机械设计基础课程设计任务书 txFcV
FKU)# Eo
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 A(T=
`(&GLv[i^2
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) Sp./*h\}
fK;I0J
目 录 ,ek0)z.
6>F1!Q
一 课程设计书 2 (AswV7aGe
'da$i
二 设计要求 2 >fx/TSql:J
]>oI3&6s
三 设计步骤 2 mt]50}eK
RWdx)qj{
1. 传动装置总体设计方案 3 PmlQW!gfBi
2. 电动机的选择 4 GK[[e~#u
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 F,h}HlU
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 J 7]LMw7
5. 设计V带和带轮 6 3&5AbIZ
6. 齿轮的设计 8 r`A|2(h5B
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 6bd{3@
8. 键联接设计 26 YE[{Y(5;q
9. 箱体结构的设计 27 n{E9p3i
10.润滑密封设计 30 Cg&:+
11.联轴器设计 30 [5wU0~>'
sV-UY!
四 设计小结 31 vg-'MG
五 参考资料 32 '=1@,Skj-
=0mXTY1
一. 课程设计书 b0h >q $b
设计课题: Tk:%YS;=
设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V qd@Fb*
表一: ^9`~-w
题号 =:(<lKf,<F
(F'?c1
参数 1 yCZ[z
A
运输带工作拉力(kN) 1.5 Gn>~CoFN
运输带工作速度(m/s) 1.1 (k24j*1e$
卷筒直径(mm) 200 GpGq' 8|(
ldNWdz
二. 设计要求 VCc57Bo
1.减速器装配图一张(A1)。 yYPFk
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 ;-d2~1$
3.设计说明书一份。 YfJQ]tt1
7YQ689"J6B
三. 设计步骤 != u
S
1. 传动装置总体设计方案 EQ2HQz]
2. 电动机的选择 Lo
uYY:Q
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 KK41I8Mw
4. 计算传动装置的运动和动力参数 aT}?-CUxx
5. “V”带轮的材料和结构 k*o>ZpjNH
6. 齿轮的设计 +YnQOh%v0s
7. 滚动轴承和传动轴的设计 Ct pc]lJ}
8、校核轴的疲劳强度 lCK|PY*
9. 键联接设计 M =6
10. 箱体结构设计 ?v$1Fc55
11. 润滑密封设计 YA*E93 J0
12. 联轴器设计 U?(+ {4l
:AM_C^j~
D
1.传动装置总体设计方案: EV|L~^Q
.MI
5?]_
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。
m"tke'a
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, :B1a2Y^"
要求轴有较大的刚度。 q a}=p
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 g33Y]\
其传动方案如下: Qm2(Z8Gh
xT;j_'9U;
图一:(传动装置总体设计图) ?J's>q^X
kf2e-)uUs
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 '^~38=FA
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 &E$:^a4d
传动装置的总效率 zR_yxs'
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; vC _O!2E
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, cvO;xR
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, SCKpW#2dP{
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 `]m/za%7
QliP9-im3
2.电动机的选择 o!}/&
'(
">rt *?^
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, kq=tL@W`0}
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, FN29 5:Iuw
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。 f f_| 3G
\'Ewn8Qv8
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, 2W q/_:
b%M|R%)]
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 I<L<xwh1(E
Z=CY6Zu7
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 $,#,yl ol
~ZXAW~a}
B)L;ja
方案 电动机型号 额定功率 >W?7a:#,
P 2Ik@L,
kw 电动机转速 ljRR{HOl
电动机重量 5"8R|NU:\0
N 参考价格 E!v^j=h$u
元 传动装置的传动比 |q*s)8
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 NJTC+`Hm
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 ?UV^6
_=68iDXm
中心高 ]6 vqgu
外型尺寸 Dt8wd,B
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 H-Z1i
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 "J (.dg]"
n*U+jc
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比
20p/p~<
4<QSot
(1) 总传动比 {ei,>5K
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 60St99@O
(2) 分配传动装置传动比 C/je5
=× %l8nTcL_?
式中分别为带传动和减速器的传动比。 :i_kA'dl&
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 !%_H1jk
4.计算传动装置的运动和动力参数 h2C1'+Q{9
(1) 各轴转速 Mb0cdK?hA
==1440/2.3=626.09r/min K;_.WzWD=
==626.09/5.96=105.05r/min Q&Ox\*sMK
(2) 各轴输入功率 9p5{,9 .3*
=×=3.05×0.96=2.93kW 9AROvq|#
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW $k&}{c8P
则各轴的输出功率: %aeQL;# V
=×0.98=2.989kW RU^lR8;
=×0.98=2.929kW n\Y|0\ B
各轴输入转矩 KGI0|Z]n~
=×× N·m h7H#sL[^
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· )!``P?3?
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m Aa;s.:?
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m 044*@a5f
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m "nK(+Z
=×0.98=242.86N·m Rtl;*ZAS
运动和动力参数结果如下表 $&|*v1rH
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min
n|oAfJUk,
输入 输出 输入 输出 2W=(
{e)$
电动机轴 3.03 20.23 1440 p8q9:Tz
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 }Rc8\,
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 *0,?QS-a
i-EFq@xl
5、“V”带轮的材料和结构 ~4~-^
t
确定V带的截型 y'<juaw
工况系数 由表6-4 KA=1.2 6*,8 H&
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 M7(vI4V
V带截型 由图6-13 B型 J0U9zI4
b:}`O!UBw
确定V带轮的直径 C||A[JOS
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm @: ~O
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s <(Wa8PY2(
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm ~OXC6z
wO y1i/oj
确定中心距及V带基准长度 2dr[0tE
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 %8T:r S
360<a<1030 F%Lniv/N
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm o2 5kFD
VT\o=3_
初定V带基准长度 w
1E}F
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm
]8q5k5~
X"W%(x`w
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm kQ$Q}3f
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm .d5|Fs~B
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 9_rNJLj8y
Y'n TyH
确定V带的根数 <)zh2UI
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw h@72eav3+
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 ?'K}bmdt}.
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 6$>m s6g%
带长修正系数 由表6-2 KL=1 l|ZwZix
ZbYwuyHk(3
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 2k[i7Rl \c
^)b*"o
取Z=2 p1HU2APFP
V带齿轮各设计参数附表 3R?7&oXvH
Y]b5qguK
各传动比 Hi{c[;
2;4Of~
V带 齿轮 B:tST(
2.3 5.96 #Xri%&~
| zj$p~
2. 各轴转速n 6:B[8otQ
(r/min) (r/min) } VE[W
626.09 105.05 %#NaM\=8v
vhEPk2wD,
3. 各轴输入功率 P ~\K+)(\SNp
(kw) (kw) WZRrqrjq
2.93 2.71 A0M)*9 f
3skq%;%Wsk
4. 各轴输入转矩 T (^eSm]<
(kN·m) (kN·m) {t[j>_MYw
43.77 242.86 O!sZMGF$p
Rcf_31 L
5. 带轮主要参数 fk P@e3
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) :9c
QK]O6
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 ' R~x.NM
带的根数z 3bpbk
160 368 708 2232 B 2 !O)Ruwy
:n>m">4
6.齿轮的设计 r M'snW)
GS~jNZx
(一)齿轮传动的设计计算 DI9x]CR
1bd(JL
齿轮材料,热处理及精度 Te2XQU2,F
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 }Fyf?TZ$T
(1) 齿轮材料及热处理 R|8)iW^
① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 suaTXKjyk+
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 a`GoNh,
② 齿轮精度 G[6V=G
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 6{}]QvR
;04doub
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 >t?;*K\x"
按齿面接触强度设计 Revc
:m1o
Eti;(>"@
确定各参数的值: ,/|"0$p2x
①试选=1.6 qbHb24I
选取区域系数 Z=2.433 `>'E4z]-_
{k}S!T
则 +K;(H']Z<-
②计算应力值环数 ^{-J Y
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) Fc7mAV=
=1.4425×10h (<(8(}x
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) &BCl>^wn}
③查得:K=0.93 K=0.96 .'p_j(uv
④齿轮的疲劳强度极限 =wPl;SDf!
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: hPx=3L$
[]==0.93×550=511.5 1Xt%O86
CP'?Om2
[]==0.96×450=432 O@'/B" &
许用接触应力 _*9eAeJ
A/W0O;*q
⑤查课本表3-5得: =189.8MP mE%H5&VSI
=1 {*`qL0u]^
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 5)2lZ(5.A#
=4.47×10N.m ^4O1:_|G
3.设计计算 L/"XIMI*Xg
①小齿轮的分度圆直径d y0M^oLx
gx#xB8n
=46.42 !CTchk<{(
②计算圆周速度 pqBd#
1.52 7\rz*
③计算齿宽b和模数 ?^Q!=W<7
计算齿宽b 4E J
b==46.42mm D^]7/w:$-
计算摸数m Nqk*3Q"f
初选螺旋角=14 cc*A/lD
= 4H]Go~<
④计算齿宽与高之比 *ELbz}Q
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 ,sn
?V~)
=46.42/4.5 =10.32 ~M3`mO+^U
⑤计算纵向重合度 s|dcO
=0.318=1.903 >> Z.]
⑥计算载荷系数K *@S:f"i
使用系数=1 F>%~<or
根据,7级精度, 查课本得 81O`#DfZ
动载系数K=1.07, MVs@~=
查课本K的计算公式: ZC@ 33Q(
K= +0.23×10×b ?gY^,Ckj
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 'mXf8
查课本得: K=1.35 SHOg,#mV
查课本得: K==1.2 0+}42g|_ Z
故载荷系数: b<P9@h~:
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 U
]`SM6
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 Pb]: i+c)
d=d=50.64 |`1lCyV\tE
⑧计算模数 uK6R+a
= 3~;LNi
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 PB_+:S^8
由弯曲强度的设计公式 :Gsh
≥ GF*8(2h2
|,cQJ
⑴ 确定公式内各计算数值 szu!*wc9
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m F"1)y>2k
确定齿数z @#hd8_)A.
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 'X d_8.
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 'c*Q/C;
Δi=0.032%5%,允许 /bv1R5
② 计算当量齿数 xeF0^p7Z
z=z/cos=24/ cos14=26.27 S}f3b N
z=z/cos=144/ cos14=158 brx
7hI
③ 初选齿宽系数 Hm!ffqO_
按对称布置,由表查得=1 ON.C%-T-
④ 初选螺旋角 9fj3q>Un,
初定螺旋角 =14 gHpA@jdC*
⑤ 载荷系数K 18f!k
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 T"xq^h1\
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y m-Q!V+XQp
查得: ecDni>W
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 {+%|nOWV
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 Yj3j?.JJk
XP'<\
⑦ 重合度系数Y D!Pv`wm
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 C62:G+W&o
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 .<%2ON_
=14.07609 n}/?nP\%
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 W=:4I[a6Q
⑧ 螺旋角系数Y Y"6
'
轴向重合度 =1.675, _<s[HGA`z
Y=1-=0.82 y (@j;Q3(r
^YG'p?r.s
⑨ 计算大小齿轮的 r@b M3V_o
安全系数由表查得S=1.25 tIn
dve
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 NbgK#;
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 P'%#B&LZo
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 N3dS%F,_
查课本得到弯曲疲劳强度极限 < %@e<,8
小齿轮 大齿轮 U4)x "s[CP
:/UO3 c(
查课本得弯曲疲劳寿命系数: 9Rl-Jz8g
K=0.86 K=0.93 }p,#rOX:A
_3@[S
F
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 g~EN3~
[]= cjK\(b3
[]= -': ;0
DwSB(O#X
?+Gc.lU
大齿轮的数值大.选用. +g %h,@
1g_p`(
⑵ 设计计算 (5CdA1|
计算模数 U}f"a!
~5`p/.L)ZD
UU\wP(f
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: [0c7fH`8V
bd|ZhRsL
z==24.57 取z=25 7`eg;s^
5SV w71*
那么z=5.96×25=149 &[
oW"Q{
?{=&R o
② 几何尺寸计算 ~dc
o
计算中心距 a===147.2 pQ~Y7
将中心距圆整为110 +vf~s^
kXW5bR
按圆整后的中心距修正螺旋角 Pgug!![
(F=/r]Q
=arccos &<nj~BL
PmjN!/
因值改变不多,故参数,,等不必修正. ycD.X"
^*?mb)
计算大.小齿轮的分度圆直径 lZ,w#sqbY
<Wrn/%tL
d==42.4 =Jyi9VN=&
IKo,P$
PE
d==252.5 ]?p 9)d=%<
uuaoBf
计算齿轮宽度 ,I|3.4z
]mzghH:E
B= wWYo\WH'
o?,c#g
圆整的 (V(8E%<c
C>NLZMT
大齿轮如上图: 8kdJ;%^N
\u4`6EYF?
aU\R!Y$/"
a~*wZJ
7.传动轴承和传动轴的设计 q%S^3C&
kR0/jEz
C
1. 传动轴承的设计 =|+%^)E
,vDSY N6
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 S7B\mv
P1=2.93KW n1=626.9r/min Mq~ g+`
'
T1=43.77kn.m O[Yc-4
⑵. 求作用在齿轮上的力 k,,Bf-?
已知小齿轮的分度圆直径为 N({0" 7
d1=42.4 X_HU?Q_N
而 F= 6N\f>c
F= F U{,:-R
1[]
9EJ
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N W?H-Ng3E
2#81oz&K
u> @@
n@=D,'cn
⑶. 初步确定轴的最小直径 aG&t gD{
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 rtxG-a56Q
'w"hG$".
@1vpkB~ w
4k_y;$4WN
从动轴的设计 he!Uq%e
Vi=u}(*
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, 0/5{v6_rG
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M *";O_ :C!
⑵. 求作用在齿轮上的力 d-{1>\-_
已知大齿轮的分度圆直径为 GMKY1{
d2=252.5 P>nz8NRq
而 F= DCP
B9:u
F= F IY,n7x0d
wiP )"g.t
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N ^k2g60]
jPIOBEIG
!d
Z:Ih.[{
ZH)thd9^b
⑶. 初步确定轴的最小直径 `f<&=_,xfH
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 K+<F,
P
-|2k$W
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 =3;~7bYO
查表,选取 =m-nvXD
TcpaZ
'x
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 BHf7\+Ul
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 \R[f< K%
jaL#
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 B8`!A
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 。 )|,Zp`2/
2-dEie/{'
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. @/8O@^
pGcijD
D B 轴承代号 6<o2 0(?
45 85 19 58.8 73.2 7209AC VmON}bb[zz
45 85 19 60.5 70.2 7209B b^q%p1
50 80 16 59.2 70.9 7010C AOM@~qyc
50 80 16 59.2 70.9 7010AC 3H`r|R
, Y^GQ`~#
Hto+spW
rqTsKrLe
5H2Ugk3
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 'M35L30
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, J+u z{
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. P?|>,
\t
}k0B
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. %9OVw#P
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, 1StaQUB
高速齿轮轮毂长L=50,则 \:jJ{bl^A
dmYgv^t
L=16+16+16+8+8=64 H`OJN.
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. [j 'lB
oAF#bj_f
5. 求轴上的载荷 6&KcO:}-
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, LAH.PcjPa
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. 8X#\T/U
d`3>@*NR<
YhO-ecN
|$D`*
\t
^9UN
]6].l$%z#
lpnPd{kE
X< 4f7;]O
S\0?~l"}
zt2#6v
{YIf rM
传动轴总体设计结构图: Lnc>O'<5P9
j4+kL4M@H
^]TYS]C
<xh";seL
(主动轴) c^7QiTt_
g]9A?#GyE
k3UKGP1
从动轴的载荷分析图: -Q"
N;&'[&
o{OY1 ;=6
6. 校核轴的强度 @i(;}rx
根据 -J^t#R^$`
== ^v&)z,
前已选轴材料为45钢,调质处理。 K9c5HuGy
查表15-1得[]=60MP PvW~EJ
〈 [] 此轴合理安全 -5GRit1q?
+K:hetv
8、校核轴的疲劳强度. :|N(:W>=$Y
⑴. 判断危险截面 @QAI 0ZY
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. "p"~fN
/I9
⑵. 截面Ⅶ左侧。 oT*qMLdn
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 fcisDu8n
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 NU%<Ws=
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 h[oI/X
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 A;7At!kK
截面上的弯曲应力 ^ ^k]2oG
&5Huv?^a'
截面上的扭转应力 ,rWej;CzN
== V?N8 ,)j
轴的材料为45钢。调质处理。 ?U(`x6\:
由课本得: F~x>\?iN
PLhlbzc f
因 1(jDBP!8
经插入后得 >=d%t6%(
2.0 =1.31 kGW4kuh)/q
轴性系数为 UJk/Lxv
=0.85 aS&,$sR
K=1+=1.82 |WsB0R
K=1+(-1)=1.26 6HRr4NDcj
所以 o$k9$H>Na
'L8B"5|>
综合系数为: K=2.8 DGO\&^GT^
K=1.62 `-[|@QNFz
碳钢的特性系数 取0.1 Y *n[*N
取0.05 iDV.C@
安全系数 *#7]PA Qw
S=25.13 S(Q=2Y
S13.71 #L9F\ <K
≥S=1.5 所以它是安全的 TyN]P a
截面Ⅳ右侧 {R}Kt;L:Ut
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 y\zRv(T=
i]}`e>fF
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 1[ 40\ sM
L%
`lC]
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 Q=#N4[W'
A_2oQ*
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 mcq.*at
截面上的弯曲应力 L<0eIw
截面上的扭转应力 #T$yQ;eQ
==K= v&Oc,W
K= Yqb3g(0
所以 h+j{;evN
综合系数为: t>JPK_b0
K=2.8 K=1.62 ]B3f$;W
碳钢的特性系数 U$7]*#@&
取0.1 取0.05 tWaM+W
安全系数 'oS= d
S=25.13 }N0v_Nas;v
S13.71 T[ltOQw?Y
≥S=1.5 所以它是安全的 E@_]L<Z
f8S! FGiNc
9.键的设计和计算 4}Dfi5:
.^V9XN{'a
①选择键联接的类型和尺寸 oe,yCdPs
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. +MyXIWmD
根据 d=55 d=65 m*~Iu<5L
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 \`Ow)t:
b=20 h=12 =50 f7?IXDQ>!
!pxOhO.V
②校和键联接的强度 AI#.G7'O
查表6-2得 []=110MP dzs(sM=
工作长度 36-16=20 [(*?
50-20=30 PgdHH:v)
③键与轮毂键槽的接触高度 36UUt!}p
K=0.5 h=5 \^x`GsVy
K=0.5 h=6 raJv$P
由式(6-1)得: 'J_`CS
<[] 7~!F3WT{
<[] #D-Ttla
两者都合适 pB'{_{8aA
取键标记为: /Suh&qw>
键2:16×36 A GB/T1096-1979
B6.9hf
键3:20×50 A GB/T1096-1979 og`K!d~
10、箱体结构的设计 HwZ"l31
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, _*fOn@Vwo
大端盖分机体采用配合. JVR,Py:%G
{'z(
1. 机体有足够的刚度 GD0Q`gWNe
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 +d=w%r)
PnZY%+[I
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 jJyS^*.X
%<{1N|
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 0+Z?9$a1
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 N"A`tc5&
\S0QZQbz/
3. 机体结构有良好的工艺性. xjh(;S'
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. Kp>fOe'KW
C_;A~iI7
4. 对附件设计 47!k!cHa
A 视孔盖和窥视孔 L\xR<m<,
在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 ZKt`>KZ
B 油螺塞: >E9 k5
放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 e[Jh7r>'
C 油标: Xxr"Gc[
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 #=,c8"O
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. }U@(S>,%
6e%ZNw{#=
D 通气孔: [F+*e=wjN>
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. -{ES 36
E 盖螺钉: _b9>ZF~
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 ;s?,QvE{r#
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. PO*0jO;%
F 位销: `\yQn7 Oq
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. <&l@ ):a
G 吊钩: q9(Z9$a(\
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. DFp">1@`PR
}aL&3[>>
减速器机体结构尺寸如下: g}$B4_sY
^#]eCXv
名称 符号 计算公式 结果 ` >[Offhd
箱座壁厚 10 a xz-H`oq4
箱盖壁厚 9 b\p2yJ\
箱盖凸缘厚度 12 pkc*toW
箱座凸缘厚度 15 ]/7#[
箱座底凸缘厚度 25
xM$AhH
地脚螺钉直径 M24 +S@[1 N
地脚螺钉数目 查手册 6 GHpP
*x
轴承旁联接螺栓直径 M12 Hb\['VhzM
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 :"gu=u!
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 \?vn0;R4
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 ^*b11/7
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 nw0Tg= P
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 wQYW5X
22 4wPP/`
18 { a_&L
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 ^bECX<,H
16 NmTo/5s
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 ?8YbTn1f)
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 [y"Yi PK
齿轮端面与内机壁距离 > 10 6L3i
机盖,机座肋厚 9 8.5 p. KT=dZT
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) *d:$vaL
150(3轴) ?~ <NyJHN%
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) (3&P8ZGNR
150(3轴) T!-ly7-`
T=':$(t
11. 润滑密封设计 Z<#h$XUA
4xgfm.9I^
对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. ;&XC*R+
油的深度为H+ T3PwM2em_`
H=30 =34 zGa
V^X
所以H+=30+34=64 k0,]2R
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 |CPyCM$
04:QEC"9mj
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 8zQN[[#n
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 `:W }yo<F
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 XO}SPf-
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 (?ZS9&y}
XRi37|p
12.联轴器设计 A}i>ys
_7
^:1i~:.
1.类型选择. fDAT#nlyp
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 lqvP
Dz
2.载荷计算. 0B"_St}3D
公称转矩:T=95509550333.5 <GSp%r
查课本,选取 B^C5?
所以转矩 YcW)D
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 &}d5'IRT
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm )\J~KB4
f&
Vx`oj
四、设计小结 oG
c9
6B%
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。 fvj
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 ^Y2A
五、参考资料目录 *A0*.>@N
[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; y 7z)lBy\
[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; [Xww`OUsh
[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; zEDN^K '
[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; t:n$9WB)
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 p,14'HS%@
[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; NG:
f>R
[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。