机械设计基础课程设计任务书 n/
m7+=]v
(?ofL|Cg(
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 vyhxS .[9
.ng:Z7
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) du5|/
sry`EkS
目 录 6
_n~E e
eb*w$|y6"
一 课程设计书 2 b&g`AnYT
kf-/rC)>
二 设计要求 2 D//uwom
au?5^u\
三 设计步骤 2 {0J
(=\u
]
RLEyDB
1. 传动装置总体设计方案 3 =JDa[_lpN
2. 电动机的选择 4 Op
0Qpn
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 PvkHlb^x%
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 @'lO~i
5. 设计V带和带轮 6 ^BN?iXQhN
6. 齿轮的设计 8 |$QL>{81
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 1 GB
8. 键联接设计 26 hcJny
9. 箱体结构的设计 27 noSBwP|v*
10.润滑密封设计 30 ?YA5g' l
11.联轴器设计 30 F qH@iZ
f%ynod8
四 设计小结 31 RXWS,rF
五 参考资料 32 R3!3TJ
%>)&QZig/
一. 课程设计书 P;~P:qKd
设计课题: h"849c;C.
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 bR&<vrMmrA
表一: F3,djZq
题号 JzZ9ua
BdYl
sYp
参数 1 Mz:t[rfs
运输带工作拉力(kN) 1.5 j[q$;uSD
运输带工作速度(m/s) 1.1 OK1f Y`$z
卷筒直径(mm) 200 %. -nZ C
=S|^pN
二. 设计要求 Da WzQe=
1.减速器装配图一张(A1)。 {I~[a#^
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 BH$+{rZ8t
3.设计说明书一份。 VN[i;4o:|
e) x;3r"j
三. 设计步骤 v*.#LJEm
1. 传动装置总体设计方案 |0A:0'uA!
2. 电动机的选择 R404\XGL
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 8OW504AD
4. 计算传动装置的运动和动力参数 8G0DuMI5
5. “V”带轮的材料和结构 A1u|L^
6. 齿轮的设计 }^/;8cfLY
7. 滚动轴承和传动轴的设计 6"UL+$k
8、校核轴的疲劳强度 *E- VS= #
9. 键联接设计 Q8sCI An{
10. 箱体结构设计 p<9e5`&I
11. 润滑密封设计 *;I F^u1
12. 联轴器设计 ;"@FLq(n
~jqh&u$(
1.传动装置总体设计方案: {=K u9\
]CIZF,
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 +^6v%z
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, 2r]!$ hto
要求轴有较大的刚度。 Hx]{'?
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。 ?8LRd5LH
其传动方案如下: ]&D;'),
XS'0fq a
图一:(传动装置总体设计图) t,8p}2,$
8'kA",P
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 =k(~PB^>
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 %Jr6pmc
传动装置的总效率 $]05?JY#
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; ^5l4D3@E
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, 0*.>
>rI
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, Ye8&cZ*.
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 =lf&mD
_/
AwKxt'()^
2.电动机的选择 ?=]*r>a3
+c699j;[
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, c9dH ^t
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, Ass8c]H@
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。 3d{v5. C#X
Cz\(.MWNZ
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, tzxp0&:Z].
l_!.yV{
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 ]xhmM1$
X`ifjZ9}d
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 I
[J0r
Z:#-4CiP
dJ#.
m
方案 电动机型号 额定功率 Bu'PDy~W,
P 6t5)rlT
kw 电动机转速 fuQ|[tpvQG
电动机重量 c
25wm\\
N 参考价格 #EpDIL
元 传动装置的传动比 G6zFCgFJ^y
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 %<e\s6|P:
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 '"5"$)7
-;z&">
中心高 qFV=Pk
外型尺寸 o_gpBaWD
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD #ZIV>(Q\H
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 zjh&?G]:G
i4.s_@2Y
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 :&dY1.<N+
181-m7W
(1) 总传动比 d8g3hyI5\
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 jow^~
(2) 分配传动装置传动比 )\uy 0+b
=× sp[nKo^
式中分别为带传动和减速器的传动比。 g~%=[1
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 M6!kn~
4.计算传动装置的运动和动力参数 4i[3|hv'
(1) 各轴转速 C%v@u$N
==1440/2.3=626.09r/min B| %=<1?
==626.09/5.96=105.05r/min eF"7[_+D
(2) 各轴输入功率 `NV =2T
=×=3.05×0.96=2.93kW H(]lqvO
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW 6.~(oepu
则各轴的输出功率: mCtuyGY
=×0.98=2.989kW "twV3R
=×0.98=2.929kW ;4F[*VF!w
各轴输入转矩 G4s!q1H
=×× N·m <V"'j
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· n <lU;
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m U%_a@&<
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m ]-)qL[Q
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m e?L$RY,7
=×0.98=242.86N·m *ARro
Ndr
运动和动力参数结果如下表 "S[VtuxPCU
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min r7*[k[^[^
输入 输出 输入 输出 "=|yM~V
电动机轴 3.03 20.23 1440 >K-O2dry*
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 ;pb~Zk/[,w
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 9A3Q&@,
MH"c=mL:
5、“V”带轮的材料和结构 )J (ekfM
确定V带的截型 fdd3H[
工况系数 由表6-4 KA=1.2 K(6=)
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 gNs@Q!
V带截型 由图6-13 B型 H7#RL1qM&
gNLjk4H,S[
确定V带轮的直径 f*5=,$0
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm $j{ynh)^
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s kf-ZE$S4
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm q.<q(r
Ylt[Ks<2
确定中心距及V带基准长度 *TE6p
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 f
21w`Uk48
360<a<1030 4)'5;|pI
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm Q1&: +7%
,Z>Rv Ll
初定V带基准长度 30<dEoF
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm -+Q,xxu
eIof{#
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm &g)
`
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm eX_}KH-Q
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 8%`Sx[
VIi|:k
确定V带的根数 5QSd$J
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw G =< KAJ
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 #C>pA<YJzK
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 &]vd7Q.t
带长修正系数 由表6-2 KL=1 YuPgsJ[m
}doj4
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 T_Y 6AII
=C#,aoa!
取Z=2 f4g(hjETbu
V带齿轮各设计参数附表 `+zr PpX
lc5NC;JR
各传动比 L</"m[
>Q+EqT
V带 齿轮 DMs|Q$XB
2.3 5.96 dr/!wr'&hS
~s5Sk#.z5
2. 各轴转速n #Wc)wL-Tg
(r/min) (r/min) 6 #{=
E@
626.09 105.05 (1jkZ^7
%0u7pk
3. 各轴输入功率 P 0IA
'8_K
(kw) (kw) s#qq%
@
2.93 2.71
dc5B#
n$=n:$`q
4. 各轴输入转矩 T 5/*ZqrJw{"
(kN·m) (kN·m) HE(U0<9c
43.77 242.86 =lDmP|^
,bH
5. 带轮主要参数 2G'G45Q
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) 3(PU=
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 VUt
6[~?
带的根数z |x kixf4zz
160 368 708 2232 B 2 vMC;5r6*d
>2C;5ba
6.齿轮的设计 < )?&Jf>_
*aT!|;
(一)齿轮传动的设计计算 {u5)zVYC,U
UHCx}LGe
齿轮材料,热处理及精度 (sl]%RjGa
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 C]):+F<7
(1) 齿轮材料及热处理 }h]:I'R!
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 d5],O48A
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 x208^=F\\
② 齿轮精度 Aw|3W ]
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 je{5iIr3/
:#|77b0
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 Ugs<WVp$
按齿面接触强度设计 TZ*ib~
! TRiFD
确定各参数的值: 97&6i TYA
①试选=1.6 +22[ h@
选取区域系数 Z=2.433 AzQ}}A;TSx
=AAH}
则 aY?}4Bx
②计算应力值环数 xGH%4J\
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) |zUDu\MZ{
=1.4425×10h +?L~fM69B
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) Q^F-8
③查得:K=0.93 K=0.96 zzx4;C",u
④齿轮的疲劳强度极限 uL= \t=
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: ^KhFBed
[]==0.93×550=511.5 D0-e,)G}V,
C[Fh^
[]==0.96×450=432 LTCjw_<7
许用接触应力 \:#b9t{B-
-`gC?yff:
⑤查课本表3-5得: =189.8MP kjmF-\
=1 +u
Lu.-N
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 ^:q(ksssY
=4.47×10N.m 'nLv0.7*
3.设计计算 Ue\&
①小齿轮的分度圆直径d *GDU=D}
<)&ykcB
=46.42 ULJI`I|m
②计算圆周速度 Y#m0/1-
1.52 n/6A@C
③计算齿宽b和模数 mB,7YZv
计算齿宽b p\HXE4d'
b==46.42mm 2<O
hO
^
计算摸数m ;F:(5GBi
初选螺旋角=14 E=B9FIx~<
= *kIJv?%_}
④计算齿宽与高之比 *rbH|o 8
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 qd.b&i
=46.42/4.5 =10.32 9}\T?6?8pX
⑤计算纵向重合度 OW.ckYt%
=0.318=1.903 3646.i[D
⑥计算载荷系数K U8c0C/
使用系数=1 UxW>hbzr&V
根据,7级精度, 查课本得 V*AG0@&!
动载系数K=1.07, uaGg8
查课本K的计算公式: JrQN-e!
K= +0.23×10×b g7H;d
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 ^NCH)zK]v
查课本得: K=1.35 qle\c[UM5
查课本得: K==1.2 mI.*b(Irp
故载荷系数: AiyjrEa%
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 ucn aj|
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 7!%cKZCY
d=d=50.64 Qh *|mW
⑧计算模数 ZNUV Bi
= >WpPYUbH
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 w&H
?; 1
由弯曲强度的设计公式 W$3p,VTMmB
≥ 55;xAsG
dv,8iOL
⑴ 确定公式内各计算数值 )rXP2Z
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m +<iw|vr
确定齿数z dRu@5
:BP
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 I8[G!u71)_
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 mg;qG@?
Δi=0.032%5%,允许 7Ua
Ll
② 计算当量齿数 uwIZzz
z=z/cos=24/ cos14=26.27 ja:%j&:
z=z/cos=144/ cos14=158 % va/x]K
③ 初选齿宽系数 9(iJ=ao (
按对称布置,由表查得=1 &
IDF9B
④ 初选螺旋角 ;Y~;G7
初定螺旋角 =14 ~MXPiZG?
⑤ 载荷系数K 3*;{C|]S
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 QQ?` 1W
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y @^P=jXi<
查得: UdY9*k
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 g<,|Q5bK
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 G U!XD!!&
yx-{}Yj^
⑦ 重合度系数Y zX5p'8-
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 l&C%oW
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 [pOU!9v4
=14.07609 p?!]sO1l
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 p%G\5.GcJL
⑧ 螺旋角系数Y Bg#NB
轴向重合度 =1.675, B4{A(-Tc
Y=1-=0.82 ;%%=G;b9
hTy#Q.=
⑨ 计算大小齿轮的 L$jRg
安全系数由表查得S=1.25 a|fyo#L
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 +)V6"XY-(
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 lID5mg31
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 \"f}Fx
查课本得到弯曲疲劳强度极限 iBc(
@EJ
小齿轮 大齿轮 *{tJ3<t(1
!867DX3*
查课本得弯曲疲劳寿命系数: c
shZR(b
K=0.86 K=0.93 }b+=, Sc"
on(W^ocnD
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 M
r@M~ -
[]= ,>Yz1P)L
[]= S#ven&
"r|O /
SR\#>Qwx_
大齿轮的数值大.选用. $+rdzsf)+/
6%5A&&O(b
⑵ 设计计算 "cti(0F-d
计算模数 6bU/IVP
LtNG<n)_BH
>u6kT\|^C
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: cOS|B1xG
uT=sDWD:
z==24.57 取z=25 TeG'cKz
4S9AXE6
那么z=5.96×25=149 O[-wm;_(=*
; xs?^N|
② 几何尺寸计算 =JEnK_@?K\
计算中心距 a===147.2 !ZB|GLpo6
将中心距圆整为110 S__ o#nf`%
C~:aol i;
按圆整后的中心距修正螺旋角 J4x1qY)Y&v
?SS?I
=arccos '1bdBx\<.
g\n@(T$)
因值改变不多,故参数,,等不必修正. %Uuhi&PA-l
#opFUX-
计算大.小齿轮的分度圆直径 X, J.!:4`
dmf~w_(7
d==42.4 ,Kdvt@vle
K34y3i_
d==252.5 zQ7SiRt7*
B9+oI cO
计算齿轮宽度 "IB)=Hc
0;V2>!
B= )%)?M
*
l=kgRh
圆整的 ?2Bp^3ytJ
3~M8.{
U#V
大齿轮如上图: CK.Z-_M
KJSN)yn\
%B#Ewt@[
5$N4<Lo7
7.传动轴承和传动轴的设计 TN` pai0
7CNEP2}:R
1. 传动轴承的设计 O4(
Z%YBe
F*hs3b0Db
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 !sfUrUu
P1=2.93KW n1=626.9r/min Qx$Yj
T1=43.77kn.m Lv#DIQ8y
⑵. 求作用在齿轮上的力 eF:6k qg
已知小齿轮的分度圆直径为 8`'_ckIgr
d1=42.4 +-HaYB|p
而 F= MNkysB(
F= F FWPkvL
YAd.i@^
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N 0Ac]&N d`
^'[Rb!Q8
nqy\xK#.^
Mx[tE?!2
⑶. 初步确定轴的最小直径 9%iqequ
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 ~(G]-__B<
kXv
-B-wOj
8v c4J5
${mHbqN
从动轴的设计 eH79,!=2
'szkn0
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, L}x"U9'C
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M Ca]vK'(
⑵. 求作用在齿轮上的力 h dPKeqg7
已知大齿轮的分度圆直径为 8`9!ocrM
d2=252.5 A+NLo[swwu
而 F= T? _$
F= F ]r6,^"
lbTz
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N P g7W:L7
a!xKS8-S==
V#C[I~l
_9""3O
⑶. 初步确定轴的最小直径 qvhTc6oH
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 ub./U@1
4s.wQ2m
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 N]} L*o&
查表,选取 .\LWV=B
xlv:+
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 Y |n_Ro^~
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 Fl^.J<Dz
9akCvY#Q
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 .lTU[(qwu
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 。 q1`uS^3`
B5P++aQ
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. _N0x&9S$
#li;L
D B 轴承代号 "EQ}xj
45 85 19 58.8 73.2 7209AC v #IC
45 85 19 60.5 70.2 7209B zxTm`Dh;[
50 80 16 59.2 70.9 7010C `:?padZG
50 80 16 59.2 70.9 7010AC "n:L<F,g
YtxBkKiJ2V
: :e=6i
^~eT#Y8
{b7P1}>-*
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 /$]dVvhX%
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, eW0:&*.vMj
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. DTAEfs!ZW
,`S"nq
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. HaJD2wvr
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, akrEZ7A
高速齿轮轮毂长L=50,则 2pxl!
>=r094<
L=16+16+16+8+8=64 JY_+p9KfyQ
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. xAon:58m{
]ZHC*r2i
5. 求轴上的载荷 A!W(>
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, D@7\Fg
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. {SCwi;m
N}pE{~Y
htkn#s~=
V)_mo/D!D
`SFI\Y+WDT
- "h
{B
zA\DI]:+
Cp_"PvTmT
enDjP
y~]>J^
C4#'`8E
传动轴总体设计结构图: h9 [ov)
rP^2MH"
W29@`93
A
ElNf:
(主动轴) .
p<*n6E
7z5AI!s_
ZMy,<wk
从动轴的载荷分析图: $l7
<j_C
`:R8~>p
6. 校核轴的强度 svHs&v
根据 n;/yo~RR
== ]M-j_("&
前已选轴材料为45钢,调质处理。 "N D1$l
查表15-1得[]=60MP q: ?6
〈 [] 此轴合理安全 k`'^e/
tg7%@SI5^-
8、校核轴的疲劳强度. #q6jE
⑴. 判断危险截面 ? R#-gvX%
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. !%_}Rv!JT
⑵. 截面Ⅶ左侧。 sJw#^l
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 QZYD;&iY&
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 .?@$Rd2@W
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 [59_n{S 1
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 Oz-X}eM
截面上的弯曲应力 PI)lJ\
LW{7|g
截面上的扭转应力 1I<fp $h
== @9~6+BZOq
轴的材料为45钢。调质处理。 wC}anq>>
由课本得: \h!%U*!7{
x32hO;
因 p?>(y
经插入后得 v8I&~_b
2.0 =1.31 hV)D,oN3
轴性系数为 g~rZ=
=0.85 U_K"JOZ
K=1+=1.82 bzF>Efza
K=1+(-1)=1.26 I~-W4{
所以 h.l^f>,/
64fa0j~<*M
综合系数为: K=2.8 $BXZFC_1S
K=1.62 '=Nb`n3%
碳钢的特性系数 取0.1 {P&{+`sov
取0.05 | (JxtQqQg
安全系数 ~k^rI jR
S=25.13 07P/A^Mkx
S13.71 ]bLI!2Kr
≥S=1.5 所以它是安全的 U0 nSI
截面Ⅳ右侧 Vzn0;
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 IW?).%F
;|}N\[fk%]
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 _kg<KD=P
6<u=hhL
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 /99S<U2ej
`<2k.aW4e8
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 #.L9/b(
截面上的弯曲应力 H=RzY-\a%
截面上的扭转应力 e=Ko4Ao2y
==K= 6?$yBu9l
K= 1y'8bt~7Pf
所以 )eIC5>#.
综合系数为: ;-sZaU;
K=2.8 K=1.62 !IF]P#
碳钢的特性系数 DcYL8u
取0.1 取0.05 J=7.-R|t
安全系数 -LzkM"
S=25.13 1Xzgm0OS;
S13.71 ~wYGTm=(n
≥S=1.5 所以它是安全的 yC \dM1X
7>.d*?eao\
9.键的设计和计算 `(tVwX4
]bxBo
①选择键联接的类型和尺寸 wN
NXUW
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. I;1W6uD=
根据 d=55 d=65 O|K-UTWH%
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 &3gC&b^i
b=20 h=12 =50 W4Z8U0co
dCA| )
②校和键联接的强度 oZ,J{I!L
查表6-2得 []=110MP 5PY4PT=G
工作长度 36-16=20 'Em3;`/C*+
50-20=30 TOT#l6yqdd
③键与轮毂键槽的接触高度 nA*Udrcn
K=0.5 h=5 ,3XlX(P
K=0.5 h=6 '/="bSF
由式(6-1)得: i~3\jD=<
<[] cN% r\
<[] @7HHi~1JK
两者都合适 8:t!m>(*
取键标记为: rU4;yy*b
键2:16×36 A GB/T1096-1979 pO?v$Rjl
键3:20×50 A GB/T1096-1979 !;3hN$5
10、箱体结构的设计 ?e{hidg
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, h+rW%`B
大端盖分机体采用配合. !78P+i
="p,~ivrz
1. 机体有足够的刚度 {x,d9I
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 sU(<L0
Mfn^v:Q#
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 )O],$\u
BT)PD9CN(
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 xX?9e3(
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 W7W(jMH
.],:pL9d
3. 机体结构有良好的工艺性. f
AY(ro9Q(
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. o2D;EUsNX
)[ QT?;
4. 对附件设计 w5 #;Lm
A 视孔盖和窥视孔 NQxx_3*4O
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 $."DOZQ3U
B 油螺塞: &^`[$LtYd
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。 xS4?M<|L63
C 油标: 0GW69 z
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 .,sbqL
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. #_Zkke~{
~Ede5Vg!!2
D 通气孔: l,6' S8=
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. $ y(Qdb
E 盖螺钉: *k,{[b
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 `z`=!1
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. L#?mPF
F 位销: 1LaJ
hrp?
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. *0vRVlYf
G 吊钩: 7^V`B^Vu
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. Jz4;7/
guVuO
减速器机体结构尺寸如下: 6-~ZOMlV
rmi&{o:
名称 符号 计算公式 结果 1Q=L/keP
箱座壁厚 10 37biRXqLH
箱盖壁厚 9 <I*N=;7
箱盖凸缘厚度 12 f*:N*cC
箱座凸缘厚度 15 vTo+jQs^
箱座底凸缘厚度 25 qo}yEl1
地脚螺钉直径 M24 RD0*]4>]
地脚螺钉数目 查手册 6 G*=&yx."E
轴承旁联接螺栓直径 M12 ]N,'3`&::
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 I]HLWF
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 U\W$^r,
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 W6`_lGTj
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 Y
O|hwhe_
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 &> _aY #
22 A6+qS
[
18 H]*B5Jv~
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 JvEW0-B^l,
16 ?9 W2ax-4
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 dNCd-ep
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 _j4K
齿轮端面与内机壁距离 > 10 Bio QV47B
机盖,机座肋厚 9 8.5 SmRFxqtN
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) xOr"3;^
150(3轴) *>!-t
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) J*zQ8\f=}
150(3轴) =*.S<Ko)
VZe'6?#
11. 润滑密封设计 [,;O$j}
U6o]7j&6
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. J0YNzC4
油的深度为H+ ~OLyG$JJ
H=30 =34 o.Bbb=*rZ
所以H+=30+34=64 D><^ 7nr%
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 -O r\
/!.]Y8yEH
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 1bDAi2 H
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 I.>8p]X
密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 DwK$c^2q{.
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 pAaNWm
|9BX
~`{
12.联轴器设计 _PQk<QZ
rmFcSolt,f
1.类型选择. *(XGNp[0
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 K|Xe)
2.载荷计算. *.VNyay
公称转矩:T=95509550333.5 cXr_,>k
查课本,选取 6\v4#
所以转矩 +D[C.is>]}
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以
m;TekJXm
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm X`-o0HG
+tG'
四、设计小结 'F:Tv[qx
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。 [M:<!QXw
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。 ^>eV}I5ak
五、参考资料目录 cK\?wZ| Y
[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; JL<<EPC
[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; EY
c)v6[
[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; r;>.*60AT
[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; G
c,
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 <^942y-=
[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; C}pQFL{B5
[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。