机械设计基础课程设计任务书 y3]"H(
<1BK5%?
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 ;%alZ
vP?S0>gh
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) );DIrA
eb@Lh!
目 录 oZ:F3 GQ4Q
OZm[iH
一 课程设计书 2 wR4u}gb#q
#!,`EU
二 设计要求 2 /exl9Ilt]
F|`B2Gr
三 设计步骤 2 .@-]A
B1#>$"_0}=
1. 传动装置总体设计方案 3 5)NBM7h
2. 电动机的选择 4 L6=RD<~C
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 WCT W#<izm
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 g
'a?
5. 设计V带和带轮 6 `1<3Hu_
6. 齿轮的设计 8 ,nRwwFd.
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 m+{: ^
8. 键联接设计 26 }QW~.>`
9. 箱体结构的设计 27 ]mo<qWRc>p
10.润滑密封设计 30 c$:=d4t5$
11.联轴器设计 30 <?Izfl6
@<yc .>
四 设计小结 31 dS_)ll.6z
五 参考资料 32 LEnP"o9ZW
U]EuDNkO{
一. 课程设计书 gJ8 c]2c
设计课题: &|"I0|tJ
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 wK`ieHmp
表一: Bp{`%86SE
题号 T1!Gr!=
@mRrA#E#{
参数 1 k+r9h'd
运输带工作拉力(kN) 1.5 (My$@l973
运输带工作速度(m/s) 1.1 ~G:2iSi(#
卷筒直径(mm) 200 UQ?OD~7
)^>XZ*eK
二. 设计要求 (s@tU>4U
1.减速器装配图一张(A1)。 Dzjt|U0ru9
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 -@V"i~g<e
3.设计说明书一份。 X<}o>
6|d
DcR}pQ(e
三. 设计步骤 ZMMo6;
1. 传动装置总体设计方案 OC>_=i$'
2. 电动机的选择 8u5
'g1M
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 z>p`!-'ID
4. 计算传动装置的运动和动力参数 }Wche/g`
5. “V”带轮的材料和结构 9C)3
b3
6. 齿轮的设计 SM#S/|.]
7. 滚动轴承和传动轴的设计 Ao,!z
8、校核轴的疲劳强度 Li-(p"
9. 键联接设计 mV*/zWh_
10. 箱体结构设计 5+/b$mHZX
11. 润滑密封设计 @-&(TRbZo
12. 联轴器设计 7kX$wQZ_
*zVLy^L_8
1.传动装置总体设计方案: J1]w*2
<k\H`P
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 Ph+X{|
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, H&=n:'k^
要求轴有较大的刚度。 \9(- /rE
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。 l/png:
其传动方案如下: pba8=Z
<ql w+RVt
图一:(传动装置总体设计图) ZG@M%|>
V@_-H
gg
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 t.E4Tqzc>
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 )o9Q5Lq
传动装置的总效率 ^K.u
~p
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; )b&-3$?
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, jkF+g$B
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, hY=w|b=Y
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 x9)aBB
6
tc:A5mK
2.电动机的选择 6hM]%
)XP#W|;
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, ] dHB}
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, v0Ai!#
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。 %-#
qO
ms}f>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, yOWOU`y?
;NH~9# t:
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 l801`~*gO
X%GD0h]X#
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 }3f
BY@
I( ]BMMj
8M^wuRn
方案 电动机型号 额定功率 Z&FkLww
P K4! P'
kw 电动机转速 Gz>Lqd
电动机重量 %M{k.FE(
N 参考价格 l#D-q/k?
元 传动装置的传动比 e=t<H"&
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 a`H\-G
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 F#(.v7Za
_i3i HR?
中心高 %won=TG8
外型尺寸 J=UZ){c>:.
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 ! FNf>z+
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 }B y)y;~
`gBD_0<T7
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 ?ork^4 $s
F:%^&%\
(1) 总传动比 izCaB~{/
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 XQ]`&w(
(2) 分配传动装置传动比 wms1IV%;
=× z!fdx|PUX
式中分别为带传动和减速器的传动比。 YgCc|W3{
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 f1A_`$>
4.计算传动装置的运动和动力参数 n`]l^qE
(1) 各轴转速 {G]?{c)"
==1440/2.3=626.09r/min Bwjg#1 E
==626.09/5.96=105.05r/min 9"~9hOEct
(2) 各轴输入功率 O -G1})$
=×=3.05×0.96=2.93kW xw ?CMA
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW '9qn*H`'
则各轴的输出功率: ;Xqn-R
=×0.98=2.989kW XdpF&B&K7Q
=×0.98=2.929kW @0$}?2
各轴输入转矩 Q uB+vL
=×× N·m 1!!\+
c2*
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· Jy9bY
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m dLZjB(0eO
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m W6vf=I@f
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m Rp0|zP,5
=×0.98=242.86N·m vv &BhIf3
运动和动力参数结果如下表 Km,*)X.-5
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min 8W;2oQN7
输入 输出 输入 输出 B| tzF0;c
电动机轴 3.03 20.23 1440 V$(/0mQV(
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 [ByQ;s5tY
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 oU8>Llt=$
fD{II+T
5、“V”带轮的材料和结构 c`
,
2h#
确定V带的截型 O+_N!/
工况系数 由表6-4 KA=1.2 ,^ 7 CP
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 cx{T
'1
V带截型 由图6-13 B型 7S<UFj
\5~;MI.Sq
确定V带轮的直径 /THnfy\
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm 94Ud@F9d5
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s KXf<$\+zO
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm zmiZ]uq
R"3
M[^
确定中心距及V带基准长度 B_k2u
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 b}@(m$W
360<a<1030 FW#P*}#
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm ZB[k{Y
OR4!YVVQ
初定V带基准长度 blahi]{Y9
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm EB!daZH,
|TTS?
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm u[")*\CP
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm pzhl*ss"6
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 Dx-KMiQ,"(
C!&y
确定V带的根数 ,%W<O.
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw >o~Z>lr
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 l?8)6z#Zl
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 88lxHoPV
带长修正系数 由表6-2 KL=1 "NzD1k6.L
0 [8=c&F
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 k6(r !mc
|c2xy
取Z=2 WR#0<cz(
V带齿轮各设计参数附表 ? 2#(jZ# 2
"e6|"w@8
各传动比 ~@4'HMQ
y(a!YicA?
V带 齿轮 >&S0#>wmyG
2.3 5.96 z;Q<F
'dJ/RJ~
2. 各轴转速n 7dOyxr"H-
(r/min) (r/min) xW_yLbE
626.09 105.05 EJ84rSp
|Au ]1}
3. 各轴输入功率 P hs+kr?Pg`
(kw) (kw) H'= (`
2.93 2.71 O+~ 7l?o
}
JiSmi6o
4. 各轴输入转矩 T
-\,zRIOK
(kN·m) (kN·m) Sr_VL:Gg
43.77 242.86 9z>z3,ftN
0?0Jz
5. 带轮主要参数 mXzrEI
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) 58V[mlW)O0
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 1.U`D\7mb
带的根数z E=]4ctK
160 368 708 2232 B 2 5W? v'"
As&vFt P
6.齿轮的设计 FFKGd/:!
od' /%
(一)齿轮传动的设计计算 h"+ `13
~b~2
>c9
齿轮材料,热处理及精度 zj{r^D$
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 e8=YGx^o`
(1) 齿轮材料及热处理 Z{6kWA3Kk
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 'x"08v$
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 [K/m
② 齿轮精度 6uPcXd:8ZR
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 .Dg*\ h
txgQ"MGA%
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 M<PIeKIEB
按齿面接触强度设计 Y?J"wdWJNB
.
#lsic8]
确定各参数的值: a|7a_s4(
①试选=1.6 M=qb^~ l
选取区域系数 Z=2.433 :#~U<C@o
s*/ bi
W
则 b89a)k>^g
②计算应力值环数 <_Z:'~Zp
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) ^O(=Vry
=1.4425×10h w;UqEC V
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) 5irwz4.4
③查得:K=0.93 K=0.96 66x?A0P
④齿轮的疲劳强度极限 Y6i _!z[V[
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: @yd4$Mv8%
[]==0.93×550=511.5 t\P<X^d%
X$%4$
[]==0.96×450=432 c~QS9)=E
许用接触应力 zZcnijWb
3>E%e!D%
⑤查课本表3-5得: =189.8MP
j~j jX
=1 xx{!3 F
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 qd3Q}Lk
=4.47×10N.m ~qe%Yq
3.设计计算 toN^0F?Qm
①小齿轮的分度圆直径d -7J| l
.#02
ngh
=46.42 T~QJO0
②计算圆周速度 c'/l,k
1.52 U9b?i$
③计算齿宽b和模数 @gY)8xMbA
计算齿宽b 7{&|;U
b==46.42mm MSf;ZB
计算摸数m F:x [
初选螺旋角=14 ;a:[8 Yi
= (vT+IZEI
④计算齿宽与高之比 vpmj||\-
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 MEB it
=46.42/4.5 =10.32 )"Ztlhs`#
⑤计算纵向重合度 )GHq/:1W
=0.318=1.903 pK0"%eA
⑥计算载荷系数K ZP{*.]Qu
使用系数=1 Gea\,{E9xA
根据,7级精度, 查课本得 @S|XGf
动载系数K=1.07, ,v"YqD+GC5
查课本K的计算公式: / m=HG^!
K= +0.23×10×b UFMA:o,
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 XI^QF;,
查课本得: K=1.35 X&kp;W
查课本得: K==1.2 Jv^h\~*jH
故载荷系数: FSND>\>
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 .9wk@C(Eh_
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 'inFKy'H
d=d=50.64 ^0Mt*e{q
⑧计算模数 =E.wv
= wb0L.'jyR)
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 VVlr*`
由弯曲强度的设计公式 WPQ fhr#|
≥ 79;<_(Y
@{25xTt
⑴ 确定公式内各计算数值 r]6C
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m
094o'k
确定齿数z %KLpig
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 w(L4A0K[
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 H*}y^)x
Δi=0.032%5%,允许 9iQq.$A .
② 计算当量齿数 {z{bY\
z=z/cos=24/ cos14=26.27 A*\.NTM
z=z/cos=144/ cos14=158 h'{ C[d
③ 初选齿宽系数 a^I\ /&aw'
按对称布置,由表查得=1 #"G]ke1l$
④ 初选螺旋角 H:V2[y8\
初定螺旋角 =14 )?anOD[
⑤ 载荷系数K 9w7n1k.
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 "]}
bFO7C
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y Y^wW2-,m
查得: U2W|:~KM
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 \XZ/v*d0
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 Wi)_H$KII
)
b (B
⑦ 重合度系数Y YIG~MP
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 W:pIPDx1=!
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 )6Fok3u
=14.07609 #V~me
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 V2wb%;q
⑧ 螺旋角系数Y rX2.i7i,
轴向重合度 =1.675, cK( C&NK
Y=1-=0.82 I 7{T
*nkoPVpC
⑨ 计算大小齿轮的 +nFu|qM}
安全系数由表查得S=1.25 1~NT.tY
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 .1Dg s=|
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 | ATvS2
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 _@
qjV~%Sy
查课本得到弯曲疲劳强度极限 Z 2V.3
小齿轮 大齿轮 Yg||{
m[~y@7AK<
查课本得弯曲疲劳寿命系数: )q8p k2
K=0.86 K=0.93 6d<r= C=
2} /aFR
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 f<d`B]$(
[]= u}macKJmp\
[]= $9_xGfx}
Y!w`YYKP
*&^Pj%DX
大齿轮的数值大.选用. )Q&(f/LT
/T0F"e)Ci
⑵ 设计计算 61C7.EZZ;
计算模数 FXG]LoP
nv|NQ
Tk
X9W@&zQ
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: pP&7rRhw
y}" O U
z==24.57 取z=25 K_|k3^xx"
O`IQ(,yef
那么z=5.96×25=149 uP)'FI
99e.n0
② 几何尺寸计算 /=nJRC3.
计算中心距 a===147.2 AUG#_HE]k
将中心距圆整为110 t6"%3#s
oGnSPI5KGC
按圆整后的中心距修正螺旋角 {T$9?`h~M
y@S$^jk.
=arccos #4<SAgq
f643#1
因值改变不多,故参数,,等不必修正. C_}]`[
=7=]{Cx[
计算大.小齿轮的分度圆直径 {3mRq"e
g*AWE,%=|
d==42.4 Ko<:Z)PS
EeE7#$l
d==252.5 JX;<F~{.
AlaW=leTe
计算齿轮宽度 {UI+$/v#
Hk3sI-XkA
B= reu*53r]
WaRw05r
圆整的 Jq-]7N%k/
F0TB<1
大齿轮如上图: >y7?-*0
>1Ibc=}g
N#_H6TfMG
D;*SnU(9L
7.传动轴承和传动轴的设计 M'O <h
%YscBG
1. 传动轴承的设计 97*p+T<yp
F@KGj|
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 IM'r8V
P1=2.93KW n1=626.9r/min K($Npuu]
T1=43.77kn.m r#p9x[f<Y
⑵. 求作用在齿轮上的力 *w\W/ Y
已知小齿轮的分度圆直径为 *L^,|
d1=42.4 +7.',@8_V
而 F= D/&o&G96
F= F A?P_DA
*])
`z8Ox
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N /W<;Z;zk
|u<7?)mp
\ ~$#1D1f
FTUv IbT
⑶. 初步确定轴的最小直径 ?+@?Up0wGO
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 .M%}X7
Ve; n}mJ?
$%#!bV
JPw.8|V)y
从动轴的设计 _Y;W0Z
Z@!+v19^
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, !_)[/q"
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M $'M!HJxb
⑵. 求作用在齿轮上的力 n{mfn*r.
已知大齿轮的分度圆直径为 ?Z/V~,
d2=252.5 mCVFS=8V
而 F= oZ|\vA%4^
F= F >|UOz&
%>{0yEC
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N H* *Xu;/5@
zQd
2
8{sGNCvU
F={a;Dvrn
⑶. 初步确定轴的最小直径 ZUd-<y
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 cVF"!.
AoxA+.O
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 N<}5A%
查表,选取 pW3^X=6
4,DeHJjAlE
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以
}.6[qk
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 wFZP,fQ9l
$=4QO
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 ]c'A%:f<
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 Pd Wx|y{%
N(yzk_~
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. PEZ!n.'S
fz
"Y CHe
D B 轴承代号 pEA:L$&
45 85 19 58.8 73.2 7209AC nU7[c| =
45 85 19 60.5 70.2 7209B UkFC~17P
50 80 16 59.2 70.9 7010C Qo|\-y-#
50 80 16 59.2 70.9 7010AC *s3/!K
CpTjJXb
l.M0`Cn-%
jmG~Un M
AA>P`C$&M
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 ^U/O!GK
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, N8df8=.kw
③ 取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm. \s\?l(ooq"
S,8elKH4
④ 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. =7UsVn#o
⑤ 取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, -XG@'P_
高速齿轮轮毂长L=50,则 x
kD6Iw
]6j{@z?{
L=16+16+16+8+8=64 #GFr`o0$^
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. wC'Szni
M<&= S
5. 求轴上的载荷 {_*yGK48n
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, {{!-Gr
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. r9XZ(0/p
{n=|Db~S
yB!dp;gM{
uQzXfOq
! 8b^,
8{ I|$*nB
4skD(au8
izR"+v
F"mmLao
%z$#6?OK^
G#$-1"!`
传动轴总体设计结构图: `d(ThP;g
w32y3~
fN2lLn9/u
XK vi=0B
(主动轴) Ho]su?
w!XD/jN
Fk;Rfqq
从动轴的载荷分析图: _"{Xi2@H
nr#|b`J]
6. 校核轴的强度 'c~4+o4co
根据 ~>XxGjxe
== rT>wg1:
前已选轴材料为45钢,调质处理。 @}ZVtrz
查表15-1得[]=60MP H;"4C8K7
〈 [] 此轴合理安全 2A!FDr~cdT
k;W
XB|k
8、校核轴的疲劳强度. 4&iCht
=
⑴. 判断危险截面 "wc<B4"
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. Qg/rRiV
⑵. 截面Ⅶ左侧。 Ea=P2:3*
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 6w7 7YTJ
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 P'rb%W
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 S]{oPc[7
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 >R=|Wo`Ri
截面上的弯曲应力 : E?V.
`$NP>%J-
截面上的扭转应力 `y0FY&y=
== ,z?':TZ
轴的材料为45钢。调质处理。 IGN1gs
由课本得: $od7;%
2T`!v
因 Q@H V- (A
经插入后得 0CvUc>Pj`"
2.0 =1.31 l;V173W=&
轴性系数为 L0]_X#s>#
=0.85 .
]M"#
\
K=1+=1.82 P|> ~_$W
K=1+(-1)=1.26 ^C%<l(b
所以 mVmGg,
C*lJrFpB
综合系数为: K=2.8 ~{gqsuCCL
K=1.62 B1Oq!k
碳钢的特性系数 取0.1 uIrG* K
取0.05 <7$1kGlA
安全系数 SY8C4vb'h
S=25.13 @|)Z"m7
S13.71 y_9Ds>p!T
≥S=1.5 所以它是安全的 _aMF?Pj~m
截面Ⅳ右侧 tI{_y
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 1nOCQ\$l
Hr4}3.8
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 :i7;w%B
cGD(.=
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 |D.ND%K&
WjjB<YKzF
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 %K
QQ,{ b
截面上的弯曲应力 4`R(?
截面上的扭转应力 .[ mRM
==K= 9g?(BI^z
K= lHIM}~#;nd
所以 b u"!jHPB
综合系数为: &VcV$8k
K=2.8 K=1.62 Mc}^LDX
碳钢的特性系数 llsfTrp
取0.1 取0.05 bYPK h
安全系数 .>nRzgo
S=25.13 sT' 5%4
S13.71 VD\=`r)nT
≥S=1.5 所以它是安全的 4H<lm*!^
dq[xwRU1
9.键的设计和计算 ?R#)1{(8d~
"wHFN>5B
①选择键联接的类型和尺寸 !Rt>xD
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. NgCvVWto
根据 d=55 d=65 ]g&TKm
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 IaXeRq?<
b=20 h=12 =50 O7IJ%_A&
BVO<e \>3
②校和键联接的强度 eGHaY4|
查表6-2得 []=110MP 0K2`-mL
工作长度 36-16=20 ""|Qtubv
50-20=30 @y&bw9\
③键与轮毂键槽的接触高度 VU d\QR-
K=0.5 h=5 "FKOaQ%IH
K=0.5 h=6 r$~HfskeI
由式(6-1)得: _f:W?$\ho
<[] >oe]$r
<[] ^ovR7+V
两者都合适 n=ux5M
取键标记为: \;"=QmRD%:
键2:16×36 A GB/T1096-1979 \} :PLCKT
键3:20×50 A GB/T1096-1979 %1$,Vs<RH
10、箱体结构的设计 J6aef^>
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, w)Qp?k
d
大端盖分机体采用配合. Hg$lXtn]
46&/gehr
1. 机体有足够的刚度 4Wm@W E
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 P}7 'm
M
hFl^\$Re
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 MFAH%Z$
.=jay{
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 kq,ucU%>p
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 r?
E)obE
4Ic*9t3
3. 机体结构有良好的工艺性. wx0j(:B]
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. _t #k,;
_8_R 1s
4. 对附件设计 Y#P%6Fy
A 视孔盖和窥视孔 `,TzQ
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 6MMOf\
B 油螺塞: JHTSUq
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。 -fHy-Oh
C 油标: J,y[[CdH`
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 SmSH2m-
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. 'Xq|Kf (
<+vw@M
D 通气孔: _C[q4?
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. .MoU1n{Yc
E 盖螺钉: ~;{;,8!)
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 !_'ur>iR
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. MXNFlP
F 位销: "8jf81V*
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. ieCEo|b
G 吊钩: iE^84l68
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. !0L Wa"
mQ26K~
减速器机体结构尺寸如下: V_}"+&W9
Mc_YPR:C
名称 符号 计算公式 结果 ARwD~Tr
箱座壁厚 10 hxd`OG<gF
箱盖壁厚 9 a:IC)]j$_
箱盖凸缘厚度 12 cZU=o\
箱座凸缘厚度 15 " h~Zu
箱座底凸缘厚度 25 >T3-
地脚螺钉直径 M24
mt p+rr
地脚螺钉数目 查手册 6 ,I(d6
轴承旁联接螺栓直径 M12 gANuBWh8T
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 ][h%UrV
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 ?u=Fj_N_
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 `WFw3TI
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 suiS&$-E
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 sF?TmBQ*
22 hl (hJfp
18 +tIF
h'
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 j94=hJVKi
16 KNpl:g3{<Q
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 '(yAfL 9}
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 |[ k.ii6iO
齿轮端面与内机壁距离 > 10 (\hx` Yh=>
机盖,机座肋厚 9 8.5 q#ClnG*
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) n :\~'+$
150(3轴) T?soJ]A
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) ag#S6E^%S
150(3轴) fg!__Rdi
>G*eNn
11. 润滑密封设计 ](9Xvy
wQH<gJE/:
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. k,E{C{^M
油的深度为H+ \fyRsa)
H=30 =34 _A5e{Gb
所以H+=30+34=64 ZaDyg"Tw+
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 C] eSizS.
X!Mx5fg
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 YpZ+n*&+
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 H*QIB_
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 #ASz;$P
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 lL3khJ:%
dTC7Fm
12.联轴器设计 gsvuE
1i"WDu*h3
1.类型选择. /vde2.|
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 HU}7zK2
2.载荷计算. YTX,cj#D^&
公称转矩:T=95509550333.5 +EAsW(F1
查课本,选取 ARVf[BAJ-*
所以转矩 NP#w+Qw
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 *{@Nq=fE
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm o\<ULW*
6BHXp#
#z
四、设计小结 }DEg-j,F
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。 e7r-R3_
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。 SSg8}m5)Q
五、参考资料目录 E7 Ul;d
[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; -M~:lK]n
[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; #m<nAR
[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; VimE@ Hz
[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; +I:Unp
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 C12Fl
[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; PbgP\JeX
[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。