机械设计基础课程设计任务书 Gl"|t't(
smUSR4VK
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 nSv@FT'~z
:N^+!,i
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) |z7V1xF
>t_h/:JZ)
目 录 SF=TG84<
GoLK
95"]
一 课程设计书 2 FS)"MDs
I`f5)iF?0
二 设计要求 2 02_+{vk!
5%%e$o+
三 设计步骤 2 z"97AXu
T-LX>*
1. 传动装置总体设计方案 3 4_`(c1oA
2. 电动机的选择 4 ysj5/wtO0
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 bp!Jjct
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 Vel}lQD
5. 设计V带和带轮 6 V3>tW,z
6. 齿轮的设计 8 Bd]k]v+
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 g<N;31:c\
8. 键联接设计 26 p0[+Zm{#l
9. 箱体结构的设计 27 |h?2~D!+d
10.润滑密封设计 30 ?I[*{}@n"
11.联轴器设计 30 k8?G%/TD
{Q}F.0Q
四 设计小结 31 FUarI5#fwF
五 参考资料 32 gYCr,-_i
)n]"~I^
一. 课程设计书 >%ovL8F
设计课题: [l3ys
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 v\[+
表一: w_f.\\1r
题号 XEnu0gr
a%A!DzS
参数 1 MkL)
运输带工作拉力(kN) 1.5 Khb Ku0Z
运输带工作速度(m/s) 1.1 !
,bQ;p3g|
卷筒直径(mm) 200 ftG3!}
;=7K*npT
二. 设计要求 au04F]-|j8
1.减速器装配图一张(A1)。 eP,bFc
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 lm6hFvEZ
3.设计说明书一份。 /Kd7#@
\{}dn,?Fv
三. 设计步骤 Zwm/ c]6`
1. 传动装置总体设计方案 Cs_&BSs
2. 电动机的选择 ?!K6")SE
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 R8cOb*D
4. 计算传动装置的运动和动力参数 2E?!Q I\O
5. “V”带轮的材料和结构 4-t^?T:qF
6. 齿轮的设计 j.ucv
7. 滚动轴承和传动轴的设计 ^DN:.qQ
8、校核轴的疲劳强度 FieDESsX>
9. 键联接设计 d=n@#|3
10. 箱体结构设计 5Yhcnwdm!
11. 润滑密封设计 zGFD71=#
12. 联轴器设计 j)2I+[aoB
Kp6 @?
1.传动装置总体设计方案: #R{>@]x`
[lg!*
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 *I)J%#
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|RofL&o
要求轴有较大的刚度。 d)emTXB(
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。 00.x*v
其传动方案如下: ."H;bfcL_
]'`E
图一:(传动装置总体设计图) {BmqUoZrC
`XhH{*Q"X
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 {Q3OT
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 ~g\~x
传动装置的总效率 6,A|9UX=`
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; P{--R\
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, gLB(A\yG
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, =w!ik9
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 Xva(R<W7d<
CtXbAcN2B
2.电动机的选择 Td'Mc-/
VD$5 Djq
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, HbegdbTJ
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, R(d<PlZ
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。 )A$"COM4
PqV
F}
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, &h0LWPl
b)<WC$"
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 N<9 c/V
l!f_ +lv
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 +Yc^w5 !(
/[<F
f
H-PVV&r
方案 电动机型号 额定功率 `9co7[Z
P T82 `-bZ
kw 电动机转速 nwU],{(Hgr
电动机重量 z'U.}27&o
N 参考价格 -K 'UXoU1
元 传动装置的传动比 1ysfpX{=
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 [UA*We 1
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 *S ag
?>}p'{I
中心高 C< c6Ub
外型尺寸 "pM>TMAE
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 Hz.i $L0}
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 ?$|tT\SFV
2y
-
QH
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 J'}+0mln
[)Nt;|U
(1) 总传动比 <= o<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 A|\A|8=b
(2) 分配传动装置传动比 wa8jr5/k"
=× 7|5kak>=
式中分别为带传动和减速器的传动比。 ,~Mf2Y#m0p
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
$@L;j
4.计算传动装置的运动和动力参数 9"S2KT @8
(1) 各轴转速 VcrMlcnO
==1440/2.3=626.09r/min H~Uf2A)C
==626.09/5.96=105.05r/min k24I1DlR8
(2) 各轴输入功率 |*NLWN.ja)
=×=3.05×0.96=2.93kW O2Qmz=%
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW ~6f/jCluR%
则各轴的输出功率: 1kvX#h&V
=×0.98=2.989kW 0`x>p6.)G
=×0.98=2.929kW K=N&kda
各轴输入转矩 @D;K&:~|N
=×× N·m ]`$6=)_X
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· 9i\RdJv.
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m nnyT,e%
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m ~^2w)-N
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m f6Y?),`
=×0.98=242.86N·m @rYZ0`E9
运动和动力参数结果如下表 M2Nh3ijr
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min %unn{92)
输入 输出 输入 输出 jlBsm'M<m
电动机轴 3.03 20.23 1440 @&m [w'tn
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 P8YnKyI,.
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 hl:Ba2_E
+
X%YZQc9
5、“V”带轮的材料和结构 L ci?
确定V带的截型 2H`r:x<Z-
工况系数 由表6-4 KA=1.2 { 4j<X5V
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 }rJqMZ]w
V带截型 由图6-13 B型 c,r6+oX
c +]r
确定V带轮的直径 Tv|'6P
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm QT%`=b
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s (d&" @
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm _/:- -Z
D+!T5)>(
确定中心距及V带基准长度 (f&V 7n
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 cIO/8D#zU
360<a<1030 %bP+P(vZ
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm dzIBdth
bSIY|/d+
初定V带基准长度 TIp\-
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm XO;_F"H=
l iY/BkpH
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm W>' DQB
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm ;rf{T[i
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 4m\Cc_:jO
iX?j "=!
确定V带的根数 efyEzL
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw Tcy9oYh!Pn
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 SVa^:\"$[
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 \ ERBb.
带长修正系数 由表6-2 KL=1 W
_[9
(1=@.srAzK
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 ar@,SKU'K
e[fld,s
取Z=2 0Y0z7A:
V带齿轮各设计参数附表 _Q #[IH9
9vi+[3s/=;
各传动比 hzAuj0-A
# 9bw'm
V带 齿轮 F4=X(P_6
2.3 5.96 6U).vg<
v1$}[&/
2. 各轴转速n ."Pn[$'.
(r/min) (r/min) VnN(lJ
626.09 105.05 Mprn7=I{Tg
"X<V>q$0~c
3. 各轴输入功率 P k7JC~D
E#
(kw) (kw) [ !~8TF
2.93 2.71 fhk(<KZvJ
\HD:#a
4. 各轴输入转矩 T MNh:NFCRA
(kN·m) (kN·m)
2X`t&zg
43.77 242.86 ZHRMW'Ne
N/C$8D34
5. 带轮主要参数 k'v+/6 Y
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) f3;[ZS
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 = m|<~t
带的根数z Z%sTj6Th
160 368 708 2232 B 2 XcbEh
J^WX^".E
6.齿轮的设计 \]FPv7!
2UR1T~r
(一)齿轮传动的设计计算 mJ8EiRSE
#m{F*(%
齿轮材料,热处理及精度 [$6YPM>Ee
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 fG?a"6~
(1) 齿轮材料及热处理 E?&YcVA
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 55b/giX
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 $U&p&pgH=W
② 齿轮精度 uv$utu><
*
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 8&hxU@T~
ZXj*Vu$_4
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 P e}
T
按齿面接触强度设计 '0Q/oU
=BD|uIR
确定各参数的值: h1Y^+A_
①试选=1.6 <UIE-#
选取区域系数 Z=2.433 ?`:+SncI"b
B<|Vm.D
则 xxgdp. (
②计算应力值环数 un`4q-S7
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) U[pR`u
=1.4425×10h =OrVaZ0
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) m8l!+8
③查得:K=0.93 K=0.96 {rF9[S"h
④齿轮的疲劳强度极限 Rto/-I0l
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: yJw.z#bB#
[]==0.93×550=511.5 A/ Sj>Y1j
p`"Ic2xPJ
[]==0.96×450=432 F${}n1D
许用接触应力 &`'@}o>2
;Rxc(tR!n
⑤查课本表3-5得: =189.8MP x9]vhR/av
=1 f]Zj"Tt-
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 NwKj@ Jos
=4.47×10N.m !6 kn>447Y
3.设计计算 #/t+h#jG
①小齿轮的分度圆直径d *mw *z|-^V
L 'e|D=y
=46.42 .8|"@
②计算圆周速度 +wGvYr
1.52 Fbw.Y6
③计算齿宽b和模数 R_80J=%0
计算齿宽b n482?Wp
b==46.42mm FbCuXS=+`
计算摸数m }+:X= @Z@
初选螺旋角=14 8qUNh#
= T#}"?A|
④计算齿宽与高之比 Jg&f.
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 a3[,3
=46.42/4.5 =10.32 0,cU^HMA
⑤计算纵向重合度 E]pDp
/D
=0.318=1.903 K7,Sr1O `
⑥计算载荷系数K r+a0.
使用系数=1 Q+IB&LdE
根据,7级精度, 查课本得 ,H/BW`rL]#
动载系数K=1.07, ,y)V5
c1
查课本K的计算公式: _!yUr5&,Br
K= +0.23×10×b =s:Z-*vy!
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 *b`1+~p_2
查课本得: K=1.35 (ul_bA+
查课本得: K==1.2 0<Rq
故载荷系数: Rf!$n7& \
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 "Qk)EY
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 ka$la;e3
d=d=50.64
yi<H }&
⑧计算模数 A4)TJY
3g
= @f#6Nu
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 fTGVG
由弯曲强度的设计公式 |4Os_*tRKU
≥ {T5u"U4
;(Z9.
⑴ 确定公式内各计算数值 o}L\b,])
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m s[t?At->
确定齿数z G4EuW *~
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 wYd{X 8$
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 (I#3![q
Δi=0.032%5%,允许 O~5*X f
② 计算当量齿数 ZkF6AF
z=z/cos=24/ cos14=26.27 !dwa. lZ&X
z=z/cos=144/ cos14=158 riSgb=7q9
③ 初选齿宽系数 wd2z=^S~
按对称布置,由表查得=1 rrs0|=
④ 初选螺旋角 `dgZ `#
初定螺旋角 =14 }Rq{9j,%
⑤ 载荷系数K
\[]4rXZN0
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 % 3<7HY]~
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y eY`o=xN
查得: p|w0
i[hc
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 55zy]|F"
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 %vRCs]
+DYsBCVbag
⑦ 重合度系数Y ]9}^}U1."
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 |0VZ1{=*
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 $AdBX}{
=14.07609 d*LW32B@
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 ]}9[ys
⑧ 螺旋角系数Y O&@CT] )8
轴向重合度 =1.675, |}o3EX
Y=1-=0.82 ?:i,%]zxC
Bm+Ca:p%
⑨ 计算大小齿轮的 FlT5R*m
安全系数由表查得S=1.25 )<
p
~
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 q!YAA\'31
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 tcJN`N
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 m-<m[ 49
查课本得到弯曲疲劳强度极限 pzeCdHF
小齿轮 大齿轮 !9_'_8
A(+%DZ
查课本得弯曲疲劳寿命系数: vywpX^KPv
K=0.86 K=0.93 cT
nC
BR:Mcc
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 @el
[]= D"&Sd@a{
[]= /z: mi
N{uVh;_
-[[(Zx
大齿轮的数值大.选用. ]l,,en5V
bP&1tE
⑵ 设计计算 <,y> W!
计算模数 dd*p_4;
xcH&B%;f
[gj>ey8T
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: U+&Eps&NI
[OR"9W&
z==24.57 取z=25 ;*WG9Y(W
\t)`Cp6,[b
那么z=5.96×25=149 .sD=k3d
|^"0bu"
② 几何尺寸计算 `yO'-(@"gY
计算中心距 a===147.2 TQ=HFs
~
将中心距圆整为110 \} _,g
%Rk DR
按圆整后的中心距修正螺旋角 Z{ 1B:aW
-_XTy!I
=arccos 5<YL^m{/L
iU AY
因值改变不多,故参数,,等不必修正. I{=Yuc
Zpz3?VM(
计算大.小齿轮的分度圆直径 <,D*m+BWn
|qBcE
d==42.4 <,\U,jU_
"uFwsjz&B
d==252.5
UqNUX?(
}b/P\1#z
计算齿轮宽度 uF<?y0t
8 [D"
B=
Z58{YC Y
SYa
O'c
圆整的 lnRL^ }
QNH3\<IS
大齿轮如上图: 3 FV -&Y
kpxGC,I^*.
Q!_d6-*u
AREjS$
7.传动轴承和传动轴的设计 <y?=;54a
+wxsAGy_j
1. 传动轴承的设计 5lM2nhlf'b
h~ZLULW)B
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 @0d"^
P1=2.93KW n1=626.9r/min -&=dl_m
T1=43.77kn.m N1B$z3E*
⑵. 求作用在齿轮上的力 U_l9CZ
已知小齿轮的分度圆直径为 dqs~K7O^E
d1=42.4 SMzq,?-`
而 F= gd*2*o$g(
F= F T5z]=Pd"^
5{Q9n{dOh
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N 2t
PfIg
A\#z<h[>
ncMzHw
L#zD4L
⑶. 初步确定轴的最小直径 /(.:l +[w[
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 iaLZ|\`3a
s^K2,D]P
v; R2,`[W
gn&Zt}@[
从动轴的设计 g5lb3`a3
dvU{U@:sz
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, Q$v00z]f*
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M _TGs .t
⑵. 求作用在齿轮上的力 /R&h#;l
已知大齿轮的分度圆直径为 ]Yw$A
d2=252.5 5doi4b>]!
而 F= -*z7`]5J
F= F t%%()!|)j
oQObr
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N &K{8-
t
JO+tY[q
_+'!l'`
&lLfVa-l
⑶. 初步确定轴的最小直径 0%dOi
ko
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 `$S&:Q,
>6HGh#0(p
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 b^Re947{g
查表,选取 "ayV8{m^3
I<ohh`.
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 vg1JN"S[
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 (+[%^96
-v.\W y~\
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 }cr'o"4
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 %l!?d`?
Hd\V?#H
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. eqsmv[
bXOKC
D B 轴承代号 8hD[z}
45 85 19 58.8 73.2 7209AC 0hV#]`9`gN
45 85 19 60.5 70.2 7209B &UOxS W
50 80 16 59.2 70.9 7010C 0B7G:X0
50 80 16 59.2 70.9 7010AC YLGE{bS
YnRO>`
HFZ'xp|3dn
@,TIw[p
XhHgXVVGG<
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 k#Sr; "
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, C| ~A]wc=
③ 取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm. .i
I{
ypx~WXFK
④ 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. ,MNv}w@
⑤ 取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, CqlxE/|
高速齿轮轮毂长L=50,则 l|?tqCT ^h
={sjoMW
L=16+16+16+8+8=64 "!V`_ S;
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. r)pt(*KHo
jts0ZFHc-
5. 求轴上的载荷 H.ksI;,
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, :5,~CtF5 `
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. :LY.C<8
m0TV i] v
!6%?VJB|b
QQ .?A(U7
p%>sc
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AAlc %d/9
S
F*C'
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传动轴总体设计结构图: >] 'oN
ly17FLJ].
Hyy b0c^=
)bOfs*S
(主动轴) m6ge
%
>,{sFc
hi1Ial\Y
从动轴的载荷分析图: >0{}tRm-P&
0vm> *M*p
6. 校核轴的强度 )OV0YfO
根据 KUUA>'=
== **hQb$
前已选轴材料为45钢,调质处理。 a.Z@Z!*
查表15-1得[]=60MP (w hl1
〈 [] 此轴合理安全 Snf_{A<
%;k Hnl
8、校核轴的疲劳强度. 5
3%>)gk:
⑴. 判断危险截面 Q%JI-&K
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. 1l$Ei,9
⑵. 截面Ⅶ左侧。 2e1KF=N+
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 .C%
28fH
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 E{|B&6$[}
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 Ik0g(-d
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 $ZBYOA
截面上的弯曲应力 5[
zN M
k."p&
截面上的扭转应力 {|?^@
== a_>|Ny6{
轴的材料为45钢。调质处理。 }L_YpG7
由课本得: D!rPF)K
)
2|je{
因
':vZ&
经插入后得 /sA&}kX}E
2.0 =1.31 Z10Vx2B
轴性系数为 8z#Qp(he
=0.85 q Q\j
K=1+=1.82 t%lat./yT
K=1+(-1)=1.26 f jx`|MJ
所以 l{k_;i!D
G\@pg;0|y
综合系数为: K=2.8 h !^=
c
K=1.62 a `R%\@1
碳钢的特性系数 取0.1 7Z6=e6/\
取0.05 %\m"Yi]
安全系数 cV+?j}"*+
S=25.13 gg/`{
S13.71 5'} V`?S
≥S=1.5 所以它是安全的 bF"l0
jS
截面Ⅳ右侧 :o'x?]
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 5RP kAC
entU+O r
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 \R#SoOd
"?8)}"/f
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 za_b jE
"n%s>@$
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 U)J5K
截面上的弯曲应力 4ijtx)SA
截面上的扭转应力 1$>+rW{a
==K= R
BYhU55B
K= 6cH8Jr _
所以 <3;p>4gN
综合系数为: IzP,)!EE
K=2.8 K=1.62 [4z,hob
碳钢的特性系数 _'=,c"
取0.1 取0.05 (\AN0_
安全系数 P%3pM*.
S=25.13 G|wtl(}3
S13.71 g>lZs
≥S=1.5 所以它是安全的 @5>#<LV=E#
l(t&<O(m9
9.键的设计和计算 pXk^EV0
lzEynMO+
①选择键联接的类型和尺寸 ^hIdmTf6
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. WXQ@kQD
根据 d=55 d=65 ~YYnn7)
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 ,Bk5(e
b=20 h=12 =50 /F0q8j0
idI w7hi4
②校和键联接的强度 UL+Txc
查表6-2得 []=110MP gEh/m.L7
工作长度 36-16=20 B~]Kqp7yU
50-20=30 }3(!kW
③键与轮毂键槽的接触高度 +jLy>=u
K=0.5 h=5 j q+(2
K=0.5 h=6 z(|^fi(
由式(6-1)得: `w@:h4f
<[] DR#" 3
<[] <Ky-3:pxeM
两者都合适 Pe,>ny^J1
取键标记为: GY~$<^AK
键2:16×36 A GB/T1096-1979 \-\>JPO~<
键3:20×50 A GB/T1096-1979 1dH|/9
10、箱体结构的设计 l1 +l@r\
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, RTOA'|[0M
大端盖分机体采用配合. VBhUh~:Om
$RD~,<oEm
1. 机体有足够的刚度 -&Rv=q>
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 Blpk
n1
QYH-"-)
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。
WTSh#L
2b"*~O;
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm `[/#,*\
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 n$iX6Cd
5zl+M`
3. 机体结构有良好的工艺性. 8!_jZ f8
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. 6h:QSVfx
eM7@!CdA9q
4. 对附件设计 }3Es&p$9
A 视孔盖和窥视孔 ":]Xr!e
在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 ]Ry9{:
B 油螺塞: }k^uup*{
放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 Ymut]`dX
C 油标: iE%" Q? Q/
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 z:QDWH
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. Hm-#Mpw
'Y?-."eKh
D 通气孔: Oa[
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. ",#.?vT`
E 盖螺钉: Al$z.i?R
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 i<QDV
W9
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. RX gb/VR
F 位销: o_:v?Y>0
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. Ot=>~(u0
G 吊钩: ;n&95t1$
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. "j>X^vn
J)|3jbX"I]
减速器机体结构尺寸如下: d4Uw+3ikW
[|nK5(e9
名称 符号 计算公式 结果 >* -IIo
箱座壁厚 10 Ob0sB@
箱盖壁厚 9 pbMANZU[
箱盖凸缘厚度 12 !0{SVsc)
箱座凸缘厚度 15 x9lA';})
箱座底凸缘厚度 25 1/dL-"*0
地脚螺钉直径 M24 )nm+_U
地脚螺钉数目 查手册 6 H%_^Gy8f
轴承旁联接螺栓直径 M12 j=sfE qN).
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10
[gW eD
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 fNNl1Vls
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 +gl\l?>sr
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 dSDZMB sd
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 w{ja*F6
22 K+3-XhG
18 pW]j.JM
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 KzHN|8$o
16 EC?5GNGT,
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 (KQLh,h7
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 1?'4%>kp
齿轮端面与内机壁距离 > 10 E$"NOR
机盖,机座肋厚 9 8.5 >X~B1D,SV7
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) Ww<Y]H$xZ<
150(3轴) {&1L &f<
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) !HTOE@
150(3轴) [YvS#M3T
gM96RY
11. 润滑密封设计 W;u.@I&
J*@ pM
对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. HUKrp*Hv
油的深度为H+ =!TUf/O-
H=30 =34 Y9.3`VX
所以H+=30+34=64 geQ!}zXWi
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 .; MS78BR
yfl?\X{
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 ((M,6Q}
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 /?.?1-HM
密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 F^l1WX6
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 \h
~_<)
f_k'@e {
12.联轴器设计 80nE QT
y
r S@/@jKZE
1.类型选择. CJ<nUIy'z
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 zs=3e~o3
2.载荷计算. S%kE<M?
公称转矩:T=95509550333.5 i ao/l
查课本,选取 %*oz~,i
所以转矩 cx1U6A+
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 x,5$VLs\+
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm d3&gHt2
|t4k&Dkx`
四、设计小结 -]+XTsL
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。 V%<<Udu<
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。
P@PZ m
五、参考资料目录 +r2E5s
[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; dY;^JPT
[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; (X)$8y
[3]《简明机械设计手册》,同济大学出版社,洪钟德主编,2002年5月第一版;
!|9$
[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; DcQ^V4_
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 \Y
Cj/tG8
[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; Y
H
2iV
[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。