机械设计基础课程设计任务书 @``!P&h
nY~CAo/:
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 y-Z*qR?
^8fO3<Jg
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) ~Q6ufTGhpM
Ex<-<tY
目 录 hPEK@
vWj|[| <rX
一 课程设计书 2 QTP1u
^l iyWl
二 设计要求 2 ap=M$9L'
)IhI~,0Nmj
三 设计步骤 2 H"n"Q:Yp
p\!+j@H:
1. 传动装置总体设计方案 3 cFuvi^n\
2. 电动机的选择 4 z{tyB
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 .e]!i(5I
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 dc:|)bK
M
5. 设计V带和带轮 6 ggbew6L$Z
6. 齿轮的设计 8 ) tsaDG-E
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 *.Kc-f4mP
8. 键联接设计 26 J#JZ^59lOS
9. 箱体结构的设计 27 fx=aT
10.润滑密封设计 30 <0lfkeD
11.联轴器设计 30 5[;p<GqGN
Nf3Kz#!B
四 设计小结 31 2^Y1S?g.
五 参考资料 32 &z,w0FOre
y]@_DL#J=
一. 课程设计书 %,)[%>#{
设计课题: B8C"i%8V)
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 r5r K>
表一: kw1PIuz4&
题号 T}fo:aB}
3+(Fq5I
参数 1 W\X51DrEx
运输带工作拉力(kN) 1.5 Z*kg= hs^
运输带工作速度(m/s) 1.1 JQ0KXS Nr
卷筒直径(mm) 200 <0Q`:'\.>
z3>}(+
二. 设计要求 ~>+}(%<,
1.减速器装配图一张(A1)。 B_@>HZ\&
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 W;,Jte<'Nm
3.设计说明书一份。 /FB '
,qaIdw [
三. 设计步骤 r@iGMJx$
1. 传动装置总体设计方案 l-M~e]
2. 电动机的选择 L5PN]<~T
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 x?f3XEA_
4. 计算传动装置的运动和动力参数 t7R; RF
5. “V”带轮的材料和结构 Cee?%NaTS
6. 齿轮的设计 dG6Mo76
7. 滚动轴承和传动轴的设计
@(oz`|*
8、校核轴的疲劳强度 >#xpg&2x
9. 键联接设计 kOJs;k
10. 箱体结构设计 g$$uf[A-SL
11. 润滑密封设计 >Rx^@yQ!+z
12. 联轴器设计 %*:-4K
2<|+h=
&
1.传动装置总体设计方案: 1Te:&d
M~P}80I
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 -pcYhLIn
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, }vp\lKP
要求轴有较大的刚度。 |W{z,e01x
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。 ?JtFiw
其传动方案如下: He&dVP
|A}E/=HPU
图一:(传动装置总体设计图) nj
#Ab
aBol9`6
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 lvk(q\-f
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 fWF\V[
传动装置的总效率 (hdP(U77
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; @P[Tu; 4
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, ]\*g/QV
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, 64`V+Hd
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 t$R|lv5<
?%B%[u
2.电动机的选择 >/}v8k 1v
^;Ap-2Ww
电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, c7P"1
经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, =f=MtH?0y
则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 Zwp*JH+G
"4}{Z)&R2
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, T%?<3/Ev!
3*XX@>|o
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 !<@k\~9^D
_T8#36iR
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 EZE/~$`3
9`QWqu[
A)s
方案 电动机型号 额定功率 *W%HTt"N
P gx@b|rj;
kw 电动机转速 |jF)~k6
电动机重量 S1*n4w.H
N 参考价格 jsfyNl?6
元 传动装置的传动比 l[L\|hv'n
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 IHMZE42
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 )z$VQ=]"
1k3wBc5<
中心高 Cddw\|'3
外型尺寸 k9'%8(7M:
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD ub0]nov
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 fQ'P2$
D=o9+5Slw
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 a~DR$^m
cAV9.VS<L
(1) 总传动比
lrU}_`
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 b.Z K1
(2) 分配传动装置传动比 thl{IU
=× wT3QSJ
式中分别为带传动和减速器的传动比。 p!|ok#sW
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 2?nK71c"
4.计算传动装置的运动和动力参数 r,!7TuBl
(1) 各轴转速 -U'6fx) +
==1440/2.3=626.09r/min _{TGO
jZr
==626.09/5.96=105.05r/min [%
KBc}
(2) 各轴输入功率 &5)Kg%r
=×=3.05×0.96=2.93kW G@BF<e{
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW M
g1E1kXe
则各轴的输出功率: .~4%TsBaY
=×0.98=2.989kW 4\Mh2z5
=×0.98=2.929kW &d[&8V5S
各轴输入转矩 1 nIb/nY
=×× N·m ~^w;`~L
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· S%R:GZEf_
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m )PVX)2P_C
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m =Bu d!
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m \\Fl,'
=×0.98=242.86N·m (|Y[5O)
运动和动力参数结果如下表 'dDd9
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min xbxU`2/
输入 输出 输入 输出 *.8@hPy
电动机轴 3.03 20.23 1440 1b-4wonQd
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 S/"-x{Gc2v
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 XuVbi=pN.2
hIuKs5`
5、“V”带轮的材料和结构 1X.5cl?V
确定V带的截型 %TyR8
%
工况系数 由表6-4 KA=1.2 cP`o?:
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 w3a`G|
V带截型 由图6-13 B型 jt@k<#h~
LZqx6~]O
确定V带轮的直径 !E'jd72O
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm !rlN|HB
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s Mmq{]q~At
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm Q4JwX=ZVj
.36z
确定中心距及V带基准长度 _S7GkpoK
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 O{y2tz3
360<a<1030 WJ9Jj69
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm \/p\QT@mm
S^]i
初定V带基准长度 B<T wTv
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm fT!n*;h
v<,?%(g)7
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm wLAGe'GX
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm B5hk]=Ud
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 DB-4S-2
{e/Qs|a
R
确定V带的根数 r5xu#%hgp;
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw a.L ?J
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 hs}nI/#
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 sa36=:5x-
带长修正系数 由表6-2 KL=1 7z9gsi
+e. bO5Y
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 IKb 7#Ut
&]iX>m.
取Z=2 `PnB<rf:*1
V带齿轮各设计参数附表 ?*zRM?*
m/r4f279
各传动比 ev7Y^
*q{/`Z{wy
V带 齿轮 @[D-2s
2.3 5.96 P^#<h"Ht
"15mOW(!+
2. 各轴转速n i=#<0! m
(r/min) (r/min) EtK,C~C}8
626.09 105.05 V)V\M6
j
yR9a!
3. 各轴输入功率 P r5tC
(kw) (kw) "yxIaTZu
2.93 2.71 /KFCq|;7s,
i{?uIb B
4. 各轴输入转矩 T '\Z54$
(kN·m) (kN·m) fn>MOD!l
43.77 242.86 RNE})B
V4ml& D
5. 带轮主要参数 T B~C4H K=
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) vG`R.
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 f5<qF ]Y/
带的根数z 7Rqjf6kX`O
160 368 708 2232 B 2 z@iu$DZ
HWG5Ghu8,)
6.齿轮的设计 `6koQZm
%:yJ/&-Q,Z
(一)齿轮传动的设计计算 usnbGkq
T|`nw_0
齿轮材料,热处理及精度 }DjW
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 PB*mD7"
(1) 齿轮材料及热处理 p "EQ6_f
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 ]p~w`_3v
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 |fkz=*rn
② 齿轮精度 $e1==@
R
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 (9$z+Zmm?
GY%lPp
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 2'UWPZgE
按齿面接触强度设计 ^3C8GzOsO
CqOvVv
确定各参数的值: 8`l bKV
①试选=1.6 u+"3l@Y#
选取区域系数 Z=2.433 h BD .IB
D&KRJQ/
则 kBg,U 8|S
②计算应力值环数 w}nc^6qH
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) ~{lSc/SP|
=1.4425×10h IIcG+zwx
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) <XG&f
③查得:K=0.93 K=0.96 wxU@M1w}
④齿轮的疲劳强度极限 (
`T;nz
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: T9N][5 \
[]==0.93×550=511.5 ZqH.$nXP
|#G.2hMFr
[]==0.96×450=432 <WhdQKFf-
许用接触应力 CR3<9=Lv>
t[/WGF&(R
⑤查课本表3-5得: =189.8MP Q |,(C0<G
=1 w@,Yj#_9cx
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 (Ubz@s^
=4.47×10N.m &-M>@BMy
3.设计计算 +ve S~
①小齿轮的分度圆直径d ehehTP
EY'kIVk
=46.42 wj$l 093
②计算圆周速度 9n\:grW
1.52 OI:G~Wg
③计算齿宽b和模数 mAO$gHQ
计算齿宽b Yl}'hRp
b==46.42mm SStaS<q'
计算摸数m !7)` g i
初选螺旋角=14 UqHk2h-
= 84(NylZ
④计算齿宽与高之比 vKrOIBP
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 ]34fG3D|
=46.42/4.5 =10.32 X+6`]]
⑤计算纵向重合度 ePF)wl;m
=0.318=1.903 i" 0]L5=P
⑥计算载荷系数K $aIq>vJO9
使用系数=1 [\|`C4@3a
根据,7级精度, 查课本得 s}3g+T\l1w
动载系数K=1.07, vZhC_G+tGd
查课本K的计算公式: vlW521
K= +0.23×10×b S)`%clN}J
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 d'p]F~a
查课本得: K=1.35 \_GG6
查课本得: K==1.2 #GoZH?MAF
故载荷系数: p ~LTu<*S
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 <V?csx/eRd
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 NJ%>|`FEi7
d=d=50.64 mV~aZM0'
⑧计算模数 $qndG,([F
= GhlbYa
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 jg)+]r/hS
由弯曲强度的设计公式 \B\G=Y
≥ *yX5g,52-|
0Wd2Z-I
⑴ 确定公式内各计算数值 #Jx6DQGa
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m _mBFmXHHS$
确定齿数z kD}w5 U
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 ,1|Qm8O
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96
ORCG(N
Δi=0.032%5%,允许 As}3VBd
② 计算当量齿数 O%Hc%EfG
z=z/cos=24/ cos14=26.27
,>C`|
z=z/cos=144/ cos14=158 d+m}Z>iQ1O
③ 初选齿宽系数 P0 4Q_A
按对称布置,由表查得=1 r]+/"~a
④ 初选螺旋角 NUN~T (
初定螺旋角 =14 z*oeho
⑤ 载荷系数K b7uxCH]Z
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 A r=P;6J
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y )I{~Pcq
查得: s@$SM,tnn
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 ;L`NF"
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 >Tf <8r,
hD*83_S
⑦ 重合度系数Y $*\GZ$y>
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 4{v?<x8
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 ._X|Ye9/
=14.07609 )i^+=TZ q
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 {9c_T!c
⑧ 螺旋角系数Y r9
5hW
轴向重合度 =1.675, [Dq@(Q s'
Y=1-=0.82 oR@emYL
n1Z*wMwC
⑨ 计算大小齿轮的 J/k4CV*li(
安全系数由表查得S=1.25 Dug{)h_2
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 O$*\JL
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 xRrKrs &eE
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 L> \/%x>Wx
查课本得到弯曲疲劳强度极限 EYy|JT]B
小齿轮 大齿轮 ^1\[hyZ!
LLV1W0VO=P
查课本得弯曲疲劳寿命系数: K%@#a}kRb
K=0.86 K=0.93 T/Bx3VWL
qX"m"ko
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 Ly~s84k_po
[]= .L=C7 w1
[]= 3bK=Q3N
Yw6d-5=:
XTKAy;'5
大齿轮的数值大.选用. d-ML[^G
$.Qu55=z<
⑵ 设计计算 >U#j\2!Sg
计算模数 btDPP k'
sOBuJx${m
[E:-$R
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: "tUc
T,uVt^.R+
z==24.57 取z=25 +V,Ld&r
w<me(!-'
那么z=5.96×25=149 )%Lgo${[;
r.10b]b
② 几何尺寸计算 G&\!!i|IQ
计算中心距 a===147.2 `XK+Y
将中心距圆整为110 G_5E#{u
EWp'zbWP
按圆整后的中心距修正螺旋角 Y6ORI
z\6/?5D#v
=arccos |7:{vA5
wg{Y6XyH
因值改变不多,故参数,,等不必修正. U\`yLsKvH`
>vk?wY^f
计算大.小齿轮的分度圆直径 I%#
e\
i=s>a;*#
d==42.4 9
?(P?H
|7wiwdD"
d==252.5 L~} 2&w
gLQbA$gB
计算齿轮宽度 ;h#nal>w@S
SO}en[()O
B= s[tFaB 1
~glFB`?[
圆整的 JrVBd hLr
>a5avSn
大齿轮如上图: R WK##VHK
oQ_n:<3X
*l\vqgv.Z
GcA!I!j/
7.传动轴承和传动轴的设计 !e(ZEV g
pgU4>tyD
1. 传动轴承的设计 Xn:ac^
a FrVP
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 _=oNQ
P1=2.93KW n1=626.9r/min o]@g%_3X
T1=43.77kn.m ^"\.,Y
⑵. 求作用在齿轮上的力 fP
5!`8
已知小齿轮的分度圆直径为 WX9pJ9d
d1=42.4 wfc[B;K\
而 F= ne\N1`AU
F= F ?FRQ!R
uyDYS
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N QWWoj[d#
SsF
5+=A
C},$(2>0+
_ Oe|ZQ
⑶. 初步确定轴的最小直径 m
K@a7fF?
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 Q`X5W
JI}p{yI
C'$}!p70
/+F|+1
从动轴的设计 ^. i;,
hrr ;=q$
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, TAu*lL(F
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M =7Y gES
⑵. 求作用在齿轮上的力 7F{=bL
已知大齿轮的分度圆直径为 TAt9+\'
d2=252.5 UW[{Y|oE
而 F= v1j]&3O
F= F Eh)VU_D
7l})`>
k
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N r6-'p0|
UVD::
C4P7,
x6x6N&f?
⑶. 初步确定轴的最小直径 (u
>:G6K
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 Px4zI9;cB
K,IPVjS
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 PHa#;6!5
查表,选取 B&m?3w
N>Pufr
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 #:68}f"$
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 =;3|?J0=
[]Z| *+=Q
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 e-os0F
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 。 9e Dji,
G\H@lFh
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. "A:wWb<m
9CWUhS
D B 轴承代号 =P+S]<O
45 85 19 58.8 73.2 7209AC w
I@
lO\
45 85 19 60.5 70.2 7209B '+X9MzU*\
50 80 16 59.2 70.9 7010C 6iFd[<.*j
50 80 16 59.2 70.9 7010AC 5Wi5`8m
ANCgch\
`4&\ %9
{-S0m=
A?;/]m;
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 yg2~qa:dZ
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, @ec QVk
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. 3@}HdLmN|
l{Hi5x'H
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. vfegIoZ
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, ;8g#"p*&
高速齿轮轮毂长L=50,则 0{PK]qp7
EW4XFP4
c
L=16+16+16+8+8=64 -JZl?hY(
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. !*|CIxk(
IHo6&
5. 求轴上的载荷 $vy.BYFm
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, uB,B%XHj
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. {djOU
9]
O|j5ulO}&"
o D*
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v!F(DP.)Z
w.l#Z} k
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GN1cnM>`
传动轴总体设计结构图: A{6ZEQAh>
{.,OPR"\
Gs?W7}<$
q]Qgg
(主动轴) u khI#:[
;*Z
w}51
(tq)64XVz
从动轴的载荷分析图: e-}PJ%!,T
W: ?-d{
6. 校核轴的强度 Zo0&<QWj
根据 ?|hzAF"U
== mG@Q}Y(
前已选轴材料为45钢,调质处理。 z|b4w7I
查表15-1得[]=60MP 5h>
gz
〈 [] 此轴合理安全 *q0N$}k
[
objdQU`
8、校核轴的疲劳强度. IWT##']G
⑴. 判断危险截面 XPEjMm'*b3
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. `a6;*r y
⑵. 截面Ⅶ左侧。 2hu6
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 "Z{^i3gN
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 4_"ZSVq]#
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 8Peqm?{5Y5
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 )@Zel.XD
截面上的弯曲应力 QHM39Eu]
J5o"JRJ"
截面上的扭转应力 ?APzx@$D.
== 0"QE,pLe4
轴的材料为45钢。调质处理。 ]Pd*w`R
由课本得: =;{S>P!I(t
+'Ge?(E4_
因 NFSPw`f
经插入后得 TRq~n7Y7C
2.0 =1.31 YT:1=Nf}
轴性系数为 Rxli;blzi
=0.85 b]Y,& 8}[+
K=1+=1.82 wk/->Rz
K=1+(-1)=1.26 !.J~`Y'd_
所以 m:41zoV
{Y@[hoHtF
综合系数为: K=2.8 JIQzP?+?
K=1.62 A|&EI-In
碳钢的特性系数 取0.1 .6"7Xxe]<
取0.05 C}>)IH
安全系数 UF{2Gx
S=25.13 ^$L/Mv+
S13.71 @fK`l@K
≥S=1.5 所以它是安全的 ='JX_U`A^F
截面Ⅳ右侧 0PfFli`2;
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 m,KY_1%M
A:!{+
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 Yx%%+c?.
Ya. $x~
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 [V f|4xcD
.Sn1YAhE
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 B';Ob
截面上的弯曲应力 btYPp0o~
截面上的扭转应力 4mAtYm
==K= b#m47yTW9<
K= Vg+SXq6G
所以 zXD@M{
综合系数为: |<V{$),k
K=2.8 K=1.62 L~$RF {$
碳钢的特性系数 ;E&XFTdO
取0.1 取0.05 4{?x(~
安全系数 R3PhKdQ"
S=25.13 c5;ROnTm
S13.71 s7e'9Bx
≥S=1.5 所以它是安全的 _e3'f:
qcot
T\rq
9.键的设计和计算 t5k&xV=~
#
yU.0'r5uR
①选择键联接的类型和尺寸 7" [;M
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. n`,Q:
根据 d=55 d=65 US|vYd}u+
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 w}0Qy
b=20 h=12 =50 f3>/6C
$VA4% 9
②校和键联接的强度 =I(s7=Liu
查表6-2得 []=110MP %awS*
工作长度 36-16=20 *LRGfk+h
50-20=30 ie!4z34
③键与轮毂键槽的接触高度 }D^Gt)
K=0.5 h=5 1I`D$Xq~:
K=0.5 h=6 6`C27
由式(6-1)得: v,+@
U6i
<[] WI6E3,ejB1
<[] M\&~ Dmd
两者都合适 WGmCQE[/c
取键标记为: vt
N5{C
键2:16×36 A GB/T1096-1979 >{S $0D
键3:20×50 A GB/T1096-1979 VO Qt{v{1|
10、箱体结构的设计 !iVFzG
@m
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, pJz8e&wyLM
大端盖分机体采用配合. IJ8DN@w9
SDIeq
1. 机体有足够的刚度 r!^\Q7
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 Xoy 1Gi?
d_+8=nh3
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 6bcrPf}
fn OkH
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 /aG>we
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 ,NEs{!
T
CD_f[u
3. 机体结构有良好的工艺性. -y?Z}5-rs
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. yU"G|Ex
<o+
7U
4. 对附件设计 noA\5&hqW
A 视孔盖和窥视孔 Nr9[Vz?$P
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 iyYY)roB
B 油螺塞: p*,P%tX
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。 C|\^uR0
C 油标: ^Nw]'e3
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 CLEG'bZa,
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. //lZmyP?
2^6TrZA7M6
D 通气孔: "t:.mA<v
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. Hi_Al,j:
E 盖螺钉: TRLeZ0EC
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 x{>Y$t]
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. `^L<db^A
F 位销: -]\E}Ti
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. 4AOS}@~W
G 吊钩: (Dm"e`
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. u)`|q_y+8
`u~
减速器机体结构尺寸如下: t;dQ~e20
5
?~-Vv31s
名称 符号 计算公式 结果 =jIT"rk
箱座壁厚 10 &8+6!TN7
箱盖壁厚 9 qTHg[sME
箱盖凸缘厚度 12 3>9 dJx4I
箱座凸缘厚度 15 pq?[ wp"
箱座底凸缘厚度 25 NB5L{Gf6-
地脚螺钉直径 M24 IHbo w0'
地脚螺钉数目 查手册 6 h:jI
轴承旁联接螺栓直径 M12 *OOa)P{^D
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 `s83rhs`!
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 ;D"P9b]9$
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 Da8$Is;n
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 R%N#G<^R
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 $qtU
22 ,}IER
18 IEoR7:
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 ,rFLpQl
16 .l( r8qY#
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 YY:iPaGO
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 k[ffs}
齿轮端面与内机壁距离 > 10 _X%6 +0M
机盖,机座肋厚 9 8.5 M,\|V3s
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) 2gL[\/s
150(3轴) y>7VxX0xi
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) F*4Qa
150(3轴) ;h-G3>Il
eW"x%|/Q7
11. 润滑密封设计 Ag>>B9
;%rs{XO9
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. ;sL6#Go?V
油的深度为H+ Sa[EnC
H=30 =34 p21=$?k!;
所以H+=30+34=64 }GNkB
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 hDB`t
$
F@_Egi
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 D)*_{
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 (ciGLfNG
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 yo?g"vbE
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 +2V%'{:
0l(E!d8&'
12.联轴器设计 ]m/@wW9
dS3>q<J*a
1.类型选择. K{=r.W
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 w~Tq|kU[
2.载荷计算. KM_)7?`
公称转矩:T=95509550333.5 tv@Z5
查课本,选取 } Jdh^t .
所以转矩 <nOuyGIZ
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 ui.QYAYaV
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm GFQG(7G9
de=5=>P7
四、设计小结 u,Q_WR-wJ
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。 W;OYO
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。 {hs2?#p
五、参考资料目录 K'iS#i7
[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; \]f5
[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; )I Y 5Y
[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; 33{;[/4
[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; D y`W5_xSz
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 RR~sEUCo{
[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; R<y Nv
[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。