机械设计基础课程设计任务书 :d AC:h
dd+hX$,
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 I cJy$+
>(?}'pS8
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) u=6LPwiI
Cs!z3QU
目 录 pZ`^0#Fo
x?"+Or.h
一 课程设计书 2 0hNgr'
mm
dQ\\
二 设计要求 2 ^P!(*k#T
La2f]+sV
三 设计步骤 2 T1-.+&<
+^6a$ N
1. 传动装置总体设计方案 3
+vr|J:
2. 电动机的选择 4 3>T2k }
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 r"_U-w
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 C8Oh]JF4d
5. 设计V带和带轮 6 5cF7w
6. 齿轮的设计 8 }R9>1u}6
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 .),Fdrg
8. 键联接设计 26 _:1s7EC
9. 箱体结构的设计 27 !MyCxM6
10.润滑密封设计 30 JBI> D1`"
11.联轴器设计 30 c{"qrwLA
Leu93f2
四 设计小结 31 9Ai3p
五 参考资料 32 I.6
qA *
a5k![sw\
一. 课程设计书 Ajm
设计课题: TpGnSD
设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V Z?f-_NHg
表一:
O`^dy7>{U
题号 oHPh2b0
|e_'%d&
参数 1 'QdDXw5o
运输带工作拉力(kN) 1.5 1YtbV3
运输带工作速度(m/s) 1.1 ?APCDZ^
卷筒直径(mm) 200 Mp3nR5@d$
0sP*ChY5S
二. 设计要求 "Ng%"Nz
1.减速器装配图一张(A1)。 Z]SUr`Z
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 `'E(L&
3.设计说明书一份。 iu iVr$E
Pb}Iiq=
三. 设计步骤 mVd%sWD
1. 传动装置总体设计方案 NX&Z=ObHu}
2. 电动机的选择 {+^&7JX
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 S*NeS#!v
4. 计算传动装置的运动和动力参数 s$Vz1B
5. “V”带轮的材料和结构 STL+tLJ
6. 齿轮的设计 Rd;^ fBx
7. 滚动轴承和传动轴的设计 gl~9|$ivj>
8、校核轴的疲劳强度 |/%X8\
9. 键联接设计 zXW)v/
ZD
10. 箱体结构设计 `D? &)Y
11. 润滑密封设计 gX~lYdA
12. 联轴器设计 {Rz(0oD\
EX/{W$
&K
1.传动装置总体设计方案: >aAsUL5W
A~@x8
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 $}JWJ\-]
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, |Sv}/P-
要求轴有较大的刚度。 Kut@z>SK
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 l@ 5kw]6
其传动方案如下: ckkm}|&m
,R}9n@JI^Y
图一:(传动装置总体设计图) Aj*|r
f2?01PM,Q
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 !8I80:e_~
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 N (0%C?
传动装置的总效率 W.c>("gC
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; !}hG|Y6s
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, 629ogJo8
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, .wPI%5D
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 ! JauMR
O$7r)B6Cs
2.电动机的选择 Z4dl'v)9
X`A+/{ H
电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, Z=beki]
经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, Eih6?Lpu
则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 <C_FRpR<f
1Q7]1fRu
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, P@0J!
ZKJhmk
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 o|APsQE
EGzlRSgO
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 ~Kt2g\BSok
#'97mg
1cS*T>`
方案 电动机型号 额定功率 4t 0p!IxG
P A$n:
kw 电动机转速 0py29>"t
电动机重量 j/F:j5O*
N 参考价格 HHL7z,%f
元 传动装置的传动比 z,RjQTd
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 p@eW*tE
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 mM'uRhO+
C6qGCzlG`
中心高 /H$:Q|T}
外型尺寸 r`sG!
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD d
wku6lCk
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 63VgQ
|(=b
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 y>c Yw!
"}b/[U@>
(1) 总传动比 h7PIF*7m
e
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 ~&D5RfK5f
(2) 分配传动装置传动比 1]&{6y
=× 'VV"$`Fu"
式中分别为带传动和减速器的传动比。 _opB,,G
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 7*r!-$
4.计算传动装置的运动和动力参数 cRWYS[O?-
(1) 各轴转速 \CBL[X5tr
==1440/2.3=626.09r/min s14ot80)
==626.09/5.96=105.05r/min QzY5S0
(2) 各轴输入功率 @v/
8}n
=×=3.05×0.96=2.93kW nq\~`vH|Gd
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW `We?j7O
则各轴的输出功率: @=K*gbq5
=×0.98=2.989kW @DKph!cr
=×0.98=2.929kW (d['f]S+&
各轴输入转矩 !.7m4mKzo
=×× N·m Jm 1n|f
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· >vDi,qmZ
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m -kb;h F}.
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m cHJ4[x=
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m Wf=hFc1_@
=×0.98=242.86N·m d~y]7h |
运动和动力参数结果如下表 Zbf~E {
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min zANsv9R~
输入 输出 输入 输出 sqO$ka{
电动机轴 3.03 20.23 1440 K<v:RbU|[1
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 T/tC X[}
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 GmZ2a-M
cRSgP{hy
5、“V”带轮的材料和结构 ~n%]u! 6
确定V带的截型 {w]L'0ES[
工况系数 由表6-4 KA=1.2 dK]#..
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 !Hj
7|5
V带截型 由图6-13 B型 " t,ZO
X]s="^
确定V带轮的直径 jWK>=|)=c
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm [6%y RQ_
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s kQ|phtbI
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm ~I@ %ysR
k;HI-v
确定中心距及V带基准长度 _8wT4|z5
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 eY_BECJ+OO
360<a<1030 6>[J^k%~w)
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm <<&SyP
\F<C$cys\
初定V带基准长度 3A3WD+[L
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm @4>?Y=#
_3{8Zg
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm A s8IjGNs{
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm 9L>ep&u)^
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 u+ 8wBb5!
72dd%
确定V带的根数 Nk?L<'
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw ki8Jl}dr
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 C <H$}f
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 O*9d[jw[
带长修正系数 由表6-2 KL=1 VVc-Dx
O`.IE? h#
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 |^O3~!JP(>
h YVy 65Ea
取Z=2 J74kK#uF=
V带齿轮各设计参数附表 T/q*k)IoR
C+0BV~7J<<
各传动比 j^D/,SW
UbP$WIrq
V带 齿轮 q]v{o8:U
2.3 5.96 :-j/Y'H_
sM9N Hwg
2. 各轴转速n 2`V(w[zTr
(r/min) (r/min) B";Dj~y
626.09 105.05 l'?(4N
la{o<||Aq
3. 各轴输入功率 P
Lp{/
(kw) (kw) YGZa##i
2.93 2.71 C{YTHNn
S>R40T=e
4. 各轴输入转矩 T muKjeg'b
(kN·m) (kN·m) $
3R5p
43.77 242.86 8[IR;gZf
xfA@GYCfT
5. 带轮主要参数 ?d)FYB
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) PBAQ
KQ
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 `Wu.wx
带的根数z 8%;]]{(B
160 368 708 2232 B 2 NZuylQ)0
wArzMt}[
6.齿轮的设计 /[|A(,N}{
/%P,y+<}iG
(一)齿轮传动的设计计算 V/J-zH&
df9$k0Fx
齿轮材料,热处理及精度 da$ErN'{
考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 }SGb`l
(1) 齿轮材料及热处理 VpB+|%@p
① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 V4|l7
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144
1Pd2%
② 齿轮精度 m[A$Sp_"-h
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 3EyVoS6D
O_Z
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 Sp@{5
按齿面接触强度设计 'l._00yu
(?z"_\^n/
确定各参数的值: YF13&E2`\
①试选=1.6 hJ(S]1B~G
选取区域系数 Z=2.433 N)X51;+
A )xfO-
则 9j$ J}=y
②计算应力值环数 :Q>{Y
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) ptTp63+
=1.4425×10h D=~3N
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) _8OSDW*D5t
③查得:K=0.93 K=0.96 <s5s<q2
④齿轮的疲劳强度极限 :JzJ(q/
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: kj!mgu#T
[]==0.93×550=511.5 |$c~Jq
L_fiE3G|>
[]==0.96×450=432 iuEQ?fp
许用接触应力 vtXZ`[D,l)
ljjnqQ%
⑤查课本表3-5得: =189.8MP EV N:3
=1 .Yxf0y?uv
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 ;V4f6[<]'z
=4.47×10N.m 4|KtsAVp{
3.设计计算 # |,c3$
①小齿轮的分度圆直径d Ve4@^Jy;
t+n+_X
=46.42 <_-8)abK
②计算圆周速度 8[H)tKf8
1.52 >FReGiK$T
③计算齿宽b和模数 N"2P]Zr
计算齿宽b ]s~%1bd
b==46.42mm Yx<wYzD
计算摸数m xMo'SpVz:
初选螺旋角=14 4 UnN~
= #l_hiD`;r
④计算齿宽与高之比 CL"q"
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 IJofbuzw:
=46.42/4.5 =10.32 G1/
⑤计算纵向重合度 ?a` $Y>?h
=0.318=1.903 n;*W#c
⑥计算载荷系数K j'|`:^
Sy
使用系数=1 O:W4W=K
根据,7级精度, 查课本得 ^I6GH?19>e
动载系数K=1.07, Ozs&YZ
查课本K的计算公式: Iih]q
K= +0.23×10×b bd3q207>
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 r#/Bz5Jb*
查课本得: K=1.35 of?0 y-LT%
查课本得: K==1.2 *]* D^'
故载荷系数: B e2yS]U
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 d]QCk&XU
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 O@? *5
d=d=50.64 [7gwJiK
⑧计算模数 S s#UX_DT_
= S$Fq1
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 Y(P<9m:
由弯曲强度的设计公式 kIYV%O
≥ g(F? qP_K
v(z2,?/4
⑴ 确定公式内各计算数值 1U~yu&
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m "3:TrM$|A
确定齿数z S#^-VZ~U4x
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 SDICN0X*
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 P};GcV-
Δi=0.032%5%,允许 %%f(R7n
② 计算当量齿数 b0R{cj=<[
z=z/cos=24/ cos14=26.27 M]M(E) *5
z=z/cos=144/ cos14=158 Q1?0]5
③ 初选齿宽系数 Com`4>0>I
按对称布置,由表查得=1 2Jc9}|,
④ 初选螺旋角 ,N`D{H"F
初定螺旋角 =14 9>HCt*|_8
⑤ 载荷系数K $|r
p5D6
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 cp<jwcc!
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y 9EKc{1
z
查得: L\("
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 Yq0=4#_
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 d3K-|
X3,+aL`
⑦ 重合度系数Y 7c.LyvM
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7
]<?7CpP
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 WHvU|rJ
=14.07609 .>{I S4
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 F otHITw[
⑧ 螺旋角系数Y [u}2xsSx
轴向重合度 =1.675, 'or8CGr^p
Y=1-=0.82 j9/Ev]im|F
W05>\Rl
⑨ 计算大小齿轮的 q X>\*@
安全系数由表查得S=1.25 N(BCe\FV
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 qb1[-H
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 gtV*`g
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 ,7nA:0P
查课本得到弯曲疲劳强度极限 ![a~y`<K,
小齿轮 大齿轮 JW-!m8
H{nYZOf/
查课本得弯曲疲劳寿命系数: CxRhMhvP
K=0.86 K=0.93 J{bNx8.&
d65t"U
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 *QT|J6ng
[]= ,3E9H&@j
[]= J=C63YB
[.`%]Z(
sCE2 F_xjL
大齿轮的数值大.选用. J,=:
]t
&b7i> ()
⑵ 设计计算 %:WM]dc
计算模数 ;_hL
I~.d/!>Z
nlkQ'XGAI
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: 0x/3Xz
duk:: |{F
z==24.57 取z=25 uepL"%.@7|
auS.q5
%
那么z=5.96×25=149 ]~A<Q{
p3YF
② 几何尺寸计算 r(::3TF%#q
计算中心距 a===147.2 {!9i8T
将中心距圆整为110 SJdi*>
78i"3Tm)w
按圆整后的中心距修正螺旋角
#RA3 T[A
Cq-#|+zr
=arccos O#5ll2?
}.R].4gT
因值改变不多,故参数,,等不必修正. ~1yMw.04V
U
DC>iHt
计算大.小齿轮的分度圆直径 XgmblNp1
2og8VI
d==42.4 bG6<=^
^3:DeZf!u
d==252.5 4/Bn9F
{UR&Y
计算齿轮宽度 -=A W. Zo
ttK`*Ng
B= 66+y@l1
>`@yh-'r
圆整的 5@{+V!o,
l6S6Y
大齿轮如上图: n_Ka+Y<
.V\M/q\Tv
N3`W%ws`~
U8b1
sz
7.传动轴承和传动轴的设计 j_r7oARL
v 8`)h<:W?
1. 传动轴承的设计 "n3i(sZ
;I+"MY7D
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 C;jV{sb9c
P1=2.93KW n1=626.9r/min Q&9%XF
uM
T1=43.77kn.m iC{~~W6
⑵. 求作用在齿轮上的力 XT|!XC!|
已知小齿轮的分度圆直径为 I'[hvp
d1=42.4 [?$|
而 F= yT>t[t60/S
F= F B
az:N6u
($oO,
c'z
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N ]/+qM)F
G D$jP?
#89h}mp'
'ZHu=UT7_
⑶. 初步确定轴的最小直径 Y,bw:vX
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 a#0GmK
yMNLsR~ rh
FBGHVV
w!
$<UX/a\sH
从动轴的设计 hao0_9q+
@J~y_J{
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, jj)9jUz
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M :`Kr|3bQ
⑵. 求作用在齿轮上的力 %}=$HwN)
已知大齿轮的分度圆直径为 Hr$oT=x[
d2=252.5 bw7!MAXd
而 F= /)i)wxi
F= F ,<lxq<1I
2.2Z'$W
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N ndm19M8Y|
fJCh
JXlFo3<
R0<ka[+
⑶. 初步确定轴的最小直径 eh'mSf^=p
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 WRAW%?$
QD:0iD?
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 8-5a*vV,>
查表,选取 TKc&yAK
f*~ 4Kv
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 T^a {#B
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 LIH>IpamN
Uc0AsUu}?
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 qD\%8l.]Z
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 fBH&AO$Q
s8|#sHT
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. 8m A6l0
EGwY|+3
D B 轴承代号 FZ>*<&
45 85 19 58.8 73.2 7209AC lkg-l<c\J
45 85 19 60.5 70.2 7209B 4C/8hsn
50 80 16 59.2 70.9 7010C ^BM/K&7^
50 80 16 59.2 70.9 7010AC i&,U);T
Ut-6!kAm
2al~`
BH0rT})
U8-9^}DBA
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 l1cBY{3QD
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm,
n @L!{zY
③ 取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm. U>;itHW/
!E_uQ?/w]Z
④ 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. l``1^&K
⑤ 取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, ):78GVp
高速齿轮轮毂长L=50,则 YLd
5
N0RFPEQ~
L=16+16+16+8+8=64 sW2LNE
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. b+p!{
8
(^2
5. 求轴上的载荷 ;D8Nya>%
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, Vd<=
y
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. Dlj=$25
W,{`)NWg
0acY@_
($(1KE
Mty]LMK
%yw*!A1
nv $
['km'5uZ^
A}y1v;FB
{t/!a0\HS
u
F*cS&'Z
传动轴总体设计结构图: ^YIOS]d>8#
$PS5xD~@
@I"Aet'XV
,Vs:Lle
(主动轴) Zc4hjg
8]?1gDS|9O
Xi{(1o4%
从动轴的载荷分析图: k13/yiv
<Ab:yD`K!
6. 校核轴的强度 |16
:Zoq
根据 :s'%IGy>:
== #8z\i2I
前已选轴材料为45钢,调质处理。 wO!hVm,Ta
查表15-1得[]=60MP &yA<R::o
〈 [] 此轴合理安全 Wq9s[)F"Z
CQ( @7
8、校核轴的疲劳强度. 0KQ8;&a|
⑴. 判断危险截面 Awh"SUOh0
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. ?*s!&-KI
⑵. 截面Ⅶ左侧。 F{"%ey">
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 I@S<D"af
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 QNJG}Upl
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 -.*\J|S@g
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 Ys_YjlMIbl
截面上的弯曲应力 ;Z`)*TRp4
|wb7`6g
截面上的扭转应力 JZXc1R| 9
== _(z"l"l=$
轴的材料为45钢。调质处理。 O^x t
由课本得: =5|5j!i=q
y*(YZ zF
因 \fKE~61
经插入后得 8Cqs@<r4Od
2.0 =1.31 4By-+C*
轴性系数为 0/gcSW
b
=0.85 k`AJ$\=
K=1+=1.82 OWjZ)f/
K=1+(-1)=1.26 /<
:;^B
所以 `/AzX *`
&rd(q'Vi
综合系数为: K=2.8 ``<1Lo@
K=1.62 c~'kW`sNV
碳钢的特性系数 取0.1 0@Ijk(|
取0.05 @
tIB'|O
安全系数 "n6Y^
S=25.13 L&N"&\K2U
S13.71 JJ~?ON.H
≥S=1.5 所以它是安全的 E&+^H
on
截面Ⅳ右侧 .;:xx~G_Q
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 A%PPG+IfA
'MUrszOO.e
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 LNZ#%R~r
#~x5}8
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 ?W
n(ciO
`aUp&8{
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 cMl%)j-
截面上的弯曲应力 jyGVb no`
截面上的扭转应力 t4IJ%#22
==K= 8[C6LG
K= eC$v0Gtq
所以 mvgm o
综合系数为: h2%:;phH
K=2.8 K=1.62 u,m-6@il
碳钢的特性系数 vs. uq
取0.1 取0.05 _o.Z`]
安全系数 ^PQV3\N
S=25.13 %jxuH+L
S13.71 =b7&(x
≥S=1.5 所以它是安全的 BB.TrQM.#
M: "ci;*$
9.键的设计和计算 %d0S-.
TyWy5J<
:+
①选择键联接的类型和尺寸 'D&G~$
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. X^Y9T`mQ}
根据 d=55 d=65 (@E#O$'
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 u =kSs
b=20 h=12 =50 =.E(p)fz
4QFOO
sNp
②校和键联接的强度 ku;nVV
查表6-2得 []=110MP n6G&^Oj
工作长度 36-16=20 > bF!Y]H
50-20=30 ?Q)Z..7
③键与轮毂键槽的接触高度 -mJ&N
K=0.5 h=5 g&TCff
K=0.5 h=6 LtztjAm.
由式(6-1)得: ennz/'
<[] {,FeNf46
<[] [T]qm7
?
两者都合适 ]&U| d
取键标记为: [\9(@Bx
键2:16×36 A GB/T1096-1979 )6E*Qz
键3:20×50 A GB/T1096-1979 %`QsX {?,
10、箱体结构的设计 {H;|G0tR
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, `^-Be
大端盖分机体采用配合. mzxvfXSF
htYrv5q=M
1. 机体有足够的刚度 FRt/{(jro
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 ^3|$wB=
$D s]\j*
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 ff1B)e
}8M`2HMFR
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm %]0U60
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 K4/P(*r`
0^.4eX:E_
3. 机体结构有良好的工艺性. Vfm #UvA
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. '&:x_WwVrO
0D3+R1>_D
4. 对附件设计 $a*Q).^
A 视孔盖和窥视孔 0nz@O^*g(
在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 ,XG|oo-
B 油螺塞: Cn;H@!8<s
放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 XjZao<?u
C 油标: $;i$k2n:
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 m2uML*&O5K
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. L+rySP
#D/ }u./
D 通气孔: *<1x:PR
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. 9=~H6(m>
E 盖螺钉: ws2j:B
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 O"qa&3t%
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. \1`DaQp7
F 位销: 5'c+313 lm
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. O|OSE
G 吊钩: |@L &yg,x
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. ,cy/fW
AzO3 (1:
减速器机体结构尺寸如下: ]7S7CVDk4
aQ&8fteFR
名称 符号 计算公式 结果 o*wC{VP_
箱座壁厚 10 ooU Sb
箱盖壁厚 9 h[je _^5
箱盖凸缘厚度 12 e|5B1rMM
箱座凸缘厚度 15 oj(A`[
箱座底凸缘厚度 25 }RN=9J
地脚螺钉直径 M24 @)Hbgkdi
地脚螺钉数目 查手册 6 lmtQr5U
轴承旁联接螺栓直径 M12 b8{h[YJL2
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 ?^48Zq6wM
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 .)^3t~
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 v>y8s&/
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 v`+n`DT
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 o eJC
22 z^!A/a[[!
18 +ersP@G
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 )_Xxk_
16 )-9w3W1r
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 dy6F+V\DG
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 W:{PBb"x8
齿轮端面与内机壁距离 > 10 )>/j&>%
机盖,机座肋厚 9 8.5 g?A5'o&Yu
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) V>>) 7E:Q
150(3轴) h*\TCl)
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) {F(-s"1;xO
150(3轴) 7\0|`{|R@
!skb=B#
11. 润滑密封设计 jWv3O&+?X
=2g[tsY
对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. # McK46B z
油的深度为H+ ?`T6CRZhr
H=30 =34 71L\t3fG
所以H+=30+34=64 rq'##`H
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 6Y>,e;R
k;K>
,$F
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 TM/|K|_
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 jsqUMy-
密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 liCCc;&B;
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 Ft"&NtXeZZ
Z}LOy^TL
12.联轴器设计 TRySl5jx@
@wEKCn|}o
1.类型选择. s`Be#v
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 A4#3O5kij
2.载荷计算. 3lLW'g&=
公称转矩:T=95509550333.5
CSG+bqUG
查课本,选取 c>u>Pi;Z
所以转矩 Y>78h2AU
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 VNr
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm $K6?(x_
>ggk>s|
四、设计小结 %2Xus9;k#
经过两周紧张的课程设计,终于体会到了什么叫设计。原来设计并非自己想的那么简单、随便,比如说,设计减速器时,里面的每一个零件几乎都有其国家标准,我们设计时必需得按标准进行设计,最后才能符合要求。我觉得从事设计工作的人一定得要有很好的耐性,并且要有足够的细心,因为设计过程中我们要对数据不断的计算,对图形不断的修改,这需要耐心。因此,我觉得我们有必要从现在就开始培养这样一种耐心的工作态度,细心的工作作风,以便以后更快的进入到工作中,避免不必要的错误。 \N`fWh8&
我觉得,虽然这次设计出的结果与自己所想的有一定差距,但我想至少是自己动手了,并且通过这次设计,使自己更明白自己在这方面的欠缺和不足之处,懂得要从头到尾自己设计出一样东西是多么的不容易。因此,我想在剩下的一年半时间里,我会针对自己专业方面欠缺知识进行提高,拓宽。我想不管谁找出了自己的弱点,一定要努力的去改进、提高它,这样自己才会不断的进步,虽然“人无完人”,但我想我们不断的改进、提升自己,最后会使自己成为比现在的自己更强,更优秀的人的。我想这是我这次课程设计的最大收获。 EU^}NZW&v:
五、参考资料目录 \'s$ZN$k
[1]《机械设计课程设计》,高等教育出版社,王昆,何小柏,汪信远主编,1995年12月第一版; +
4V1>e+
[2]《机械设计(第七版)》,高等教育出版社,濮良贵,纪名刚主编,2001年7月第七版; F=
_uNq
[3]《简明机械设计手册》,同济大学出版社,洪钟德主编,2002年5月第一版; +K$5tT6b
[4]《减速器选用手册》,化学工业出版社,周明衡主编,2002年6月第一版; ;<bj{#mMv
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 Qr|N)
[6]《机械制图(第四版)》,高等教育出版社,刘朝儒,彭福荫,高治一编,2001年8月第四版; Nh1e1m?
[7]《互换性与技术测量(第四版)》,中国计量出版社,廖念钊,古莹庵,莫雨松,李硕根,杨兴骏编,2001年1月第四版。