机械设计基础课程设计任务书 \hb$v
`*`ZgTV
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 M'oZK
.7:ecFKk
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) i70\`6*;B
fY #Y n
目 录 ne 3t|JZ
O*x~a;?G
一 课程设计书 2 1jAuW~
?'"BX
二 设计要求 2 %K7;ePu
\OWxf[
三 设计步骤 2 }w2Et
1,U)rx$H
1. 传动装置总体设计方案 3 Asq&Z$bB_
2. 电动机的选择 4 E9t8SclV
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 ZP&iy$<L
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 /TIt-c
5. 设计V带和带轮 6 4cJ/XgX
6. 齿轮的设计 8 -%K}~4J
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 ^ P
A|RFP
8. 键联接设计 26 `0w!&
9. 箱体结构的设计 27 z(2G"}
10.润滑密封设计 30 ,OP\^
11.联轴器设计 30 jqTK7b
!L3|5:j
四 设计小结 31 mv`b3 $
五 参考资料 32 w{;~
5lM 3In@
一. 课程设计书 :<0lC j
设计课题: cS@p`A7Tpo
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 /q7$"wP
表一: cf*~Gx_l
题号 No+BS%F5
g2rH"3sC
参数 1 s$0dLEa9
运输带工作拉力(kN) 1.5 [ :Sl~
运输带工作速度(m/s) 1.1 "GJ.`Hj
卷筒直径(mm) 200 }g|9P SbJ
9(_n8br1
二. 设计要求 g:p`.KuB
1.减速器装配图一张(A1)。 hw)z]
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 osLEH?iKW
3.设计说明书一份。 V%C'@m(/SZ
;vWJOvM2
三. 设计步骤 2
'$nz
1. 传动装置总体设计方案 02(Ob
2. 电动机的选择 Rt5Xqz\6i
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 D4$"02"
4. 计算传动装置的运动和动力参数 iU=:YPE+.
5. “V”带轮的材料和结构 A8AeM`
6. 齿轮的设计 Z[,,(M
7. 滚动轴承和传动轴的设计 73{<;z}i
8、校核轴的疲劳强度 9+.3GRt7
9. 键联接设计 nvc(<Ovw
10. 箱体结构设计 h7m$P^=U
11. 润滑密封设计 |Vu`-L'Jz
12. 联轴器设计 9\kEyb$F=
lR`.V0xA
1.传动装置总体设计方案: }/IP\1bG
Z7?\ >4V
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 kK0zb{
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, ,zJ:a>v
要求轴有较大的刚度。 gd]_OY7L
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 89P7iSV#*
其传动方案如下: 5a2;@}%V
mQ<Vwx0
图一:(传动装置总体设计图) `>lY$EBG@[
"{~^EQq,
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 Y
7?q`
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 bz [?M}
传动装置的总效率 vo~Qo;m
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; )2u_[Jc=
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, $H/: -v
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, P$@:T[}v
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 fN9uSnu
O>"
|5wj
2.电动机的选择 bZj5qjl`x
UA4MtTp`
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, /IHF
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, U0N6\+
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。 5F]2.<i
IL?"g{w
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, bJeF1LjS
eF4f7>5Cv
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 BXytAz3
gXY]NWI
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 lcfs
1].
EQ"+G[j~x
"K;""]#wg0
方案 电动机型号 额定功率 %"|W
qxv
P Tv|iCYB?
kw 电动机转速 I-Am9\
电动机重量 f%q ?
N 参考价格 { /
,?3
元 传动装置的传动比 xF
3Z>
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 sy6[%8D$
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 n9Vr*RKM)
3aJYl3:0B
中心高 O6">Io5
外型尺寸 8LY^>.
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 y3P4]sq
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 w,0OO
f
#TB
3|=
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 Q4g69IE
8}Q2!,9Q
(1) 总传动比 D23 c/8K
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 ih: XC
(2) 分配传动装置传动比 ^#4<~zU
=× @S&QxE^
式中分别为带传动和减速器的传动比。 bu=RU
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 Sh:_YD^(
4.计算传动装置的运动和动力参数 Sb }=j;F
(1) 各轴转速 +{%)}?F
==1440/2.3=626.09r/min m<J:6^H@
==626.09/5.96=105.05r/min ghTue*A
(2) 各轴输入功率 K :>O X
=×=3.05×0.96=2.93kW T5dnj&N ]
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW [7,q@>:CS
则各轴的输出功率: HzsQ`M4cA
=×0.98=2.989kW w=5<mw
=×0.98=2.929kW P]2V~I/X
各轴输入转矩 S.?DR3XLc
=×× N·m <driD'=F
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· qTGi9OP6/
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m ~{pds
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m O<MO2U+^x
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m {/qQ=$t
=×0.98=242.86N·m StiWa<"c
运动和动力参数结果如下表 oFsV0 {x%)
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min |FSp`P
输入 输出 输入 输出 .X:,]of
电动机轴 3.03 20.23 1440 dq0!.gBT2
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 F(Je$c/J|~
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 wEQZ9?\
dfh 1^Go
5、“V”带轮的材料和结构 ?}(B8^
确定V带的截型 s(r4m/
工况系数 由表6-4 KA=1.2 4zZ.v"laVM
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 ZVrZkd`
V带截型 由图6-13 B型 Ko|gH]B'
ZX'3qW^D
确定V带轮的直径 \mWH8Z
}Z
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm U/_hH*N"!
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s MSB/O.
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm cM]ZYi
$oPc,zS-gL
确定中心距及V带基准长度 RYdI$&]
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 LCuz_LTFq{
360<a<1030 yI^7sf7k
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm 5qFHy[IA
Lyit`j~yH
初定V带基准长度 $)d34JM
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm Z*=$n_
G
oN`khS]_v0
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm 7xfS%'=y"
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm 7y_<BCx
h
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 D0>Pc9
B>@l(e)b
确定V带的根数 v:n[H]K|
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw <kWkc|zBY
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 +k[w)7Q
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 4um^7Ns)7
带长修正系数 由表6-2 KL=1 <~S]jtL.j:
hE<Sm*HU
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 u'T-}95 V
^]Z@H/]H
取Z=2 WQbjq}RfI
V带齿轮各设计参数附表 /Z[HU{4
h\Q@zR*0a
各传动比 A6 `a
{WQ6=wGpS
V带 齿轮 z;_vl
2.3 5.96 f.$*9Fkw
>?6HUUQ
2. 各轴转速n F!p;]B
(r/min) (r/min) H!>>|6OPF
626.09 105.05 wuW{2+)B
O%haaL\
3. 各轴输入功率 P [B +:)i
(kw) (kw) Q7i(M >|O
2.93 2.71 7|GSs=
*z.rOY=
8
4. 各轴输入转矩 T _dmG#_1
(kN·m) (kN·m) 2+Oz$9`.
43.77 242.86 i%,
't
$PAAmaigi
5. 带轮主要参数 '+3C2!
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) /)kx`G_
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 @^o7UzS4z
带的根数z WW2hwB(
160 368 708 2232 B 2 Od:-fw
c((bUjS'=Y
6.齿轮的设计 nF<xJs
pM}~/
(一)齿轮传动的设计计算 Pn6~66a6
pjs4FZ`Pd;
齿轮材料,热处理及精度 9!kp3x/`
考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 <XtE|LG
(1) 齿轮材料及热处理 [J(b"c6
① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 7upWM~H^
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 R/kJUl6HEl
② 齿轮精度 \ 9iiS(e
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 #9F>21UU
u[oV
Jvc
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 |lZp5MOc
按齿面接触强度设计 L]u^$=rI
S#r|?GYua
确定各参数的值: =LKM)d=1
①试选=1.6 |\/\FK]?]
选取区域系数 Z=2.433 @65xn)CD{
08D:2 z1z
则 6(uZn=
②计算应力值环数 M ?AX:0
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) ]f&f_"D
=1.4425×10h +!!G0Zj/
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) .N@+Ms3
③查得:K=0.93 K=0.96 9%"`9j~H>
④齿轮的疲劳强度极限 fOME&$=O
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: T,rRE7
[]==0.93×550=511.5 }p?67y/
S^|U"
[]==0.96×450=432 ?Zsh\^k.g
许用接触应力 DvB{N`COd
{$i>\)
⑤查课本表3-5得: =189.8MP 0:<Y@#L
=1 {@3v$W~7M
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 4*Gv0#dga
=4.47×10N.m c))?9H
,e)
3.设计计算 HtiIg a 7
①小齿轮的分度圆直径d f}p`<z
he:z9EG}
=46.42 ".waCt6
②计算圆周速度 nk7>iK!i
1.52 q\|RI;W
③计算齿宽b和模数 DwZRx@
计算齿宽b `b] wyP
b==46.42mm h]+;"v6 /
计算摸数m 5]upfC6
初选螺旋角=14 ey,f igjd.
= Xt$P!~Lu
④计算齿宽与高之比 QB!_z4UJ_;
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 0I<L<^s3^U
=46.42/4.5 =10.32 v9Sk\9}S
⑤计算纵向重合度 t[|t0y8
=0.318=1.903 o3GkTn O
⑥计算载荷系数K O9/)_:Wdh
使用系数=1 #;W4$q
根据,7级精度, 查课本得 ~ {yy{
动载系数K=1.07, @ =~k[o
查课本K的计算公式: xkiiQs)
K= +0.23×10×b HKI\i)c
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 O(!;7v}
查课本得: K=1.35 eq(h{*rC
查课本得: K==1.2 i*m;kWu,
故载荷系数: ;<B
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 g,!.`[e'ex
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 D4|Ajeo;1
d=d=50.64 ]+3M\ ib
⑧计算模数 cNxxX!P/
= [fV"tf;
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 ^v'0\(H?P
由弯曲强度的设计公式 m"'LT0nur
≥ L6fbR-&Lt
eOF*|9
⑴ 确定公式内各计算数值 A%HIfSzQBS
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m AWx@Z7\z"g
确定齿数z %;v~MC@
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 .ml\z5
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 oYTLC@98}
Δi=0.032%5%,允许 b @0=&4
② 计算当量齿数 &]RE 5!
z=z/cos=24/ cos14=26.27 5 QuRwu_
z=z/cos=144/ cos14=158 s(5hFuyg
③ 初选齿宽系数 >yXhP6
按对称布置,由表查得=1 ,>7dIJqzw
④ 初选螺旋角 !#W>x49}
初定螺旋角 =14 9T5 F0?qd
⑤ 载荷系数K jOrfI-&.G
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 buN@O7\
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y Qkx*T9W
查得: w43b=7
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 tP*Kt'4W
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 amC)t8L?
y*{zX=]l<
⑦ 重合度系数Y $w{d4" )
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 d;0]xG?%=
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 .Y]0gi8z
=14.07609 tzGQo5\
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 k?&GL!?
⑧ 螺旋角系数Y P(b[|QF
轴向重合度 =1.675, d94k
Y=1-=0.82 BlU&=;#r5>
;<Hk Cd
⑨ 计算大小齿轮的 6',Hs
安全系数由表查得S=1.25 .!0Rh9yyl
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 g`S;xs
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 `vAcCahM
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 -sKtT 9o
查课本得到弯曲疲劳强度极限 b3R(O|
小齿轮 大齿轮 vr4r,[B6y
S sW<,T
查课本得弯曲疲劳寿命系数: 7:pc%Ksq
K=0.86 K=0.93 IJ2'
a`%`9GD
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 r|4D.O]
[]= ;#9?3Os
[]= gFHBIN;u
J QnaXjW2
)AkBo
大齿轮的数值大.选用. y.D+M$f
l+P!I{n
⑵ 设计计算 ?rQ .nN
计算模数 \L~^c1s3r
Z+y'w#MZL
%|}*xMQ
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: L+%kibnY'
c(
U,FUS
z==24.57 取z=25 W@r<4?Oat
_xePh
那么z=5.96×25=149 IS(F_< .
;BH.,{*@B
② 几何尺寸计算 GLecBF+>F
计算中心距 a===147.2 4sQm"XgE
将中心距圆整为110 cb]X27uww
d%qi~koN_
按圆整后的中心距修正螺旋角 3c6e$/
7,p.M)t)
=arccos vkhPE(f
<#?dPDMG.*
因值改变不多,故参数,,等不必修正. bHRn}K+<}c
9MZ)-
计算大.小齿轮的分度圆直径 G-9i
Mi|13[p{
d==42.4 Bc }o3oc
(BP p2^
d==252.5 ;a1DIUm'
%M1l[\N
计算齿轮宽度 ddKP3}
4PxP*j
B= &}e>JgBe0
6Y]P7j
圆整的 {Dl@/fz
i4i9EvWp
大齿轮如上图: T~/>U&k}J
ohKoX$|p~
5?` 4qSUz
V{oFig 6
7.传动轴承和传动轴的设计 _xh)]R
rbdrs
1. 传动轴承的设计 >Z_;ZMu)
eEVB
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 "*<vE7
P1=2.93KW n1=626.9r/min xS12$ib ~G
T1=43.77kn.m Cscu
⑵. 求作用在齿轮上的力 hmkb!)
已知小齿轮的分度圆直径为 Q<AOc\oO
d1=42.4 @, fvWNI
而 F= bi+M28m
F= F Za!KM
;E
9o%f:o
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N z4BU}`;b3t
D1-/#QN$1
)-[$m%
+d=f_@i
⑶. 初步确定轴的最小直径 yW'{Z]09
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 2_ u+&7
a_}C*+D
PZ6R+n8
r-$xLe7a
从动轴的设计 Xykoq"dbb
4_VgJ9@
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, |%5Aku0`s
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M meV Z_f/
⑵. 求作用在齿轮上的力 )tJaw#Mih
已知大齿轮的分度圆直径为 l#v52
d2=252.5 s) s9Z,HY
而 F= qB_s<cpn>
F= F DjK7_'7(L
Sw E7U~
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N LqD7SJ}/f
"AjC2P],
Co nik`
'6NrL;
⑶. 初步确定轴的最小直径 u
`xQC/
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 2Cy,#X%j>
~Sb)i f
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 m,kYE9{
查表,选取 6 M:?W"
OT$Ne
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 |X1axRO
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 Y5C kC F
rZ(#t{]=!
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 BhAT@%
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 。 q M_c-^F
vde!k_,wZ
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. ENqZ=Lyq
36co'a4,
D B 轴承代号 l*hWws[
45 85 19 58.8 73.2 7209AC 'vtJl
45 85 19 60.5 70.2 7209B Zl9
50 80 16 59.2 70.9 7010C |) ~-Wy
50 80 16 59.2 70.9 7010AC I@VzH(da\
UZFs]z!,k
h`9 & :zr
|;|r[aU
TtrO _D
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 & .1-6
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, ]pB5cq7o
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. 9xJtDdy-O
6FUcg40Y
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. yy/'B:g
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, Tz6I7S-w
高速齿轮轮毂长L=50,则 Pw]+6
(5Q<xJ
L=16+16+16+8+8=64 Yg5o!A
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. yph@H!@
r<(UN@T}
5. 求轴上的载荷 ?m5"|f\
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, @^ta)Ev
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. m#[c]v{
hunlKIg
4s%zvRu
Qh8pOUD0l}
8*?H~q~
U:7w8$_
;,]4A{|
bYQ@!
Sru0j/|H\
p)Q5fh0-
s=:LS
传动轴总体设计结构图: {I0!q"sF
jT0iJ?d,!
y"Fu=
WN|_IJR~
(主动轴) R=Ig !s9
gGCr~.5
c CZ$TH
从动轴的载荷分析图: 89 m.,
6*$A/D
6. 校核轴的强度 2 7dS.6
根据 =v?V
== u&={hJ&7
前已选轴材料为45钢,调质处理。 n87Uf$
查表15-1得[]=60MP l_04b];
〈 [] 此轴合理安全 m7A3i<6p
<x<qO=lq
8、校核轴的疲劳强度. krlebPs[
⑴. 判断危险截面 &09~ D8f'
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. H 9BqE+
⑵. 截面Ⅶ左侧。 |Om][z
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 *h?}~!AjY
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 kAUL7_>6X
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 wS$ 'gKA6
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 32j#kJ W
截面上的弯曲应力 nip*Y@- F
^f(El(w
截面上的扭转应力 2Nm{.Y
== g=v'[JPd
轴的材料为45钢。调质处理。 YGyw^$.w
由课本得: GM^H
)8U
4Rp[>}L
因 ,Bx0
经插入后得 `\ nKPj
2.0 =1.31 71<4q{n
轴性系数为 Um-Xb'R*]V
=0.85 xjxX4_
K=1+=1.82 9}K
K]m6u}
K=1+(-1)=1.26 .hf%L1N%F
所以 "f3mi[
VyIJ)F.c
综合系数为: K=2.8 NN:zQ_RT
K=1.62 kyYU 1gfh
碳钢的特性系数 取0.1 8ce'G"
b
取0.05 S?'L%%Vo
安全系数 IK4(r /
S=25.13 E.*wNah"U
S13.71 X,8Zn06M
≥S=1.5 所以它是安全的 _S &6XNV
截面Ⅳ右侧 %6V=G5+W
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 ,&O&h2=
:IsJE6r
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 \`/ P*
&d!ASa
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 xo-}t5w6t
:.-KM7tDI1
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 H\<PGC"_Y
截面上的弯曲应力 @@!]Raj=
截面上的扭转应力 3][
==K= 0+_;6
K= ^}z:FI
所以 Q"LlBp>t|#
综合系数为: @'J~(#}
K=2.8 K=1.62 & )-fC
碳钢的特性系数 5!6iAS+I
取0.1 取0.05 ZM=eiJZ
安全系数 zJ8 jJFL+Y
S=25.13 ?IO3w{fmH
S13.71 Cq\{\!6[
≥S=1.5 所以它是安全的 K_X(j$2Xc
UG]5Dxk
9.键的设计和计算 Sn;q:e3i{A
[S.zWPX9{
①选择键联接的类型和尺寸 ?U*s H2F
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. ; ?,'jI*1
根据 d=55 d=65 iNn?G C>
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 [Fd[(
b=20 h=12 =50 LXc;`]
q6
4bP4K
②校和键联接的强度 XlwyD
查表6-2得 []=110MP eTtiAF=bW
工作长度 36-16=20 /hGu42YG
50-20=30 )d=&X|S>
③键与轮毂键槽的接触高度 Q#4OgNt
K=0.5 h=5 E3_ 5~>
K=0.5 h=6 g*%o%Lv
由式(6-1)得: uKT\\1Jrq
<[] )Z`OkkabnD
<[] Q(hAV
两者都合适 ,z$U=uo
取键标记为: &y2DI"Ff
键2:16×36 A GB/T1096-1979 Y;sN UX
键3:20×50 A GB/T1096-1979 l_&T)Ei
10、箱体结构的设计 s:sk`~2<gd
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, <QK2Wc_}-"
大端盖分机体采用配合. myZ8LQ&
yjChnp
Cc
1. 机体有足够的刚度 tlmfDQD
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 #X<s_.7DJ
+]#pm9
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 cvnRd.&
_8?r!D#P;s
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 s|Zv>Qt
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 ].
^e[v6
] 2lhJ
3. 机体结构有良好的工艺性. Ktf lbI!
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. !*B1Eo--cN
,09d"7`X
4. 对附件设计 t. kOR<
A 视孔盖和窥视孔 X>rv{@K bL
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 >Co5_sCe
B 油螺塞: H?'t>JX
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。 N1z:9=(I
C 油标: d-$/C| J
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 kM @heFJb.
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. P:HmT
iED
gcg7
D 通气孔: cpBTi
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. _WHGd&u
E 盖螺钉: G9a6 $K)b
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 Z;GZ?NOlY
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. t9m08K:Y
F 位销: VH$hQPP5d
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. =xsTVT;sj
G 吊钩: x-=qlg&EI
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. +,ojlTVlt
<bgFc[Z
减速器机体结构尺寸如下: ."JtR
A;C)#Q/
名称 符号 计算公式 结果 %C(^v)"
箱座壁厚 10 \TXCq@
箱盖壁厚 9 #x5?RHX56
箱盖凸缘厚度 12 ~i/K7qZ
箱座凸缘厚度 15 K)r|oW=6Y
箱座底凸缘厚度 25 qFYM2
地脚螺钉直径 M24 XfH[:XG3
地脚螺钉数目 查手册 6 <ULydBom
轴承旁联接螺栓直径 M12 @t?uhT*Z=
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 Q !G^CG
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 YhNO{4D
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 =-|,v*
定位销直径 =(0.7~0.8) 8
Vi_6O;
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 = F"vL
22 _G=k^f_
18 _mn2bc9M
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 /#I~iYPe
16 +LsACSB
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 &i?>mt
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 -yP_S~\n
齿轮端面与内机壁距离 > 10 'PVxc%[
机盖,机座肋厚 9 8.5 Z.
G<'
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) 8[xl3=
150(3轴) 1A.e cv'
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) IG=# 2 /$
150(3轴) R;EdYbiF b
2Bg0
M
11. 润滑密封设计 A
2Rp
_/`H<@B_U
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. E|v9khN(].
油的深度为H+ #1oyRD-
H=30 =34 n!$zO{P
所以H+=30+34=64 r>ca17
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 _[t:Vme}v
x|lX1Mh$
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 %$CV?K$C
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 wY6m^g$h3
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 K]c\3[vR
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 XlDN)b5v{
bx8;`QMX
12.联轴器设计 pW4$$2S?9
ap|$8G
1.类型选择. J_rb3
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 @\s*f7
2.载荷计算. #)PAvBJ;m
公称转矩:T=95509550333.5 -#<AbT
查课本,选取 r!e:sJAB.
所以转矩 *~SanL\
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 Jwt_d}ns
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm ^M6R l0
,A9_xdv5
四、设计小结 ;Qq<5I"y
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。 h 1REL^!c
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。 eNc>^:&y*
五、参考资料目录 )
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[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; !THa?U;
[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; R;3nL[{U
[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; GLWEoV9<
[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; &\$~
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 s@D/.X
[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; 8]j*z n?,
[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。