机械设计基础课程设计任务书 Ok7t@l$
'bGX-C
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 \;-fi.Hrf$
QVF]Ci_=
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) h)1qp Qj
k:2QuG^
目 录 R+q"_90_
RCTQhTy=
一 课程设计书 2 O1 .w,U
hUQ,z7-
二 设计要求 2 &
gJV{V5Ay
`b8v1Os^2
三 设计步骤 2 f\+fo
~U(,TjJb
1. 传动装置总体设计方案 3 L@75-T
2. 电动机的选择 4 PkE5|d*,
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 di)*-+
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 B/5=]R
5. 设计V带和带轮 6 IX: 25CEI2
6. 齿轮的设计 8 mNf8kwr
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 yKXff1^M
8. 键联接设计 26 Wk:hFHs3
9. 箱体结构的设计 27 *19ax&|*S
10.润滑密封设计 30 E ca\fkj
11.联轴器设计 30 Q'+MFld
LA_3=@2.H
四 设计小结 31 e{;OSk`x
五 参考资料 32 /vY_Y3k#
I$Qs;- (
一. 课程设计书 48|s$K ^
设计课题: {X2`&<i6
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 ze_{=Cv&Y
表一: e*(b
题号 "dR|[a<#g
G*S|KH
参数 1 #-3=o6DCK
运输带工作拉力(kN) 1.5 mcz+P |
运输带工作速度(m/s) 1.1 ,+qVu,
卷筒直径(mm) 200 uE[(cko
bifS 2>c
二. 设计要求 &U+ _ -Ph
1.减速器装配图一张(A1)。 9Rm/V5
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 w ;daC(:
3.设计说明书一份。 ZcuA6#3B
$Vc~/>
三. 设计步骤 v7%X@j]ji
1. 传动装置总体设计方案 b}T6v
2. 电动机的选择 !-m&U4Ku6o
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 Z5c~^jL$-
4. 计算传动装置的运动和动力参数 awvDe
5. “V”带轮的材料和结构 ZKg{0DY
6. 齿轮的设计 )s1Ib4C
7. 滚动轴承和传动轴的设计 ,uzN4_7u
8、校核轴的疲劳强度 )CX4kPj
9. 键联接设计 k{gLMl
10. 箱体结构设计 Ku&!?m@C
11. 润滑密封设计 V\V)<BARe
12. 联轴器设计 K1V#cB
WO
_U;eN|Ww
1.传动装置总体设计方案: &V|>dLT>A
"NRDNqj(
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 <foCb%$(?
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, 0!z@2[Pe66
要求轴有较大的刚度。 Bl9jkq
]
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 qO`)F8
其传动方案如下: +0),xu
:V2bS
图一:(传动装置总体设计图) kNu'AT#3|
O]f/r,4@
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 D>Gt]s
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 \A`hj~
传动装置的总效率 ExHKw~y9
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; 7Cjd.0T=(
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, DmXcPJ[9
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, SWp1|.=Sm
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 ++L?+^h
0A{/B/r
2.电动机的选择 z} '! eCl
dD<fn9t
电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, Ll MpS<2NO
经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, +n}$pM|NKU
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。 U/lM\3v/e
fC}R4f7C
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, Y!6/[<r$~k
u *
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 1 nvTce
`nUO l
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 [![%9'+P
,ZblIOWb
jlFk@:y4
方案 电动机型号 额定功率 &R~n>>c
P %3HVFhl
kw 电动机转速 a?yMHb{F
电动机重量 = 07Gy, =i
N 参考价格 q9"=mO0J+
元 传动装置的传动比 {_RWVVVe
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 -T6(hT\
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 Wlh~)
pf4 ^Bk}e
中心高 _=
#zc4U
外型尺寸 pj?XLiM54%
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD .oEmU+
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 vd`}/~o
t>B^q3\q?
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 B12$I:x`
EkT."K
(1) 总传动比 \.XLcz
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 e&eW|E
(2) 分配传动装置传动比 7?OH,^
=× +.RKi!
式中分别为带传动和减速器的传动比。 crO@?m1
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 _md=Q$9!m
4.计算传动装置的运动和动力参数 JO14KY*%
(1) 各轴转速 'gQidf
==1440/2.3=626.09r/min )m3q2W
==626.09/5.96=105.05r/min IPuA#C
(2) 各轴输入功率 (]/9-\6(#
=×=3.05×0.96=2.93kW (><zsLs&
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW C1T_9}L-A
则各轴的输出功率: Oo?,fw
=×0.98=2.989kW 5q@LxDy,b
=×0.98=2.929kW 7j5f ;O^+
各轴输入转矩 E2GGEKrW
=×× N·m SPj><5Ro
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· \U%#nU{
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m <lr*ZSNY
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m MH|]\
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m z}SND9-"
=×0.98=242.86N·m d@mo!zu
运动和动力参数结果如下表 ,_!6U
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min cYNJhGY
输入 输出 输入 输出 wix5B@
电动机轴 3.03 20.23 1440 `SO|zz|'
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 =TR,~8Z|
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 L.6WiVP)
>#+IaKL7
5、“V”带轮的材料和结构 TJ?g%
确定V带的截型 uhN%Aj\iu(
工况系数 由表6-4 KA=1.2 4^6.~6a
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 D j\e@?Y
V带截型 由图6-13 B型 IB.yU,v
%/kyT%1
确定V带轮的直径 vUC!fIG
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm - ~O'vLG
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s ]j>i.5
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm NV4g~ +n
fJjgq)9
确定中心距及V带基准长度 (_*
wt]"'
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 8GJdRL(
360<a<1030 Kex[ >L10G
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm Vbh6HqAHxJ
QbYc[8-[
初定V带基准长度 F{k+7Ftc
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm O?bK%P]ay
Z.Rb~n&
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm 3E} An%
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm E04l|
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 mzL[/B#>M
x}fn'iUnm
确定V带的根数 vUQFQ
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw lfk9+)
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 x@P{l&:>
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 s(ROgCO
带长修正系数 由表6-2 KL=1 iNcZ)m/
wh 0<Uv
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 TOl}U
F-n"^.7
取Z=2 %Xh fXd'
V带齿轮各设计参数附表 xu%'GZ,o9
QhGXBM
各传动比 jyW[m,#(go
tP
~zKU
V带 齿轮 ?4PQQd
2.3 5.96 $%2_{m_K:p
s #:%x#
2. 各轴转速n LR)&
[{Kk
(r/min) (r/min) >AD=31lq
626.09 105.05 }|8*sk#[
<v]9lw'
3. 各轴输入功率 P ,W5.:0Y;f[
(kw) (kw) ty1fcdFZM
2.93 2.71 5#:pT
1r`i]1<H
4. 各轴输入转矩 T XOrfs sj
(kN·m) (kN·m) RcY[rnI6
43.77 242.86
t\U$8l_;
lhn8^hOJ/
5. 带轮主要参数 )jW(6
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) +Al>2 ~
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 f~& a-
带的根数z O?K./So&
160 368 708 2232 B 2 [p;*r)f2}
Yt1mB[&f^
6.齿轮的设计 #JNy
" mj^+u-
(一)齿轮传动的设计计算 G^h_YjR`*
T@+ClZi
齿轮材料,热处理及精度 * UcjQ
考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 [$:,-Q @
(1) 齿轮材料及热处理 &a~=b,
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 Zy$L rr!
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 c;!g
② 齿轮精度 P@ypk^v
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 ;"7/@&M\m
4_Rdp`x#J
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 ~@c-*
按齿面接触强度设计 mVf.sA8
XSD%t8<LO
确定各参数的值: 9 pKm*n&
①试选=1.6 #a}N"*P
选取区域系数 Z=2.433 2ChWe}f
oj.lj!
则 @@pq'iRn
②计算应力值环数 hTS|_5b
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) )LFD6\z1pl
=1.4425×10h XI}I.M
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) MQ w9X
③查得:K=0.93 K=0.96 g{ (@uzqG
④齿轮的疲劳强度极限 Zw=G@4xoU
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: 8fO8Dob]\Y
[]==0.93×550=511.5 aPBX=;(
S=9E@(]
[]==0.96×450=432 PZ]5Hf1"
许用接触应力 }brr ))
K+ehr
⑤查课本表3-5得: =189.8MP ;~ee[W$1
=1 >}]H;&
l
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 N du7nKG
=4.47×10N.m b.Su@ay@(^
3.设计计算 Q_lu`F|
①小齿轮的分度圆直径d Q]i[.ME
~{QEL2
=46.42 /RF%1!M
K
②计算圆周速度 Ru7L>(Njs
1.52 i7v/A&Rc
③计算齿宽b和模数 nZW4} ~0j
计算齿宽b &q>h*w4O
b==46.42mm gHH&IzHF
计算摸数m 4!'1/3cY
初选螺旋角=14 iPFL"v<#J
= (4ZLpsbJ
④计算齿宽与高之比 eiB(VOJ
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 m+$/DD^-zl
=46.42/4.5 =10.32 RK3.-
⑤计算纵向重合度 3;D?|E]1
=0.318=1.903 ![Hhxu
⑥计算载荷系数K Q!)z)-hI
使用系数=1 f(.6|mPp
根据,7级精度, 查课本得 ScHlfk
p
动载系数K=1.07, 2mOfsn d@
查课本K的计算公式: 7j R7
K= +0.23×10×b :~r#LRgc
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 (\uAAW"
查课本得: K=1.35 E 8^sy*f
查课本得: K==1.2 mS7E_A8
故载荷系数: Bfn]-]>sD
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 C zpsqTQ
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 wLSjXpP8
d=d=50.64 "o<D;lO
⑧计算模数 0$?qoS
= `E%(pjG
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 3Pa3f >}-
由弯曲强度的设计公式 a[JZ5D
≥ }{#7Z8
s#`cX0L)
⑴ 确定公式内各计算数值 @2|G|C/]O}
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m ]nHe$x!2]
确定齿数z =%)})
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 )_F(H)*
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 S#hu2\9D,
Δi=0.032%5%,允许
B,:23[v
② 计算当量齿数 n4XMN\:g{
z=z/cos=24/ cos14=26.27 iUpSN0XkMM
z=z/cos=144/ cos14=158 "1CGO@AXS
③ 初选齿宽系数 >]C<j4
按对称布置,由表查得=1 vnF g%M!
④ 初选螺旋角 JN)"2}SE
初定螺旋角 =14 iPNd!_
⑤ 载荷系数K @Z,qu2~|!
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 k~ZBJ+
94
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y Hc"N&
%X[
查得: k\%,xf; x
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 6J]~A0vsi}
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 0rGj|@+;
m_~y
⑦ 重合度系数Y )m)h/_
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 @s3aR*ny$
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 0.3^
=14.07609 #<D@3ScC
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 S]tkz*w0*
⑧ 螺旋角系数Y C!`>cUhE{
轴向重合度 =1.675, S54gqc1S]
Y=1-=0.82 !;ZBL;qY9
o<~-k,{5P
⑨ 计算大小齿轮的 % d4+Ctrp-
安全系数由表查得S=1.25 z`;&bg\8
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 `s#sE.=o
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 aKaR
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 t.gq5Y.[
查课本得到弯曲疲劳强度极限 G!-7ic_4
小齿轮 大齿轮 aGdpecv
_95- -\
查课本得弯曲疲劳寿命系数: 6zELe.tq
K=0.86 K=0.93 Q>##hG:m
7=; D0SS
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 7j4ej|Fjo
[]= QZ6[*_Z6
[]= M
,Zm|3L
[BJ$|[11
)R8%wk?2
大齿轮的数值大.选用. Smi%dp.
dxk;@Tz
⑵ 设计计算 hw EZj`9
计算模数 -ryDsq
5@GD} oAn6
&Bj,.dD/a
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: ppPG+[ cz
ocb%&m;i
z==24.57 取z=25 HTR "mQ
]J8KCjq@
那么z=5.96×25=149 |G|*
C.b,]7i
② 几何尺寸计算 ^D%}V- "
计算中心距 a===147.2 +,ZUTG
将中心距圆整为110 rC* sNy2
3ybK6!g`[
按圆整后的中心距修正螺旋角 ]}UeuF\
>!:$@!6L
=arccos Z%, \+tRe
i}v}K'`
因值改变不多,故参数,,等不必修正. u|]mcZ,ZW
(M+,wW[6
计算大.小齿轮的分度圆直径 oi33{#%t
+ 1E?He:iQ
d==42.4 GoGohsj
SH@
d==252.5 =
]dz1~/
F[o+p|nF
计算齿轮宽度 v#FJ+
I?^Q084
B= 9 AQ96
sw 3:HNG=
圆整的 ^g}gT-l%
A{DIp+
大齿轮如上图: Z`SWZ<
.!7Fe)(x
9^#zxmH)
e]dPF[?7
7.传动轴承和传动轴的设计 ft~|
5WtQwN~
1. 传动轴承的设计 i/C
-{+}U
l`~a}y "n
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 I>YtWY|ed
P1=2.93KW n1=626.9r/min ?34EJ
!
T1=43.77kn.m fY)4]= L
⑵. 求作用在齿轮上的力 >Rl0%!
已知小齿轮的分度圆直径为 CA~em_dC
d1=42.4 v;N1'
而 F= O&rD4#
F= F kb>Vw<NtE
%+t
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N Tv*1q.MB
TNX%_Q<
mCC:}n"#
QXIbFv
⑶. 初步确定轴的最小直径 .Y^d9.
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 qJbhPY8Ak
@Le ^- v4
vJ'yz#tl9
;QvvU[eb
从动轴的设计 N$ qNe'b
n}ZBU5_
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, ||*&g2Y
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M OGE#wG"S
⑵. 求作用在齿轮上的力 8IT_mjj
已知大齿轮的分度圆直径为 C,VqT6E<
d2=252.5 ~q#[5l(r8
而 F= 6>LQGO
F= F 6/V{>MTZg
~'Qpf 8)
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N kERaY9L\
[6RV'7`Abj
+lDGr/
!7,K9/"
⑶. 初步确定轴的最小直径 8Jib|#!
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 =xlYQ}-(a
)l[7;ZIw$
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 UtGd/\:
查表,选取 "z(fBnv
<5!RAdaj+
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 q*<J$PI
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 W O \lny!
v%l|S{>(
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 *"wD&E?
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 。 L2/<+Zw
$.3CiM}~
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. aP6%OI
*C:q _/
D B 轴承代号 O7<V@GL+
45 85 19 58.8 73.2 7209AC i>kNz(*
45 85 19 60.5 70.2 7209B \.{pZMM
50 80 16 59.2 70.9 7010C 5@%=LPV
50 80 16 59.2 70.9 7010AC )8N)Z~h
w4<u@L
7PQj7&m
-~Z@,
sJYKt
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 JY050FL
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, $nD k
mKl
③ 取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm. )>#<S0>'j
m(7_ZiL=
④ 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. EJ
&ZZg
⑤ 取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, as!|8JE`
高速齿轮轮毂长L=50,则 BS<>gA
R;/
gQ+_&'C
L=16+16+16+8+8=64 eQ)ioY
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. ?H7p6mu
jtVPv]
5. 求轴上的载荷 0wE8GmG
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, C7*Yg$`{
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. j"$b%|
I}Gl*@K&O
s)7`r6w
t;a}p_>
dU04/]modD
=B{$U~}
Ad N=y8T
Z`1o#yZ
CPCB!8-5
@SVEhk#
va*>q-QCr
传动轴总体设计结构图: K
v>#
NN pa69U
#(Yb
lY
PQ!?gj
(主动轴) zZ"')+7q&%
s].Cx4VQ
9{J8q
从动轴的载荷分析图: Z(`K6`KM
(S93 %ii
6. 校核轴的强度 6I.+c
根据 ; >hPHx
== AxqTPx7`|
前已选轴材料为45钢,调质处理。 [`nyq )
查表15-1得[]=60MP Q ]koj!mMl
〈 [] 此轴合理安全 9lwo/(s
HBkQ`T
8、校核轴的疲劳强度. #(}_2x5
⑴. 判断危险截面
kd2'-9
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. "lj:bxM2C
⑵. 截面Ⅶ左侧。 vH:+
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 $,@+Ua
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 L$07u{Q
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 tp3N5I
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 Tf]VcEF
截面上的弯曲应力 VQJ5$4a&
Qz90 mb
截面上的扭转应力 oM7-1O
== OpX
轴的材料为45钢。调质处理。 -Y,Ibq
由课本得: w9?wy#YI
j3'/jk]\
因 )$.9WlQ
经插入后得 8{^GC(W{]
2.0 =1.31 H;}ue
轴性系数为 ]V7hl#VO
=0.85 x-k/rZ
K=1+=1.82 UVRV7^eTe
K=1+(-1)=1.26 \A"a>e
所以 R_&V.\e_
p+1B6 j
综合系数为: K=2.8 ~x#-#nuh"
K=1.62 yq^$H^_O
p
碳钢的特性系数 取0.1 {.'g!{SHp
取0.05
8y
)i,"
安全系数 f*f9:xUY
S=25.13
]@
0V
S13.71 78A4n C
≥S=1.5 所以它是安全的 b<MMli
截面Ⅳ右侧 [-}%B0S**
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 J\},o|WI
b8Ad*f\
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 {-Oc8XI/
4y)1*V U:
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 *J-jr8&
BU .G~0
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 u9%:2$[
截面上的弯曲应力 PltPIu)F
截面上的扭转应力 [_GR'x'0x
==K= g)Uh
K= a .Vs>1
所以 $O>MV
综合系数为: m=y)i]=1
K=2.8 K=1.62 dz DssAHy
碳钢的特性系数 7[,f;zG
取0.1 取0.05
Hh/#pGf2
安全系数 4}b:..Ku
S=25.13 1%{(?uz9
S13.71 v:ZD}Q_
≥S=1.5 所以它是安全的 dv>zK#!
g7ROA8xu
9.键的设计和计算 hj[g2S%X
\%*y+I0>
①选择键联接的类型和尺寸 =swcmab;
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. <i?-x&Q?=
根据 d=55 d=65 7tnzgtal
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 9]9(o
b=20 h=12 =50 |8rJqtf +&
A) .AAr
②校和键联接的强度 w/@%xy
查表6-2得 []=110MP 11'Tt!
工作长度 36-16=20 ot6Pq}
50-20=30 vDL/PXNC
③键与轮毂键槽的接触高度 247>+:7z
K=0.5 h=5 b s*Z{R
K=0.5 h=6 %?y`_~G
由式(6-1)得: k#M W>
<[] <>GyG-q
<[] W6>uLMUa
两者都合适
)BB a
取键标记为: \FM- FQK
键2:16×36 A GB/T1096-1979 lDXH<W?
键3:20×50 A GB/T1096-1979 XsC bA8Qv
10、箱体结构的设计 EtG)2)
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, >skS`/6
大端盖分机体采用配合. O@$i
K!mgh7Dx
1. 机体有足够的刚度 U9s y]7
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 C,rZ}-
vUA,`
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 _X/`4 G
.:/@<V+K
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 bf+2c6_BN0
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 &3. 8i%
'`"&RuB
3. 机体结构有良好的工艺性. )c/BDC7g
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. D%btlw?{
SfR_#"Uu
4. 对附件设计 ~+hG}7(:
A 视孔盖和窥视孔 R&A.F+Zgt
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 IU}`5+:m
B 油螺塞: 5 Da(DA
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。 Dr<Bd;)
C 油标: 4RNzh``u
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 (@9-"W
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. j7zQ&ANF
x$*OglaS
D 通气孔: FS0SGBo
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. 'UKB
pm/
E 盖螺钉: {s]eXc]K}
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 t/w>t! q
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. }^t?v*kcA
F 位销: ^q$sCt}
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. >?tpGEZ\
G 吊钩: l0f6L xfz
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. #kA+Yqy\)
Y`v&YcX;
减速器机体结构尺寸如下: 3ly|y{M",
~}fpe>M:
名称 符号 计算公式 结果 li?Gb1
箱座壁厚 10 bVym
箱盖壁厚 9 M*Xzr .6
箱盖凸缘厚度 12 z!tHn#
箱座凸缘厚度 15 O B:G5B`
箱座底凸缘厚度 25 Wk?XlCj
地脚螺钉直径 M24 ~rD* Y.
地脚螺钉数目 查手册 6 +9t@eHJT1
轴承旁联接螺栓直径 M12 #+$z`C`
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 9j/B3CjW
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 ul
E\>5O4h
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 /}wGmX! -!
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 ]4PG[9J@
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 /$E1!9J
22 c8'?Dd
18 @U,cj>K
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 xM(
16 IlY,V
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 ufmFeeg
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 6xwC1V?:0t
齿轮端面与内机壁距离 > 10 Xv9CD
机盖,机座肋厚 9 8.5 |dvcDx0|K
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) 'yl`0,3wV
150(3轴) %H54^Z<y
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) k~R_Pq
S
150(3轴) fE >FT9c
!|SawT5t
11. 润滑密封设计 RSy1 wp4W
i^yQ;
2-
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. 2HUoT\M
油的深度为H+ 3=z'Ih`
H=30 =34 'n\ZmG{
所以H+=30+34=64 <=p"ck@
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 0@2%pIq\
Q-AN~k8+)[
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 U`D"L4},.
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 C)`/Q( ^
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 6_XTeu
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 D+RG,8Ht
!JJY(o
12.联轴器设计 Upf1*$p
~{xY{qL
1.类型选择. 3=`UX
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 w$1.h'2
2.载荷计算. zZkwfF
公称转矩:T=95509550333.5 !5ppA
查课本,选取 ]itvu :pl%
所以转矩 |>m@]s7Z
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 H}A67J9x
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm *M&~R(TMn
{R(q7ALR
四、设计小结 Ltc>@
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。 |3s-BKbN4
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。 4!D!.t~r
五、参考资料目录 *5wb8[
[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; ]ko>vQ4]3
[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; k9a-\UIMet
[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; LqW~QEU(
[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; j
$L
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 @A
g=2\9
[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; 7&2xUcsz)
[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。