机械设计基础课程设计任务书 0J )VEMC
My9fbT
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 wW/wvC-
1p>&j%dk
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) (j}Wt8
K0^+2lx
目 录 %gEfG#S
am
WIA`n=
一 课程设计书 2 Wm58[;%LTw
kZ_5R#xK
二 设计要求 2 .Wyx#9
5[qx5|O
三 设计步骤 2 n@e|PWu
3Z)vJC9'
1. 传动装置总体设计方案 3 D/zp_9B
2. 电动机的选择 4 yw?UA
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 M\9p-%"L
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 `WU"*HqW
5. 设计V带和带轮 6 b|h`v
6. 齿轮的设计 8 bDcWPwe
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 iGeuO[^
8. 键联接设计 26 $
"^yoL
9. 箱体结构的设计 27 !Ys.KDL
10.润滑密封设计 30 r+l3J>:K
11.联轴器设计 30 2ap0/l[
/Big^^u
四 设计小结 31 m>?{flO
五 参考资料 32 c/}bx52>u
qxwD4L`S
一. 课程设计书 78+PG(Q_M
设计课题: U@?Roenn
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 HQ8;d9cGir
表一: xqzdXL}
题号 $5l=&
szb],)|18
参数 1 ~); 7D'[
运输带工作拉力(kN) 1.5 l7JY`x
运输带工作速度(m/s) 1.1 F0 FF:><
卷筒直径(mm) 200 A[oxG;9xi
xBcE>^{1.
二. 设计要求 j1,ir
1.减速器装配图一张(A1)。 <yrl_vl{
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 ?g'? Ou
3.设计说明书一份。 RV:%^=V-
P\H$*6v(
三. 设计步骤 )Wm:Ilq
1. 传动装置总体设计方案 X8b= z9
2. 电动机的选择 6jtnH'E/
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 '`Z5.<n7p
4. 计算传动装置的运动和动力参数 :AB$d~${M>
5. “V”带轮的材料和结构 Dos`lh
6. 齿轮的设计 5 eWGX
7. 滚动轴承和传动轴的设计 &<sDbNS
8、校核轴的疲劳强度 FCEFg)c5=
9. 键联接设计 !N1DJd
10. 箱体结构设计 wGf SVA-q\
11. 润滑密封设计 vN%SN>=L<
12. 联轴器设计 3 tp'}v
~O}LAzGb
1.传动装置总体设计方案: poYO
=7mn=
w?
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 h>+,ba"D
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, ^J]~&.l
要求轴有较大的刚度。 xeX Pc7JG
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。 _0<EbJ8Z
其传动方案如下: RscU=oaKi
qJN2\e2~f
图一:(传动装置总体设计图) eZm,K'/!
~sSlfQWMzy
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 jdGoPa\
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 5Vzi{y/bL
传动装置的总效率 f6ad@2
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; 1/YWDxo,
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, @4D$Xl
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, O&?i8XsB
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 {(#>%f+|C
q(J3fjY)
2.电动机的选择 8`*Wl;9u
--S2lN/:T
电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, A-&C.g
经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, c6;tbL
则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 XOzd{
pN"d~Z8
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, MGd 7Ont
#s)Wzv%OX
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 K_4}N%P/))
wTGH5}QZ+
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 d3AOuVUf
;aip1Df
!PI& y
方案 电动机型号 额定功率 8=H!&+aGh
P }^;Tt-*k
kw 电动机转速 Tt.wY=,K
电动机重量 hGx)X64Mw
N 参考价格 "]81+
D
元 传动装置的传动比 SXn1v.6
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 PYYOC"$
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 O<Rm9tZ8
CfA^Xp@vc
中心高 C{<qc,!4
外型尺寸 C&b^TLe
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 MMglo3
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 yT<yy>J9l#
vlAYKtl3]
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 VQO6!ToKY
E-_FxBw
(1) 总传动比 oO-kO!59y
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 UW*[)y w]
(2) 分配传动装置传动比 E=.4(J7K
=× "MD
式中分别为带传动和减速器的传动比。 hmv"|1Sa!~
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 pmR6(/B#
4.计算传动装置的运动和动力参数 \e64Us>"x
(1) 各轴转速 o/bmS57
==1440/2.3=626.09r/min sG`:mc~0
==626.09/5.96=105.05r/min GtRc7,
(2) 各轴输入功率 UGK4uK+I`
=×=3.05×0.96=2.93kW V8w!yc
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW 5"=qVmT)
则各轴的输出功率: 1-4iy_d
=×0.98=2.989kW gf()NfUvRH
=×0.98=2.929kW !j,LS$tPu
各轴输入转矩 ^fT|Wm<
=×× N·m p}%T`e=Z9
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· $IzhaX
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m \*Roa&<!
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m 2yk32|
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m r]p
0O(
=×0.98=242.86N·m 8y5iT?.~vy
运动和动力参数结果如下表 yES+0D 5<
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min PMzPe"3M
输入 输出 输入 输出 kYBy\
电动机轴 3.03 20.23 1440 pZ?7'+u$L
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 v`ckvl)(C
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05
~{7/v
<QoSq'g#,=
5、“V”带轮的材料和结构 u-g2*(ZT
确定V带的截型 y%A!|aBu
工况系数 由表6-4 KA=1.2 M}|<#
i7u
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 e"9u}-Q@
V带截型 由图6-13 B型 ] RgLTqv4x
XLe8]y=
确定V带轮的直径 *5'U3py
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm EY=`/~|c
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s spIkXEK
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm a[;TUc^I1F
/g}2QmvH
确定中心距及V带基准长度 TxL;qZRY
^
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 eYd6~T[9
360<a<1030 Enu/Nj 2
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm Uf#.b2]
R4+Gmx1
初定V带基准长度 o";5@NH
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm 0Q^ -d+!
69#D,ME?
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm n#,<-Rb-
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm 3T)GUzt`
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 AnK-\4
ck-ab0n
确定V带的根数 Q@B--Omfh
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw C{mL]ds<
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 HAa2q=
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 _&!%yW@
带长修正系数 由表6-2 KL=1 6[g~p< 8n}
5ve4 u
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 ts
BPQ 8Ne
\LX!n!@
取Z=2 N|cWTbi
V带齿轮各设计参数附表 ^B[%|{cO
{k.Dy92
各传动比 @]$qJFXx
g wM~W
V带 齿轮 6*3J3Lc_<
2.3 5.96 ~ KNdV
)aY^k|I
2. 各轴转速n 2,.%]U
(r/min) (r/min) .yp"6S^b
626.09 105.05 fAMJFHW
WR'm<u
3. 各轴输入功率 P c5~d^
(kw) (kw) fNz*E|]8&
2.93 2.71 P} =eR
0@;kD]Z
4. 各轴输入转矩 T -oGJPl {r
(kN·m) (kN·m) 2p3ep,
43.77 242.86 3fC|}<Wzt
dxm_AUM
5. 带轮主要参数 O&=40"Dr
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) \Kh@P*7
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 7bBOV(/s
带的根数z GtZkzVqLd
160 368 708 2232 B 2 &%YFO'>>}
&mebpEHUG7
6.齿轮的设计 z:PH _N~
/+pPcK
(一)齿轮传动的设计计算 1S!<D)n
u+7B-l=u*
齿轮材料,热处理及精度 W`zY\]
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 I{Pny/d`
(1) 齿轮材料及热处理 _H#l&bL@C
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 JI1O(
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 5 fGUJ[F=
② 齿轮精度 z?C;z7eT
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 *h ~Y=#`8*
j!c[$;
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 \L14rQ
t
按齿面接触强度设计 xW84g08_,
~i)O^CKq
确定各参数的值: @d5G\1(%
①试选=1.6 7Gb(&'n
选取区域系数 Z=2.433 l@}BWSx&ms
IbRy~
则 Pw4j?pv2
②计算应力值环数 Y~=]RCg
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) mPHn &4
=1.4425×10h t
>89(
k
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) )3i}(h0
③查得:K=0.93 K=0.96 5H_%inWM
④齿轮的疲劳强度极限 U].u) g$
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: o6e6Jw
[]==0.93×550=511.5 5[WhjTo
B7Um G)C
[]==0.96×450=432 )]2yTG[
许用接触应力 =2%EIZ0oW
F\.n42Tz
⑤查课本表3-5得: =189.8MP h3^&,U
=1 zdA:K25"
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 0`X%&
=4.47×10N.m Zp|LCE"
3.设计计算
b@J&jE~d
①小齿轮的分度圆直径d *b"(r|Ko
cK.T=7T
=46.42 Ty]/F+{
②计算圆周速度 &k3'UN!&Ix
1.52 Meh?FW||5
③计算齿宽b和模数 Z-m,~Hh
计算齿宽b [P*3ld,,G%
b==46.42mm U4#[>*
计算摸数m aE^tc'h~
初选螺旋角=14 Y[8w0ve-g
= Fz+0 h"
④计算齿宽与高之比 fM]McZ9)D
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 *VT@
=46.42/4.5 =10.32 \\jB@O
⑤计算纵向重合度 zO>N 3pMv
=0.318=1.903 1Oo^
⑥计算载荷系数K vx=I3o
使用系数=1 P[{w23`4
根据,7级精度, 查课本得 ^o't&
动载系数K=1.07, +P6#7.p`Z
查课本K的计算公式: 4ei
.-
K= +0.23×10×b [|{yr
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 5Ah-aDBj
查课本得: K=1.35 vCwDE~
查课本得: K==1.2 xmtbSRgK9
故载荷系数: v8Nc quv
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 GK}?*Lfs
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 . iq.H
d=d=50.64 8xmw-s)
⑧计算模数 G#'3bxI{f+
= K@VXFV
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 ^ j@Q2>&?
由弯曲强度的设计公式 mM~!68lR
≥ 1$idF
UQ>GAzh
⑴ 确定公式内各计算数值 L{2\NJ"+u
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m 8aGZ% UI
确定齿数z :^kP?
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 R_*b<~[/
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 bi!4I<E>k
Δi=0.032%5%,允许 14\%2nE
② 计算当量齿数 X.s?=6}g
z=z/cos=24/ cos14=26.27 }eb%"ZH4|
z=z/cos=144/ cos14=158 M@Q=!!tQ(
③ 初选齿宽系数 6K P!o
按对称布置,由表查得=1 VO(Ck\i}
④ 初选螺旋角 oO @6c %
初定螺旋角 =14 ?OKm~ Ek
⑤ 载荷系数K S^)r,cC
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 *D<S \6=
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y UVu"meZX
查得: <Xy8}Z`s
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 s~/]nz]"J
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 p%IR4f
.mDqZOpf=4
⑦ 重合度系数Y &7Ixf?e!K
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 ~N[hY1}X[
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 O(
he
=14.07609 v}zo vEi
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 6Ep ns s
⑧ 螺旋角系数Y U`6QD}c"s
轴向重合度 =1.675, #2ZXYH}
Y=1-=0.82 C4Z~9fzT
6WfyP@f
⑨ 计算大小齿轮的 -xXNzC
安全系数由表查得S=1.25 n{BC m %
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 (53dl(L?
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 -|[_j$g
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 yN3Tk}{V
查课本得到弯曲疲劳强度极限 (6+6]`c$
小齿轮 大齿轮 RMC|(Q<
_$ixE~w-!
查课本得弯曲疲劳寿命系数: ?%Y?z]L#
K=0.86 K=0.93 q'(WIv@
HC{|D>x.
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 A</[Q>8
[]= 8.pz?{**T
[]= 9^a>U(,
Sa,N1r
pDkT_6Q
大齿轮的数值大.选用. XOqpys
,;+\!'lS
⑵ 设计计算 $+Pv
fQ
计算模数 x(]s#D!)
6S6nE%.3
>.{
..~"K
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: {Y/|7Cl0
Ka_UVKwMro
z==24.57 取z=25 _D,8`na>K
J+IW
那么z=5.96×25=149 $#RD3#=?u
/kw4":{]
② 几何尺寸计算 >t D-kzN
计算中心距 a===147.2 w|L~+
将中心距圆整为110 On'3K+(_
G4x.''r&Sl
按圆整后的中心距修正螺旋角 K6Gc)jp:b
keJec`q=X
=arccos g~B@=R
'oT}jI
因值改变不多,故参数,,等不必修正. E<\\ 'VF
]Rj"/(X,
计算大.小齿轮的分度圆直径 {Y0I A97,
';ZJuJ.
d==42.4 COHJJONR
Q%eBm_r;
d==252.5 .vW~(ZuD
"^XN"SUw
计算齿轮宽度 3LXpe8$lJ
N"T8
Pt
B= .\d0lJSr
'^/E2+
圆整的 p9s~WD/K
%I.{umU
大齿轮如上图: 8^R>y
L}21[ N~ky
M`>W'<
|wLQ)y*
7.传动轴承和传动轴的设计 LqUvEq
D46|)-
1. 传动轴承的设计 q~w;C([k_
gMGg9U$@
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 v
PGuEfz
P1=2.93KW n1=626.9r/min N )!v-z,k
T1=43.77kn.m P9>C!0 -x
⑵. 求作用在齿轮上的力 )/U1; O
已知小齿轮的分度圆直径为 }w-`J5Eq#
d1=42.4 >|'6J!Op
而 F= Dw#&x/G
F= F TdE_\gEo/R
c|.:J]
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N YpKai3 B
SW; bE
E1C8yIF
9<M$jx)
⑶. 初步确定轴的最小直径 5rWRE-
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 Za f)
GawO>7w8
..T(9]h
X3-1)|g !z
从动轴的设计 2"MI8EK
B.G!7>=
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, eLTNnz
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M &q<8tTW5
⑵. 求作用在齿轮上的力 "J.jmR;
已知大齿轮的分度圆直径为 d5=xOEv;
:
d2=252.5 =B:poh[u
而 F= 4bBxZY
F= F "n
e'iJf_(
2G-?
P"4l@
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N E+)Go-rS(
y2U:( H:l!
6,)y{/ENC
bpx=&74,6m
⑶. 初步确定轴的最小直径 1v4kN
-
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 mTPj@F>
D1n2Z:9
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 :kVV.a#g
查表,选取 ks5'Z8X
1A)~Y
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 B1M/5cr.
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 I I8nz[s
(lnQ!4LK
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 z3C^L
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 。 nKO&ffb'<
%_[-[t3
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. J:u|8>;
@ 7?_Yw
D B 轴承代号 RI(uG-Y
45 85 19 58.8 73.2 7209AC SRTpE,
45 85 19 60.5 70.2 7209B 6a?y$+pr
50 80 16 59.2 70.9 7010C *X\c
$=*
50 80 16 59.2 70.9 7010AC J qUVGEg
^ ?=K)
ptR
fh_
.J[Y.k
bIArAS9%
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 wuzz%9;@B
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, *r`Yz}
③ 取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm. 4I-p/&Q
^kr)U8
④ 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. YfPo"uxx
⑤ 取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, gQuw|u
高速齿轮轮毂长L=50,则 `X='g96C1
!_9$[Oq~
L=16+16+16+8+8=64 '-IT@}
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. AD\<}/3U
HD{`w1vcN
5. 求轴上的载荷 }$U[5wL,_
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, .( h$@|Y
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. sZ"U=6R
Gme$FWa
f~FehN7
=%\6}xPEl<
y!gM)9vq
@q/1m~t
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X~he36-+<
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xacLlX+
Qcy`O
m^2
传动轴总体设计结构图: DOVX$N$3
~n^G<iXLp
#(
sNk,^Ax
BozK!"R_<
(主动轴) {z /^X<T
f_!`~`04
;p
5v3<PC
从动轴的载荷分析图: 66<\i ltUQ
Mlw9#H6
6. 校核轴的强度 aT!9W'uY
根据 ox_h9=$-
== em[F|
前已选轴材料为45钢,调质处理。 ph?0I:eU
查表15-1得[]=60MP g>xUS_d>
〈 [] 此轴合理安全 U%DF!~n
G}#/`]o!K
8、校核轴的疲劳强度. (VaN\+I:T
⑴. 判断危险截面 J7ekIQgR
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. e=l5j"gq
⑵. 截面Ⅶ左侧。 g0j4<\F2\
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 {[5L96RH%
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 6b]d|
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 C9U{^
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 rz}l<t~H
截面上的弯曲应力 4l}M
i
N>fYH.c3Y
截面上的扭转应力 yVI;s|jG
== X$ B]P7G7
轴的材料为45钢。调质处理。 Ccr+SR2
由课本得: Qf-k&d
a\69,%!:
因 SxZ^ "\H
经插入后得 I?Jii8|W9
2.0 =1.31 @'r`(o3z!Z
轴性系数为 pOVghllO
=0.85 *:T>~ilF
K=1+=1.82 3{4/7DcX
K=1+(-1)=1.26 #* gU[9U~
所以 bEQtVe@`
boF4d'g"
综合系数为: K=2.8 PyT}}UKj:
K=1.62 <`xRqe:&9
碳钢的特性系数 取0.1 Kt90mA
取0.05 03QEXm~|Q
安全系数 /GuSIZg"_
S=25.13 aT1CpY=T|.
S13.71 {#*? S>DA
≥S=1.5 所以它是安全的 rZ.a>'T4
截面Ⅳ右侧 6Sb'Otw.
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 B~ !G lT
Iwt2}E(e
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 { 1@4}R4
#HM\a
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 9<A\npD
~6:LUM
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 Kcw1uLb
截面上的弯曲应力 L`\`NNQC
截面上的扭转应力 "_1-IE
==K= K_&c5(-(_
K= ^?6
W<
所以 XW~ BEa
综合系数为: zK>'tFU
K=2.8 K=1.62 )pS_+ZF
碳钢的特性系数 nrS[7~
取0.1 取0.05 kg?T$}O
安全系数 iVq#aXN
S=25.13 \L9?69B~
S13.71 A )RI:?+
≥S=1.5 所以它是安全的 T`g?)/
B15O,sL&W
9.键的设计和计算 Lov.E3S6;
8)W?la8'p
①选择键联接的类型和尺寸 (pE\nuA\
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. z^P* :
根据 d=55 d=65 T3G/v)ufd
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 ycrh5*g
b=20 h=12 =50 i9&K
K#l
-?
②校和键联接的强度 !Bk[p/\
查表6-2得 []=110MP 'z +$3\5L
工作长度 36-16=20 lTV@b&
50-20=30 I3 G*+6V
③键与轮毂键槽的接触高度 uv|eVT3jNs
K=0.5 h=5 ^J#?hHz
K=0.5 h=6 0+K`pS'
由式(6-1)得: N?a1sdR
<[] ;z.6'EYMG
<[] ;!l*7}5X=
两者都合适 'ZGT`'ri
取键标记为: 6z9R1&~%
键2:16×36 A GB/T1096-1979 a%Z4_ToLZ
键3:20×50 A GB/T1096-1979 {k_ PMl0G
10、箱体结构的设计 K-2o9No?j`
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, OX)#F'Sl}
大端盖分机体采用配合. 7m|`tjQ1
%w'/n>]j
1. 机体有足够的刚度 MtpU~c
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 2?Pt Z
'A@qg^e:`
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 A~6%,q@^jh
HF&h
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm pBSq%Hy:
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 saGRP}7?
aW0u8Dz
3. 机体结构有良好的工艺性. w8 ?Pb$Fe
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. l-<3{!
v%H"_T
4. 对附件设计 vF9*tK'
A 视孔盖和窥视孔 Ne &Xf
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 F^.om2V|9
B 油螺塞: Q3'fz 9v
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。 V*6l6-y~Ih
C 油标: aL8p"iSG9
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 _7Xd|\Zc
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. &u+yM
D
:dc"b?Ch
D 通气孔: Tg"'pO
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. e1^fUOS
E 盖螺钉: 9U#\nXM
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 Q=d.y&4%
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. X}zX`]:I'
F 位销: /C*~/}
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. d>lt
G 吊钩: G;2R]H#p
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. wVx,JL5Jr
W3De|V^
减速器机体结构尺寸如下: SV$nyV
i/NDWVFD
名称 符号 计算公式 结果 _^_5K(Uq
箱座壁厚 10 r0)JUc}Fyq
箱盖壁厚 9 <_"B}c/2$
箱盖凸缘厚度 12 %9t{Z1$
箱座凸缘厚度 15 j(0Ilx|7v
箱座底凸缘厚度 25 "/Y<G
地脚螺钉直径 M24 mbF(tSy
地脚螺钉数目 查手册 6 1)$%Jr
轴承旁联接螺栓直径 M12 MQwIPjk8
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 J"diFz+20
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 ec`bz "1
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 9GO}&7
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 6tOCZ'f
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 *%:@
cbF-M
22 ci`zR9Ks
18 uCw>}3
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 z<a$q3!#
16 2$M,*Dnr
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 #"::
'?,
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 St6aYK
齿轮端面与内机壁距离 > 10 q<n[.u1@
机盖,机座肋厚 9 8.5 *~cqr
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) 5gSylts8
150(3轴) Ffnk1/Zy
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) &B}Lo
150(3轴) IrJ+Jov
+fM&su=wl
11. 润滑密封设计 J5;5-:N
{{32jU7<
对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. ,"B?_d6
油的深度为H+ fb23J|"
H=30 =34 Gu5~DyT`G
所以H+=30+34=64 /-Wuq`P/ T
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 0x\2#i
cA<<&C
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 rOW;yJ[
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为
}g>kpa0c
密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 {-HDkG' 8
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 fe|g3>/|
hd5$ yU5JQ
12.联轴器设计 'f*O#&?
s
D_G)c
1.类型选择. COSTV>s;
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 Tp?-*K
2.载荷计算. #,&8&
公称转矩:T=95509550333.5 lkb2?2\+
查课本,选取 Z ] '>
所以转矩 s O=4IBE
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 sm
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm gXt O*Rfqk
+Qs!Nhsq
四、设计小结 ZYa\"zp-
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。 <#y*h8IZ@t
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。 !{(ls<
五、参考资料目录 tw<P)V\h
[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; 3V}(fnv
[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; +"8}R~`!
[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; V.8%|-d
[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; Q.A \U>AgV
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 ;'}'5nO=$
[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; m;o4Fu
[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。