机械设计基础课程设计任务书 CY?]o4IV
>w9fFm!Q
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 &-470Z%/
-:Nowb
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) MP-A^QT
&^8>Kd8
目 录 /iQ}DbtRb
tMad
2,:
一 课程设计书 2 qDxz`}Ly=
-P]J:7*0?\
二 设计要求 2 ! %S9H2Lv
qN1(mxa.?
三 设计步骤 2 ZsirX~W<
eOt T*
1. 传动装置总体设计方案 3 vtc} )s\
2. 电动机的选择 4 )@RTU~#
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 U{q6_z|c
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 \O/EY&
5. 设计V带和带轮 6
? }|;ai
6. 齿轮的设计 8 43W>4fsc
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 SXSH9;j
8. 键联接设计 26 zU:zzT}|TZ
9. 箱体结构的设计 27 =#[_8)q
10.润滑密封设计 30 =3?t%l;n
11.联轴器设计 30 Oj:O-PtN2
l!ltgj
四 设计小结 31 L}ud+Wfox
五 参考资料 32 nchhNU
s1<_=sfnT
一. 课程设计书 m0t5oO
设计课题: #m1e_[
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 2mP|
hp?
表一: *r!1K!c
题号 Z'6
o$Xv
N+rLbK*
参数 1 S ])YU?e
运输带工作拉力(kN) 1.5 W78Z<Vm
运输带工作速度(m/s) 1.1 1!/cd;{B
卷筒直径(mm) 200 'D#}ce)s#
c5>&~^~>Tx
二. 设计要求 k2sb#]-/}
1.减速器装配图一张(A1)。 u`$,S&Er
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 ZalG/PFy
3.设计说明书一份。 F'lG=c3N
oJVpNE[3]
三. 设计步骤 "Nj(0&
1. 传动装置总体设计方案 W%hdS<b
2. 电动机的选择 E,JDO d}
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 #dE#w#=r
4. 计算传动装置的运动和动力参数 )I9AF,K
5. “V”带轮的材料和结构 3Zs|arde2
6. 齿轮的设计 VV)PSo db
7. 滚动轴承和传动轴的设计 L.$9ernVY
8、校核轴的疲劳强度 3}= .7qm
9. 键联接设计 u{"o*udU
10. 箱体结构设计 [4]lAxrRF
11. 润滑密封设计 {H#1wu^]O$
12. 联轴器设计 S&}7jRH1
cv eTrY}g
1.传动装置总体设计方案: c!T^JZBb
@y[Zr6\z
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 1GN>,Lb:o
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, E D*=8s2
要求轴有较大的刚度。 N{46DS
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。 } >b4s!k,
其传动方案如下: JQYIvo1,Q
E0$UoP
图一:(传动装置总体设计图) "
E72j.
p/
pVMR
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 BWFl8
!_X
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 F#7ZR*ZB1
传动装置的总效率 fs&J%ku\
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; xyj)W
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, 8[Cp
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, eJ+;!0
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 B)O=wx
JiEcPii
2.电动机的选择 n{d}]V@
1>jG*tr
电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, Jy@cMq2
经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, Y;6<AIx>
则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 hhlQ!WV2
lyI
rO"o
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, @;qC% +^
yT`[9u,
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 F')T:;,s
z@>z.d4
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 "Ol;0>$
I+D`\OSL
ih.UzPg
方案 电动机型号 额定功率 T?!^-PD9*
P ~'dnrhdme
kw 电动机转速 1)/B V{n
电动机重量 96]lI3c
N 参考价格 GsqR8n=
元 传动装置的传动比 s#`%c({U|
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 0! 9vGs
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 J9)wt ?%j
&UP@Sr0D7
中心高 <]/`#Xgh
外型尺寸 aw/Y#
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 -))>7skc
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 '&Q_5\Tn
[?RLvhU|
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 U(-9xp+
j$T2ff6
(1) 总传动比 PtO-%I<N
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 ^8.R 'Yq
(2) 分配传动装置传动比 L'6_~I
=× j:"+/5rV8
式中分别为带传动和减速器的传动比。 %83PbH
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 [4
g5{eX
4.计算传动装置的运动和动力参数 Il2DZ5-
)
(1) 各轴转速 *D~@xypy
==1440/2.3=626.09r/min (Ew o
==626.09/5.96=105.05r/min 6ecr]=Cv
(2) 各轴输入功率 fdho`juFa
=×=3.05×0.96=2.93kW =ADAMP
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW 5U|f"3&8
则各轴的输出功率: P0RMdf
=×0.98=2.989kW \4K8*`$
=×0.98=2.929kW T=VVK6Lc:
各轴输入转矩 EYGJDv(S
=×× N·m &w2.b:HF
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· I-kM~q_
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m }tft@,dIC
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m BS*cG>T
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m 1k2Ck
=×0.98=242.86N·m ex'd^y
运动和动力参数结果如下表 @MtF^y
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min =zVbZ7
输入 输出 输入 输出 8Qu7x[tK?
电动机轴 3.03 20.23 1440 1:My8
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 s?~Abj_
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 }w8h^(+B
:J(a;/~ip
5、“V”带轮的材料和结构 R{!s%K&
确定V带的截型 ,U>g LTS
工况系数 由表6-4 KA=1.2 gD=s~DgN)
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 Bf1GHnXv
V带截型 由图6-13 B型 BRoi`.b:
?U|~h1
确定V带轮的直径 V QPq+78
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm rM [Ps=5
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s lxbbyy25
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm l#:=zu
ji A$6dZU
确定中心距及V带基准长度 wH|\;M{0V1
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 y>~=o9J_u
360<a<1030 JB+pd_>5
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm deHBY4@
jf/;`br
初定V带基准长度 lG\lu'<C
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm UY}lJHp0
gjo\gP@
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm Ba`]Sm=
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm ;-*4 (3lu
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 eDaVoc3
\hi{r@k>}
确定V带的根数 s4~c>voQB
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw gP/]05$e
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 1O(fI|gcO
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96
>kC@7h5)
带长修正系数 由表6-2 KL=1 EVb'x Zr
,wX/cUyZ
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 Fi7pq2
+"'h?7'C
取Z=2 >IoOCQQ*
V带齿轮各设计参数附表 guwnYS
O "{o
(
各传动比 Em4TEv
!o*oT}6n
V带 齿轮 mT!~;]RrF
2.3 5.96 Onot<}K
.':SD{
2. 各轴转速n dR$P-V\y`%
(r/min) (r/min) HO' ELiZ_q
626.09 105.05 s?0r\ cc|:
>{m>&u;Cc
3. 各轴输入功率 P `uzRHbJ`
(kw) (kw) R?l>Vr
2.93 2.71 F+hsIsQ
dZnq 96<:|
4. 各轴输入转矩 T vKaX,)P;?
(kN·m) (kN·m) @Chj0wWZ>
43.77 242.86 u=ENf1{ $>
RCxqqUS\C
5. 带轮主要参数 _II;$_N
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) g1&GX(4[
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 bz}T}nj
带的根数z Qz<v. _
160 368 708 2232 B 2 DK4V/>@8
{{2ZWK 6|
6.齿轮的设计 &<!I]:Y
_k
~bH\(
(一)齿轮传动的设计计算 /jS
/]+t$K\cBq
齿轮材料,热处理及精度 :j9;P7&"?
考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 snj+-'4T
(1) 齿轮材料及热处理 \J1Jn~
① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 +j`*?pPD(.
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 0|4XV{\qT$
② 齿轮精度 B3I<
$
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 =&}dP%3LC)
0eUsvzz15
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 YpNTq_S1,
按齿面接触强度设计 bLf }U9
2+ 9">a@
确定各参数的值: ;itz`9T
①试选=1.6 2abWIw4
选取区域系数 Z=2.433 pLk?<y
iCw~4KG
则 8G{} r
②计算应力值环数 meIY00
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) ,T1t`
=1.4425×10h %X#Wc:b
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) {){i
ONd
③查得:K=0.93 K=0.96 seq
S*^7
④齿轮的疲劳强度极限 AZtZa'hbkQ
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: NCl={O9<j
[]==0.93×550=511.5 T.&^1q WWA
rGq~e|.O3
[]==0.96×450=432 #M8"b]oh6
许用接触应力 A
u(Ng q
'VO^H68
⑤查课本表3-5得: =189.8MP QEtZ]p1H@
=1 9Y-s],2V
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 \Dr@n^hk@[
=4.47×10N.m lm@<i4%$F
3.设计计算 bCE[oi6hb
①小齿轮的分度圆直径d BU])@~$
9~>;sjJk
=46.42 :Fm+X[n
②计算圆周速度 P_i2yhpK
1.52 =u73AM}
③计算齿宽b和模数 t
ZFG`'/
计算齿宽b HM--`RJ
b==46.42mm xt40hZ$
计算摸数m <PJwBA %{
初选螺旋角=14 &a-:ZA@
= WFLT[j!1
④计算齿宽与高之比 &AlVJEI+
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 PsLuyGR.<
=46.42/4.5 =10.32 )/f,.Z$
⑤计算纵向重合度 v>0xHQD*<M
=0.318=1.903 #9p{Y}2#
⑥计算载荷系数K w,JB`jS)/
使用系数=1 !XgkK k
根据,7级精度, 查课本得 9I9J}&4
动载系数K=1.07, Po=)jkW
查课本K的计算公式: :9K5zD
K= +0.23×10×b SAXjB;VH6
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 c+-L>dsss
查课本得: K=1.35 _X;5ORH"
查课本得: K==1.2 $Ne#F+M9x
故载荷系数: RI cA)I.
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 0$* z
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 Fc42TH
p
d=d=50.64 }^P( p?~
⑧计算模数 !]5F2~"v
= /koNcpJ
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 /1Rm^s)2z
由弯曲强度的设计公式 4$ejJaE
≥ b^^Cj(
K3'`!K a*
⑴ 确定公式内各计算数值 z26zl[.
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m H9nZ%n
确定齿数z <;SMczR
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 }=7tGqfw
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 ;c<:"ad(
Δi=0.032%5%,允许 Qn<J@%
② 计算当量齿数 PS(9?rX#+
z=z/cos=24/ cos14=26.27 /gXli)
z=z/cos=144/ cos14=158 QoI@/
jLj
③ 初选齿宽系数 pk(<],0]X
按对称布置,由表查得=1 A^%z;( 0p
④ 初选螺旋角 op&,&
初定螺旋角 =14 hSr#/d w&
⑤ 载荷系数K XQ,IEj|
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 \L6U}ZQ2V
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y %^gT.DsX-
查得: <F>\Vl:
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 ObMsncn
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 )d0&iE`@
)^g}'V=vIr
⑦ 重合度系数Y 0>VgO{X
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 9v<BO$
,a
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 8~\Fpz|Og
=14.07609 8r)eiERv
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 Lm:O
vVVB
⑧ 螺旋角系数Y 44RZk|U1J{
轴向重合度 =1.675, J'^BxN&
Y=1-=0.82 {HvR24#
-5kq9Dy\,
⑨ 计算大小齿轮的 dg/7?gV
安全系数由表查得S=1.25 htlsU*x
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 c*MjBAq
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 RE!MX>sOEq
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 Fov/?:f$
查课本得到弯曲疲劳强度极限
`k_5Pz\
小齿轮 大齿轮 Nki18ud#
noh3mi
查课本得弯曲疲劳寿命系数: : gv[X
K=0.86 K=0.93
KW^s~j
q;tsA"l
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 i
LK8Wnrq
[]= f+%J=Am
[]= J
A4'e@
/Eh\07p
H&3VPag
大齿轮的数值大.选用. burEo.=
9!gmS?f
⑵ 设计计算 7 fqK{^L
计算模数 sB-c'`,w`
g4RkkoZ>)
C<6u}czA
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: ZCbxL.fFz
H :d{Sru
z==24.57 取z=25 Ai(M06P:h
ZRD* ^9)
那么z=5.96×25=149 h_*=_ 2|}
Xdq2 .:\
② 几何尺寸计算 Y@M=6G
计算中心距 a===147.2 =h5&\4r=
将中心距圆整为110 1fViW^l_
D:8-f3
按圆整后的中心距修正螺旋角 UFouIS#L
~k|~Q\
=arccos \
$X3n\
(U/ 6~r'.L
因值改变不多,故参数,,等不必修正. Ny\iRU)fN
UyD=x(li
计算大.小齿轮的分度圆直径 C&zgt
:q6}
(}gF{@sn
d==42.4 <kPU*P,
R:0Fv9bwS
d==252.5 kOFEH!9&
Z9~~vf#
计算齿轮宽度 (<itE3P
/uW6P3M
B= gigDrf}
Ibd7[A\
圆整的 r_FW)F u^
*)L%pH>`
大齿轮如上图: RTH dL
vyN=X]p
,XI,B\eNk
.fUqsq
7.传动轴承和传动轴的设计 j
7a;g7.
Y\dK-M{$
1. 传动轴承的设计 3ZC to[Y
Fr/8q:m&
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 azF"tke
P1=2.93KW n1=626.9r/min `(W
V pP?
T1=43.77kn.m kS/Zb3
⑵. 求作用在齿轮上的力 W{=>c/
已知小齿轮的分度圆直径为 pOlQOdl
d1=42.4 pc^(@eD
而 F= F 3,hx
F= F 0(@8
goIn7ei92
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N Ju)2J?Xs5
,5t.0XqS
1,,o_e\nn3
QIBv}hgcy
⑶. 初步确定轴的最小直径 76zi)f1f
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 OHp 121
`"A\8)6-
Zhz.8W
'n)M0e
从动轴的设计 *2=:(OK
&R\
.^3
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, <`H:Am`
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M t#6gjfIi
⑵. 求作用在齿轮上的力 Fg5>CppH
已知大齿轮的分度圆直径为 1wE~dpnx
d2=252.5 ,Z&"@g
而 F= QmbD%kW`3
F= F Hd2Sou4-j
W O|2x0K
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N j9x}D;?n
kTc'k
E"pq ZP =
m)=
-sD
⑶. 初步确定轴的最小直径 .QRQvtd.
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 5s;HF |2x
Co[ rhs
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 =NH:/j^
查表,选取
Mf/zSQk+
:T5l0h-eC
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 `<b 3e(A
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 h+t{z"Ic=
!yG{`#NZZ
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 Y.[^3
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 。 \iSaxwU_
6$9n_AS
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. 9_KUUA
?`,Xb.NA$K
D B 轴承代号 0rsdDME[
45 85 19 58.8 73.2 7209AC pWO,yxr:
45 85 19 60.5 70.2 7209B T&w3IKb|}
50 80 16 59.2 70.9 7010C m`I6gnLj
50 80 16 59.2 70.9 7010AC R`!x<J
Y>R|Uf.o z
@Zjy"u
~Pv4X2MO
D(@#Gd\Z@
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 t?QR27cs$
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, [ -{L@
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. z )a8
^]`
aq oT
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. dfO@Yo-?*'
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, HZkC3$
高速齿轮轮毂长L=50,则 =5[}&W
bo0m/hVU
L=16+16+16+8+8=64 x\*`i)su
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. ~Q0jz/#c
PfF7*}P
5. 求轴上的载荷 f+Pu 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, a4 O
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. CLdLO u"
P%ev8]2
,*bI0mFZ
&t+03c8g!
\2L%%M
.px*.e s
Z>wg
o@z%
#T99p+O
%K\_gR}V
Y9'Bdm/
v,KH2 (N
传动轴总体设计结构图: T,TKt%
n^UrHHOL
N|h`}*:x=
0>)('Kv
(主动轴) @Vr?)_0
i(a2FKLy
7M<7^)9
从动轴的载荷分析图: HZ>Xm6DnC5
\XCs(lNh
6. 校核轴的强度 E;@`{ v
根据 yLW iY~Fd
== #?@k=e\
前已选轴材料为45钢,调质处理。 ME>OTs
查表15-1得[]=60MP ullq}}
〈 [] 此轴合理安全 S_y!4;]ox
%+:%%r=Q
8、校核轴的疲劳强度.
|4\.",Bg
⑴. 判断危险截面 THi*'D/
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. u%Hegqn
⑵. 截面Ⅶ左侧。 &\F`M|c
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 G)?VC^Q
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 pfe9n[
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 9F(<n
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 p,* rVz[Y
截面上的弯曲应力 OHdCt
y"<nx3
截面上的扭转应力 aW$sd)
== Egi<m
轴的材料为45钢。调质处理。 )|~pocXt<
由课本得: %?' jyK
x\]%TTps
因 0V
uG(O
经插入后得 I:P/
?-
2.0 =1.31 O3bo3Cm$
轴性系数为 npkE[JE:
=0.85 uCB7(<
K=1+=1.82 <{Wsh#7 }.
K=1+(-1)=1.26 $VvL
所以 9fp1*d
ryy".'v
综合系数为: K=2.8 wN-3@
K=1.62 Z!0D97^
碳钢的特性系数 取0.1 N?eWf +C
取0.05 ^G.PdX$M
安全系数 EJ;:O1,6H
S=25.13 iq)4/3"6
S13.71 lEL&tZ}
≥S=1.5 所以它是安全的 <5?.s<
y$"
截面Ⅳ右侧 ftw\oGrS
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 8%S5Fc#am
Bd*:y qi
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 ^31X-}tv
f7c%Z:C#Y
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 +@ga
7E*d>:5I
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 e|Rd#
截面上的弯曲应力 :@a8>i1&
截面上的扭转应力 4:GVZR|-
==K= PE4#dx^
K= "a
%5on
所以 5(R ./
综合系数为: P!q!+g
K=2.8 K=1.62 2fM*6CaS
碳钢的特性系数 I?}YS-2
取0.1 取0.05 <)ozbv Xk
安全系数 DUUQz:?{J
S=25.13 u;R<
S13.71 H3"90^|,@
≥S=1.5 所以它是安全的 _yw]Cacr\
I]t ",s/j
9.键的设计和计算 ^iAOz-H
.Az'THD}
①选择键联接的类型和尺寸 @2ZE8O#I
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. ~jWG U-m
根据 d=55 d=65 b2]1Dfw
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 W'WZ@!!
b=20 h=12 =50 q^NI
wPdp!h7B~N
②校和键联接的强度 Khp`KPxz%
查表6-2得 []=110MP h8OmO5/H
工作长度 36-16=20 %s<7M@]f
50-20=30 L6S!?t.{Yv
③键与轮毂键槽的接触高度 \@8j&],dl
K=0.5 h=5 I*8i=O@0T
K=0.5 h=6 Q'xZ\t
由式(6-1)得: ?Ho~6q8O@
<[] l>p S23
<[] Ni"n_Yun
两者都合适 !jZXh1g%
取键标记为: ?[{_*qh
键2:16×36 A GB/T1096-1979 ^UTQcm
键3:20×50 A GB/T1096-1979 ], Xva`"
10、箱体结构的设计 Hq=5/N
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, 4mNg(w=NF
大端盖分机体采用配合. KtH-QQDluj
X;`XkOjk
1. 机体有足够的刚度 /sHWJ?`&/,
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 IjJO;
-;rr! cQ?
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 2eNA#^T=
h:%L% Y9z
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm p1^k4G
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 o9&&u1`M/
^0"W/
3. 机体结构有良好的工艺性. -UD^O*U
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. rfj>/?8!@
cbsU!8
4. 对附件设计 ;#c=0*.
A 视孔盖和窥视孔 s az<NT
在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 x%<oeM3U
B 油螺塞: !e+ex"7
放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 -U'3kaX5<
C 油标: #bk[Zj&
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 cO}`PD$i
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. a
W1y0
HHd;<% q
D 通气孔: FwD"Pc2
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"5>O|`
E 盖螺钉: -1^dOG6*
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 E"8cB]`|8
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. }@VdtH
F 位销: ean_/E
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. cPQUR^!5
G 吊钩: k.UQT^.
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. -44{b<:D
|"7F`M96I
减速器机体结构尺寸如下: Zp:(U3%
>\J({/ #O
名称 符号 计算公式 结果 o{C7V*
箱座壁厚 10 Q:U^):~
箱盖壁厚 9 ?f}lYQzM
箱盖凸缘厚度 12 "DWw]\xO](
箱座凸缘厚度 15 {& Pk$Q!
箱座底凸缘厚度 25 k(<:
地脚螺钉直径 M24 QOb+6qy:3
地脚螺钉数目 查手册 6 q#}#A@Rg
轴承旁联接螺栓直径 M12 2>bTcud>
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 m6'VMW
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 12W`7
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 gG^A6Ol%D
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 960[.99
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 rt5FecX\
22 &Nzq/~uqP
18 |@Cx%aEKU
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 0[\^Y<ec
16 Q~p)@[q
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 UaW,#P
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 B~\mr{|u
齿轮端面与内机壁距离 > 10 )sONfn
机盖,机座肋厚 9 8.5 A }(V2
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) !z EW)
150(3轴) 3I}(as{Rp
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) %A]?5J)Bi
150(3轴) "L?h@8sa
iZ^tLnc
11. 润滑密封设计 MXVQ90
5mtsN#
对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. s *8)|N
油的深度为H+ C[4{\3\Va
H=30 =34 -VC
kk
所以H+=30+34=64 _S$SL%;\
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 ?j'Nx_RoX
-@I+IKz
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 CXAW>VdK_
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 6h?v/\
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 B IW?/^
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 b6]MJ0do
?KB+2]7m6
12.联轴器设计 cs-wqxTX[$
UPE9e
1.类型选择. {E 'go]
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器
spX*e1
2.载荷计算. e>6NO
公称转矩:T=95509550333.5 @ P'("qb~
查课本,选取 l KdY!j"
所以转矩 B$\,l.hE
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 )j_Y9`R
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm 4#MPD
3*v&6/K
四、设计小结 J#/L}h;qH
经过两周紧张的课程设计,终于体会到了什么叫设计。原来设计并非自己想的那么简单、随便,比如说,设计减速器时,里面的每一个零件几乎都有其国家标准,我们设计时必需得按标准进行设计,最后才能符合要求。我觉得从事设计工作的人一定得要有很好的耐性,并且要有足够的细心,因为设计过程中我们要对数据不断的计算,对图形不断的修改,这需要耐心。因此,我觉得我们有必要从现在就开始培养这样一种耐心的工作态度,细心的工作作风,以便以后更快的进入到工作中,避免不必要的错误。 SjmWlf,
我觉得,虽然这次设计出的结果与自己所想的有一定差距,但我想至少是自己动手了,并且通过这次设计,使自己更明白自己在这方面的欠缺和不足之处,懂得要从头到尾自己设计出一样东西是多么的不容易。因此,我想在剩下的一年半时间里,我会针对自己专业方面欠缺知识进行提高,拓宽。我想不管谁找出了自己的弱点,一定要努力的去改进、提高它,这样自己才会不断的进步,虽然“人无完人”,但我想我们不断的改进、提升自己,最后会使自己成为比现在的自己更强,更优秀的人的。我想这是我这次课程设计的最大收获。 H\PY\O&cP
五、参考资料目录 ^*$lCUv8p
[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; (K74Qg
[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; OL2 b
[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'z
-#*[
[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; Cqra\
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 9 aacW
[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; B/^1uPTZ71
[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。