está conectado al motor y el otro extremo está conectado al eje de entrada, el diámetro de esta sección está limitado por el diámetro del eje extendido del motor, que es seleccionado como 25 mm.

e) Considerando el posicionamiento axial confiable del acoplamiento, la altura del hombro de posicionamiento debe alcanzar los 2,5 mm, por lo que el diámetro de esta sección se selecciona como 30.

f) Esta sección del eje necesita instalarse con rodamientos Considerando que el hombro del eje debe tener una esquina redondeada de 2 mm, el rodamiento debe ser tipo 30207, es decir, el diámetro de esta sección debe ser. 35 mm.

g) Esta sección del eje debe estar equipada con engranajes. Considerando que el hombro del eje debe tener un filete de 2 mm, está estandarizado a 40 mm.

h) Para garantizar un posicionamiento axial confiable del engranaje, la altura del hombro de posicionamiento debe alcanzar los 5 mm, por lo que el diámetro de esta sección se selecciona como 46 mm.

i) Rodamiento fijo de hombro, diámetro 42mm.

j) Se deben instalar rodamientos en esta sección del eje, y el diámetro se establece en 35 mm.

2) Determinación de la longitud de cada tramo

La determinación de la longitud de cada tramo se describe de izquierda a derecha de la siguiente manera:

a) El El eje de esta sección está equipado con cojinetes y bloques. El ancho del cárter de aceite y el cojinete es de 18,25 mm y la longitud de esta sección está establecida en 18,25 mm.

b) Esta sección es el collar, el ancho no es inferior a 7mm y está fijado en 11mm.

c) El engranaje está instalado en esta sección y se requiere que la longitud sea 2 mm más corta que el cubo. El ancho del engranaje es de 90 mm, que se establece en 88 mm.

d) Esta sección considera de manera integral que la distancia entre el engranaje y la pared interior de la caja es de 13,5 mm, la distancia entre el rodamiento y la pared interior de la caja es de 4 mm (usando lubricación con aceite), y el ancho del rodamiento es de 18,25 mm, que se establece en 41,25 mm.

e) Este apartado tiene en cuenta el espesor de la brida de la caja, el espesor de la junta de ajuste, el espesor de la tapa de extremo y las dimensiones de instalación del acople, y se fija en 57mm.

f) Esta sección está determinada por la longitud del orificio de acoplamiento a 42 mm

4. Verifique la resistencia del eje de acuerdo con la tensión de flexión y torsión resultante

W=62748N.mm

T=39400N.mm

El límite de resistencia de 45 el acero es, y porque La carga sobre el eje es pulsante, entonces.

III eje

1. Fuerza que actúa sobre el engranaje

FH1=FH2=4494/2=2247N

Fv1=Fv2=1685/2=842.5N

2. Determinar preliminarmente el diámetro mínimo del eje

3. Diseño estructural del eje

1) Plano de montaje de las piezas sobre el eje

2) Determinar el diámetro y longitud de cada tramo del eje según los requisitos de posicionamiento axial

I -II II-IV IV-V V-VI VI-VII VII-VIII

Diámetro 60 70 75 87 79 70

Largo 105 113.75 83 9 9,5 33,25

5. Encuentra la carga sobre el eje

Mm=316767N.mm

T=925200N.mm

6. Ajuste de flexión y torsión

Rodamiento Selección y cálculo

Eje I:

1. Encuentre la carga radial sobre los dos rodamientos

5. Calibración del rodamiento 30206

1) Fuerza radial

2) Fuerza derivada

3) Fuerza axial

Ya que,

Entonces la fuerza axial es,

4) Carga equivalente

Ya que, ,

Entonces, , , .

Al ser una carga general, el coeficiente de carga es, por lo que la carga equivalente es

5) Comprobación de vida útil del rodamiento

II eje:

6. Calibración del rodamiento 30307

1) Fuerza radial

2) Fuerza derivada

,

3) Eje Fuerza axial

Ya que,

Entonces la fuerza axial es,

4) Carga equivalente

Ya que, ,

Entonces, , , .

Al ser una carga general, el coeficiente de carga es, por lo que la carga equivalente es

5) Calibración de vida útil del rodamiento

III eje:

7. Calibración del rodamiento 32214

1) Fuerza radial

2) Fuerza derivada

3) Fuerza axial

Ya que,

Entonces la fuerza axial es,

4) Carga equivalente

Ya que, , ,

Entonces, , , .

Al ser una carga general, el coeficiente de carga es, por lo que la carga equivalente es

5) Comprobación de la vida útil del rodamiento

Selección y comprobación de cálculo de clave conexiones

Código Diámetro

(mm) Longitud de trabajo

(mm) Altura de trabajo

(mm) Par de apriete

(N?m) Esfuerzo último

(MPa)

Eje rápido 8×7×60 (cabeza única) 25 35 3,5 39,8 26,0

12×8×80 (cabezal simple) 40 68 4 39.8 7.32

Eje intermedio 12×8×70 (cabezal simple) 40 58 4 191 41.2

Eje de baja velocidad 20× 12×80 (cabeza única) 75 60 6 925,2 68,5

18×11×110 (cabeza única) 60 107 5,5 925,2 52,4

Dado que la llave adopta una conexión estática, el impacto es leve, por lo que se permite la extrusión. La tensión de compresión es, por lo que las claves anteriores son seguras.

Selección de acoplamientos

Debido a las múltiples ventajas de los acoplamientos elásticos, considere utilizarlos.

2. Diseño y cálculo de acoplamientos para ejes rápidos

Dado que el dispositivo se utiliza para aviones de transporte y el motor principal es un motor eléctrico, el coeficiente de condiciones de trabajo es,

Cálculo El par es

Así que se consideró el acoplamiento de pasador elástico TL4 (GB4323-84). Sin embargo, dado que un extremo del acoplamiento está conectado al motor, su apertura está limitada por. el diámetro del eje extendido del motor, por lo que TL5 ( GB4323-84)

Los principales parámetros son los siguientes:

Material HT200

Par nominal

Diámetro del orificio del eje,

El orificio del eje es largo,

Dimensiones de ensamblaje

El medio acoplamiento es grueso

( [1]P163 Tabla 17-3) (GB4323-84

3. Cálculo de diseño del segundo acoplamiento

Dado que el dispositivo se utiliza para aviones de transporte y el motor primario es un eléctrico motor, el coeficiente de condiciones de trabajo es,

Calcule la velocidad de rotación El momento es

Entonces se selecciona el acoplamiento de pasador elástico TL10 (GB4323-84)

El Los parámetros principales son los siguientes:

Material HT200

Par nominal

Diámetro del orificio del eje

Longitud del orificio del eje,

Dimensiones del conjunto

Espesor del medio acoplamiento

([1]P163 Tabla 17-3) (GB4323-84

Selección de accesorios reductores

Aireador

Debido al uso en interiores, seleccione el respiradero (filtro primario), use M18×1.5

Indicador de nivel de aceite

Seleccione la escala vernier M16

Dispositivo de elevación

Utilice orejetas de elevación de la cubierta de la caja y orejetas de elevación de la base de la caja

Tapones de drenaje de aceite

Seleccione tapones y juntas de aceite hexagonales externos M16×1.5

Lubricación y sellado

1. Lubricación de engranajes

Utilice lubricación por inmersión en aceite Dado que la velocidad circunferencial de la etapa de baja velocidad es la altura de inmersión en aceite. es aproximadamente una sexta parte del radio del engranaje grande, que se toma como 35 mm /p>

2. Lubricación de rodamientos

Dado que la velocidad circunferencial del rodamiento es, es aconsejable abrir. ranuras de aceite y lubricación por salpicadura

3. Selección del aceite lubricante

Es más conveniente utilizar el mismo lubricante para engranajes y rodamientos teniendo en cuenta que el dispositivo se utiliza para equipos pequeños, L. -Se selecciona lubricante AN15.

4. Selección del método de sellado

La tapa del extremo tipo brida se utiliza para un fácil ajuste y se instala el anillo de sellado del labio del eje giratorio tipo esqueleto. con una tapa tapada para lograr el sellado.

El modelo de junta tórica se determina en función del diámetro del eje ensamblado como (F) B25-42-7-ACM, (F) B70-90-10-ACM.

El tamaño estructural de la tapa del rodamiento está determinado por el diámetro exterior del rodamiento utilizado para el posicionamiento.

Resumen del diseño

Debido a limitaciones de tiempo, este diseño tiene muchas deficiencias, como la estructura de caja grande y el peso pesado. Creo que a través de esta práctica puedo evitar mucho trabajo innecesario en futuros diseños y poder diseñar equipos con una estructura más compacta y una transmisión más estable y precisa.