机械设计基础课程设计任务书 a+[KI
.;y.]Z/;
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 >Eyt17_H"n
Q04al=
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) )al]*[lY
f
O}pj:
目 录 =57>!)
2@n{yYwy
一 课程设计书 2 Dzpq_F!;V
lK?uXr7^
二 设计要求 2 dc+>m,3$
}/0X'o
三 设计步骤 2 7X`g,b!
<prk8jSWV
1. 传动装置总体设计方案 3 1*P~!2h
2. 电动机的选择 4 /QK6Rac-
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 %+aCJu[k(z
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 L4@K~8j7
5. 设计V带和带轮 6 bQzZy5,
6. 齿轮的设计 8 L\6M^r
>
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 -V*R\,>
8. 键联接设计 26 x77*c._3v
9. 箱体结构的设计 27 >2y':fO
10.润滑密封设计 30 ]g#: KAqz
11.联轴器设计 30 JinUV6cr
mxvp3t \
四 设计小结 31 8 `v-<J
五 参考资料 32 `[y^ :mj
!4ocZmj\
一. 课程设计书 aj-Km`5r}
设计课题: Hc;[Cs0
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 +r
表一: prUN)r@U
题号 Fx] WCQo
k90YV(
参数 1 I
}a`0Y&{
运输带工作拉力(kN) 1.5 pE3?"YO
运输带工作速度(m/s) 1.1 o3XvRj
卷筒直径(mm) 200 *[Imn\hu
7zl5yKN
二. 设计要求 2,y|EpG#
1.减速器装配图一张(A1)。 [CTnXb
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 eFB5=)ld
3.设计说明书一份。 :;v~%e{k
=bAx,,D#
三. 设计步骤 vRTkgH#4l
1. 传动装置总体设计方案 (fhb0i-
2. 电动机的选择 {Ea
b
j
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 [DYQ"A=)d
4. 计算传动装置的运动和动力参数 "-Mp_O]
5. “V”带轮的材料和结构 ;_XFo&@
6. 齿轮的设计 !K#qe Y}
7. 滚动轴承和传动轴的设计 L@rcK!s,lD
8、校核轴的疲劳强度 av(6wht8
9. 键联接设计 HRpte=`q
10. 箱体结构设计 JB\UKZXw
11. 润滑密封设计 8 %:Iv(UMk
12. 联轴器设计 [XN={
1wii8B6
1.传动装置总体设计方案: 9v#CE!
Mg+2.
8%
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 t"sBPLU\
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, V~qNyOtA]
要求轴有较大的刚度。 ,S\CC{!
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。 &L3M]
其传动方案如下: ufj,T7g^
#j;^\rSv-
图一:(传动装置总体设计图) SA:Zc^aV
4a&RYx
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 D2#ZpFp"h
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 6dHOf,zjm
传动装置的总效率 g%o(+d
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; Xa[.3=bV?
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, >k|5Okq g
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, )',R[|<
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 fT|.@%"vc
)w em|:H
2.电动机的选择 7K12 G!)
"2!&5s,1p
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<oaK
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, vN}#Kc\
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。 W@>% {eE
xl{=Y< ;
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, ^+ml5m
\eTwXe]Pv
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 j\yjc/m
0J*??g-n
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 t[HE6ea
>\R+9p:o
I]|Pq
方案 电动机型号 额定功率 /*~EO{o
P Brw@g8w-X
kw 电动机转速 RIR\']WN
电动机重量 ?9vuuIE
N 参考价格 a"1t-x
元 传动装置的传动比 2B1q*`6R
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 y<UK:^t31V
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 S
E<FL/x1#
!"AvY y9
中心高 QP==?g3
外型尺寸 s3N'02G
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 8bGd} (
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 2g
`o
!"e5h`/ADM
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 d2FswF$C
{L971W_L
(1) 总传动比 uo:J\ E
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 DDQx
g
(2) 分配传动装置传动比 1y&\5kB
=× b1q"!+8y
式中分别为带传动和减速器的传动比。
Q>qUk@
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 > tS'Q`R
4.计算传动装置的运动和动力参数 AF{\6<m
(1) 各轴转速 y8y5*e~A-)
==1440/2.3=626.09r/min Cl.x'v
==626.09/5.96=105.05r/min
p>,|50|
(2) 各轴输入功率 BU)U/A8iS
=×=3.05×0.96=2.93kW D>r&}6<
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW 7O2/z:$f
则各轴的输出功率: uh_RGM&
=×0.98=2.989kW O^PKn_OJ
=×0.98=2.929kW G&SB-
各轴输入转矩 .8g)av+
=×× N·m of~4Q{f$6
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· 2>9C-VL2
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m )CYGQMK
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m o#)C^xlQ
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m jwe *(k]z
=×0.98=242.86N·m qx(xvU9
运动和动力参数结果如下表 h
f)?1z4
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min *"2+B&Y
输入 输出 输入 输出 bRDYGuC
电动机轴 3.03 20.23 1440 >{]%F*p4
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 ^#-l
q)
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 o 11jca|
# +>oZWVc
5、“V”带轮的材料和结构 >=lC4Tu
确定V带的截型 qbr$>xH
工况系数 由表6-4 KA=1.2 mUC)gA/
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 H'5)UX@LP
V带截型 由图6-13 B型 NX.6px17
f)rq%N &
确定V带轮的直径 Ib!R D/
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm B
IEO,W|
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s 4B;=kL_f
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm &E F!OBR
+^ac'Y)A
确定中心距及V带基准长度 CkC^'V)
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 atH*5X6d
360<a<1030 Q} JOU
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm XW H5d-
_ye |Y
初定V带基准长度 /62!cp/F/D
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm w"F
9l
5I;&mW`1,`
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm j;Gtu
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm 539>WyG5
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 ]m q|w
g-k|>-h
确定V带的根数 @;4zrzQi7
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw q q`4<0 I>
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 ",t?8465y
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 s^TZXCyF o
带长修正系数 由表6-2 KL=1 dDMJ'
3*bU6$|5FP
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 >uB?rGcM
~/U1xk%
取Z=2 -ad{tJV|
V带齿轮各设计参数附表 ;1=1:S8
XJB)rP
各传动比 dQX6(Jj
klYX7?
V带 齿轮 2'Uu:Y^
2.3 5.96 U>SShpmZA
@4C% +-
2. 各轴转速n E=Bf1/c\
(r/min) (r/min) y<3-?}.aZ
626.09 105.05 !F-w3
]
fbvL7*
(
3. 各轴输入功率 P D)P ._?
(kw) (kw) # w4-aJ
2.93 2.71 ^
+\dz
`RW HN/U
4. 各轴输入转矩 T Z\rwO>3
(kN·m) (kN·m) LOYk9m
43.77 242.86 a-tmq]]E
2pCaX\t
5. 带轮主要参数 e%M;?0j
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) 2tO,dx
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 R29~~IOqO
带的根数z {YC@T(
160 368 708 2232 B 2 d-ko
^Y0
wJqMa9|
6.齿轮的设计 >R_&Ouh:
U/M>?G~
(一)齿轮传动的设计计算 r;2^#6/Z
ejd(R+
齿轮材料,热处理及精度 h#*dI`>l-
考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 o-HT1Hc!
(1) 齿轮材料及热处理 :-Z2:/P
① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 t@;p
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 ;(%QD
3 >
② 齿轮精度 H?Wya.7
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 3?yg\
Om@;J%u/
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 } OR+Io
按齿面接触强度设计 T-L||yE,h
.<FH>NW)
确定各参数的值: Q&;9x? e
①试选=1.6 _[3D
选取区域系数 Z=2.433 3"e,qY
*^4"5X@
则 Qv-_ jZ
②计算应力值环数 b%`1cV
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) q;CiV
=1.4425×10h ]6`%
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) WH} y"W
③查得:K=0.93 K=0.96 NI]N4[8(
④齿轮的疲劳强度极限 jr."I+
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: F>l]
9!P|m
[]==0.93×550=511.5 R n[cW5Y<
tk`v:t!6U
[]==0.96×450=432 59A}}.@?m
许用接触应力 n\DV3rXI9
m(!FHPvN
⑤查课本表3-5得: =189.8MP ki!0^t:9
=1 f}e`XA?
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 q9_OGd|P
=4.47×10N.m \2$|Ei7
3.设计计算 Q%G8U#Tm
①小齿轮的分度圆直径d 2ilQXy
GefTdO.&
=46.42 9A=,E&
②计算圆周速度 O>,e~#!
1.52 +\9NDfYIA
③计算齿宽b和模数 `^&OF uee
计算齿宽b o*H<KaX
b==46.42mm tsjrRMR
计算摸数m Yq
KCeg
初选螺旋角=14 ;_(4Q*Yx
= L4HI0Mx
④计算齿宽与高之比 wHy!CP%
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 p5iuYHKk?
=46.42/4.5 =10.32 :F?C)F
⑤计算纵向重合度 iBaA9
=0.318=1.903 :o3N;*o>)0
⑥计算载荷系数K ux4POO3C|
使用系数=1 Nf\LN$ &8
根据,7级精度, 查课本得 #6=
动载系数K=1.07, w?[u pn:K
查课本K的计算公式: sgFEK[w.y
K= +0.23×10×b [W&T(%(W-
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 KWHY4
查课本得: K=1.35 ZECfR>`x
查课本得: K==1.2 1qA;/-Zr<o
故载荷系数: U K!(G
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 9'B `]/L
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 h_'*XWd@
d=d=50.64 9.#<b|g
⑧计算模数 h376Be{P
= x%B%f`]8
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 75lA%|
*X
由弯曲强度的设计公式 %N._w!N<5n
≥ ob]w;"
R|(a@sL
⑴ 确定公式内各计算数值 \FaP|28h
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m ih3n<gXF
确定齿数z ?r4>" [
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 ^\m![T\bX
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 !N^@4*
Δi=0.032%5%,允许 }SZd
② 计算当量齿数 i%?* @uj
z=z/cos=24/ cos14=26.27 +}AI@+
z=z/cos=144/ cos14=158 Kg]J/|0\
③ 初选齿宽系数 ~xTt204S
按对称布置,由表查得=1 Ewz!O`
④ 初选螺旋角 HoAy_7-5
初定螺旋角 =14 A#,ZUOPGH
⑤ 载荷系数K 4xj4=C~i
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 ueNS='+m
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y %BODkc Zh
查得: DlJo^|5
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 :`sUt1Fw.
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 Id9TG/H7
EU#^7
⑦ 重合度系数Y -Y8B~@]P?
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 |w=zOC;v
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 Z\sDUJ
=14.07609 P+}h$_x
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 * 4
n)
⑧ 螺旋角系数Y |s_GlJV.
轴向重合度 =1.675, ALHIGJW:6$
Y=1-=0.82 =_^X3z0
i.#:zU%o
⑨ 计算大小齿轮的 *qq+jsA6wH
安全系数由表查得S=1.25 LP=)~K<
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 i
XN1I
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 Hn:Crl y#
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 ]M3yLYK/P
查课本得到弯曲疲劳强度极限 %so]L+r2!
小齿轮 大齿轮 %iB,IEw
l^}c!
查课本得弯曲疲劳寿命系数: 2g<Xtt7+o
K=0.86 K=0.93 EQ_aa@M7
2<3K3uz
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 xSu >
[]= F'Z,]b'st3
[]= \2z>?i)
Bw.i}3UT6
:6dxtl/{b:
大齿轮的数值大.选用. ?7A>+EY
d(K+);!
⑵ 设计计算 ,x $,l
计算模数 a'T;x`b8U,
dN6?c'iN?2
wC*X4 '
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: <3
uNl
X3&
Jb2c2
z==24.57 取z=25 05R@7[GWq
(<lhn
那么z=5.96×25=149 gM]:Ma
MK*r+xfSae
② 几何尺寸计算 TqQ[_RKg2
计算中心距 a===147.2 /{2,zW
将中心距圆整为110 \. S/|
!IR6
,A\
按圆整后的中心距修正螺旋角 I =#$8l.*
SX#&5Ka/
=arccos Ul# r
$VR{q6[0S?
因值改变不多,故参数,,等不必修正. &&%H%9
~M$Wd2Th
计算大.小齿轮的分度圆直径 %2h>-.tY
fV~~J2IK
d==42.4 E`J@hl$N
$Kd>:f=A
d==252.5 'fW-Y!k%
4e
计算齿轮宽度 BLFdHB.$T
bK7J} 8hH
B= bd`P0f?
VaPG-n>Vf
圆整的 YZ7.1`8
#;S*V"
大齿轮如上图: p}P-6&k,U
ABkl%m6xf
sq]F;=[5
zeRyL3fnmb
7.传动轴承和传动轴的设计 }2oc#0
0"#HJA44
1. 传动轴承的设计 vD4*&|8T#
Zd&S@Z
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 P
{'b:C
P1=2.93KW n1=626.9r/min {+Jv+J9
T1=43.77kn.m ,,TnIouy
⑵. 求作用在齿轮上的力 M%#e1"n
已知小齿轮的分度圆直径为 Va8&Z
d1=42.4 x^CS"v7
而 F= Y*hCMy;
F= F -qoH,4w
'>"
4
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N s^SJY{
/RF7j;
ce(#2o&`
N g,j#
⑶. 初步确定轴的最小直径 V.Mry`9-
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 %)n=x
ne
8>V5dEbx'
.(vwIb8\_
@ P|y{e6
从动轴的设计 D{!IW!w
zreU')a
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, T0
{L q:
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M n`KY9[0U=
⑵. 求作用在齿轮上的力 SX*RP;vHy
已知大齿轮的分度圆直径为 Js;h%
d2=252.5 }\LQ3y"[
而 F= 1eKT^bgM
F= F svSVG:48
t&p|Ynz?i
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N 7o4\oRGV
> P)w?:k
cZ06Kx..
cNH7C"@GVu
⑶. 初步确定轴的最小直径 g=rbPbu
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 s @C}P
`{Ul!
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 -HuA
\0J
查表,选取 7d vnupLh
yHGADH0B
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以
@8
6f
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 3sk9`=[{$
0aAoV0fMDz
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 o}!PQ#`M
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 。 Yw9GN2AG
Ls%MGs9PI
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. F\!
`/4
If.r5z9
D B 轴承代号 P%zK;#8V
45 85 19 58.8 73.2 7209AC BzzTGWq\
45 85 19 60.5 70.2 7209B +d>IHpt
50 80 16 59.2 70.9 7010C :-'qC8C
50 80 16 59.2 70.9 7010AC 7 3m1
,s(,S
4Up/p&1@
O84i;S+-p
nR~(0G,H
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 C]#,+q*
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, SdWV3
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. >/|*DI-HJ
6 r"<jh #
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. `]X>V,
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, ..qCPlK;
高速齿轮轮毂长L=50,则 :>*7=q=
/ +\9S
L=16+16+16+8+8=64 /NlGFO*Z
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. uc=B,3
P'2Qen*
5. 求轴上的载荷 99S^f:t
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, e!Hh s/&!T
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. +H.`MZ=
;I*o@x_
rc{v$.o0
liZxBs
:%i
WM{=CD
^_6|X]tz1T
g*Phv|kI
1,~D4lD|
OPi0~s
=WLY 6)]A
Gq6*SaTk
传动轴总体设计结构图: \8
":]EU
?CZd Ol
<[v[ci
AdmC&!nH
(主动轴) pI[uUu7O
\lY_~*J
iwq!w6+
从动轴的载荷分析图: C}X\|J
),)lzN%!
6. 校核轴的强度 O8o3O
6[Y
根据 SKtr tm
== #ABCDi={zA
前已选轴材料为45钢,调质处理。 v^iAD2X/F
查表15-1得[]=60MP s.#`&Sd>
〈 [] 此轴合理安全 92c HwWZ!
omFz@
8、校核轴的疲劳强度. @c#(.=
⑴. 判断危险截面 B1gR5p 0
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. @L`jk+Y0vF
⑵. 截面Ⅶ左侧。 ,_P-$lB
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 5tnlrqC
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 fOHxtHM
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 bLL2
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 us.~G
截面上的弯曲应力 QnDg6m)+
D=$)n_F
截面上的扭转应力 =*Lfl'sr_
== Fcx&hj1gQ
轴的材料为45钢。调质处理。 [K Qi.u
由课本得: 8(De^H lO
vX>)je5#
因 So6x"1B
经插入后得 %xW"!WbJ|
2.0 =1.31 FwK]$4*
轴性系数为 KoRV%@I
=0.85 [;N'=]`
K=1+=1.82 y}
'@R$
K=1+(-1)=1.26 N mG#
所以 _g8yDfcLG
=D(j)<9$A
综合系数为: K=2.8 xo)P?-
K=1.62 "MsIjSu
碳钢的特性系数 取0.1 "4Nt\WQ
取0.05 pCDmXB
安全系数 _{>vTBU4F
S=25.13 3q.q
YX
S13.71 K"6vXv4QO
≥S=1.5 所以它是安全的 Mt$
*a
截面Ⅳ右侧 TC('H[
]
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 Sdo-nt
V9vTsmo(
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 LeQjvW9y
x;S @bY
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 # _1`)VS
~u{uZ(~
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 OI*H,Z"
截面上的弯曲应力 t1".0
截面上的扭转应力 NbobliC=
==K= "%_+-C<L4
K= 3Vwh|1?
所以 (Z*!#}z`
综合系数为: #E?4E1bnB
K=2.8 K=1.62 siaG'%@*r
碳钢的特性系数 wY#E?,
取0.1 取0.05 `uFdwO'DD
安全系数 <%d>v-=B
S=25.13 Z;i:](
S13.71 ^~dWU>
≥S=1.5 所以它是安全的 :/#rZPPF
45e~6",
9.键的设计和计算 QZs!{sZ
T%Lx%Qn
①选择键联接的类型和尺寸 CAJ'zA|o
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. _w{Qtj~s|
根据 d=55 d=65 .H|-_~Yx|
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 *hx
b=20 h=12 =50 .8R@2c`}Cs
osRy e3
②校和键联接的强度 ]lbuy7xj63
查表6-2得 []=110MP
2iOV/=+
工作长度 36-16=20 8mMQ[#0:}
50-20=30 f 2.HF@
③键与轮毂键槽的接触高度 3<!7>]A
K=0.5 h=5 h\o.&6sd
K=0.5 h=6 bsX[UF
由式(6-1)得: QY/w
<[] UpG~[u)%@
<[] ?}0 ,o.
两者都合适 O?2DQY?jT
取键标记为: .3;;;K9a~]
键2:16×36 A GB/T1096-1979 vt8By@]:
键3:20×50 A GB/T1096-1979 TxD#9]Q`
10、箱体结构的设计 w}KkvP^
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, JI}'dU>*U:
大端盖分机体采用配合. }j%5t ~Qa
[6fQ7uFMM8
1. 机体有足够的刚度
)2.Si#
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 #] QZ
[~HN<>L@C
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 wp_0+$?s
A&VG~r$
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 $mI Loy
B,
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 ! mHO$bQ"
^sw?gH*
3. 机体结构有良好的工艺性. [WmM6UEVS
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. :>
'+"M2r
#mF"1QW
4. 对附件设计 l**X^+=$
A 视孔盖和窥视孔 CZ;6@{ o
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 HfVZ~PP
B 油螺塞: CTb%(<r
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。 L,\Iasv
C 油标: }7Uoh(d
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 r@V!,k#S
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. ^W^OfY
>6T8^Nt
D 通气孔: V88p;K$+
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. eFgA 8kY)
E 盖螺钉: occ7zcA
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 4dlGxat
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. Tk}]Gev
F 位销: A^g(k5M*
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. 8LKiS
G 吊钩: F8=+j_UGI
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. LV Ge]lD
s;e\ pt
减速器机体结构尺寸如下: COlqcq'qAu
/:
"1Z]@
名称 符号 计算公式 结果 f|5co>Hk
箱座壁厚 10 qX%_uOw:%
箱盖壁厚 9 )7F/O3Tq
箱盖凸缘厚度 12 dV_G1'
箱座凸缘厚度 15 `?]k{ l1R
箱座底凸缘厚度 25 ye&;(30Oq
地脚螺钉直径 M24 lxx2H1([
地脚螺钉数目 查手册 6 FPz9N@M%Q
轴承旁联接螺栓直径 M12 P:c w|Q
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 ^q5#ihM
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 oR'm2d ^
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 uRvP hkqm
定位销直径 =(0.7~0.8) 8
TjH][bH5
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 QRUz`|U
22 4(+PD&_J
18 3og.y+.=U.
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 [txE .7p
16 t.<i:#rj>l
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 X?O[r3<
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 i1UsIT
齿轮端面与内机壁距离 > 10 XFl6M~ c
机盖,机座肋厚 9 8.5 WWY6ha
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) ytImB`'\
150(3轴) Txu/{M,
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) $Sq:q0
150(3轴) !$JT e
kiEa<-]
11. 润滑密封设计 HMXE$d=[
-7ep{p-
对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. 5pX6t
油的深度为H+ {}9a6.V;}
H=30 =34 YK_7ip.a[
所以H+=30+34=64 =_CzH(=f#
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 %9"H
/ZX}Nc g
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 hN_]6,<\
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 OUnA;_
密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 :OT&
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 ZJoM?g~WFI
:gv"M8AP
12.联轴器设计 ).O)p9
}MySaL>
1.类型选择. l1I#QB@5n
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 "+c-pO`Wg
2.载荷计算. Xw1*(ffk
公称转矩:T=95509550333.5 ctQ/wrkU
查课本,选取 F|8&
所以转矩 Wwo0%<2y
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 u8^lB7!e/
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm T{"(\X$
l/D}
X
四、设计小结 t20K!}D_
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。 btB%[]
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。 /r 5eWR1G
五、参考资料目录 BtZ yn7a
[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; }V>T M{
[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; st*gs-8jJ;
[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; \V:^h[ad
[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; H,J8M{
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 XppOU
[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; qs6aB0ln
[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。