机械设计基础课程设计任务书 !pS~'E&q
U$EM.ot
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 g _x\T+=
z9fNk%
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) 0hZxN2r
r1hD
%a
目 录 ,^!Zm^4,
$Q,n+ /
一 课程设计书 2 'Ix5,^M}B
+cw{aI`a8
二 设计要求 2 *p"O*zj
{"\q(R0
三 设计步骤 2 YRu%j4Tx
Qasr:p+
1. 传动装置总体设计方案 3 S
`wE$so>
2. 电动机的选择 4 }9FD/
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 aKD;1|)
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 %g5jY%dg.r
5. 设计V带和带轮 6 %)dI2 J^Xf
6. 齿轮的设计 8 %8g$T6E[<2
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 9OhR41B
8. 键联接设计 26 _jk|}IB;X
9. 箱体结构的设计 27 T*p|'Q`
10.润滑密封设计 30 L<"k7)k
11.联轴器设计 30 ] :GfOgo
v6KL93
四 设计小结 31 0 c,bet{m
五 参考资料 32 s/\XH&KR3V
MXh^dOWR
一. 课程设计书 /;b.-v&
设计课题: )e#fj+>x)
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 Fv;u1Atiw
表一: _4~k3%w\`l
题号 H.)fOctbO
a'm!M:w
参数 1 2;O c^
运输带工作拉力(kN) 1.5 [gTQ-
运输带工作速度(m/s) 1.1 \v.HG]
/u
卷筒直径(mm) 200 M'b:B*>6
dV$3u"9
二. 设计要求 mMga"I9
1.减速器装配图一张(A1)。 iczs8gj*
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 [6oq##
3.设计说明书一份。 y}CkzD
il=?o f\,i
三. 设计步骤 QZqpF9Eu
1. 传动装置总体设计方案 a =9vS{
2. 电动机的选择 S_`W@cp[
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 !Jh*a *I}
4. 计算传动装置的运动和动力参数 jg7d7{{SB
5. “V”带轮的材料和结构 WvIK=fdZ$
6. 齿轮的设计 fYv ;TV>73
7. 滚动轴承和传动轴的设计 32TP Mk
8、校核轴的疲劳强度
Cl%V^xTb
9. 键联接设计 `6dy
U_f
10. 箱体结构设计 U<1}I.hDJ
11. 润滑密封设计 R
%Rv
12. 联轴器设计
R>^5$[
U$MWsDn
1.传动装置总体设计方案: B'NS&7+].
4u7c7K>\Y
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 p!. /
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, mxtlr)
要求轴有较大的刚度。 ,P;8 }yQ
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。 JkRGt Yq
其传动方案如下: &3!i@2d;3f
c-?
Ygr
图一:(传动装置总体设计图) *'kC8ZR5
Ky=(urAd
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 |p'_k(z}
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 `[w}hFl~q
传动装置的总效率 o}5'v^"6,
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; H57jBD
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, VGq{y{(
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, [~zE,!
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 .N?|t$J
kfH9Y%bOy
2.电动机的选择 w@<<zItSo
9aW8wYL~b
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, B3ohHxHu
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, }xpe
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。 o{s4.LKK
THegPD67J
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, j@kRv@
.H*? '*
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 <m|FccvQ
+_vm\]4
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 >KH(nc$
EBN]>zz
o(S^1j5
方案 电动机型号 额定功率 6%Cna0x:&
P SLbavP#G
kw 电动机转速 _rWTw+
L
电动机重量 *J*zml3
N 参考价格 si+5h6I.}
元 传动装置的传动比 ^MF=,U'8
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 gu~-}
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 \`p |,j
#,Fx@3y\a
中心高 d1C/u@8^
外型尺寸 _&8KB1~
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 .pNq-T
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 xLGTnMYd
{d{WMq$
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 j[Hg]
8.
~Euz
(1) 总传动比 :Kt mSY
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 'RN"yMv7l
(2) 分配传动装置传动比 x&6i@ Jl
=× k_.j%
式中分别为带传动和减速器的传动比。 -&HoR!af
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 \f<thd*bC
4.计算传动装置的运动和动力参数 sIQMUC[!
(1) 各轴转速 _YD<Q@
==1440/2.3=626.09r/min )Uoe~\
==626.09/5.96=105.05r/min U iPVZ@?
(2) 各轴输入功率 ' ]H#0.
=×=3.05×0.96=2.93kW |<5J
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW )gm \e?^
则各轴的输出功率: cmC&s'/8`D
=×0.98=2.989kW hPX2 Bp
=×0.98=2.929kW x Ps&CyI
各轴输入转矩 Av[|.~g
=×× N·m 'j=PbA
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· Lu u-c<*M
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m 'TEwU0<%
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m r>D[5B
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m v6,
o/3Ex
=×0.98=242.86N·m vb4G_X0S
运动和动力参数结果如下表 DrYoC7
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min ABS
BtH ?
输入 输出 输入 输出 M4$4D?
电动机轴 3.03 20.23 1440 34&$_0zn
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 A?<"^<A^
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 w{UKoU
H#d! `
5、“V”带轮的材料和结构 >G -?e!
确定V带的截型 ::h02,y;1%
工况系数 由表6-4 KA=1.2 l.LFlwt
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 r+WPQ`Ar
V带截型 由图6-13 B型 S4AB tKG
W(3~F2
确定V带轮的直径 ?R~Ye
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm GCmVmOdKr
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s '$&(+>)z`
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm laIC}!
E EnTq
确定中心距及V带基准长度 ?}>B4Z)
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 g\mrRZ/?
360<a<1030 mZ.6Njb
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm bKbpI>;[
gB'Ah -@,P
初定V带基准长度 X<bj2 w
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm pJ@DHj2@
JT+lWhy
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm w6%CBE2
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm 5v03<m0`y
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 L.~]qs|G/K
N4JL.(m){I
确定V带的根数 jMN@x]6w
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw [/`Hz]R
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 ?p\II7
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 /[|md0,
带长修正系数 由表6-2 KL=1 Vste$V
%)@(Tye -
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 lbXkZ ,
oXOO 10
取Z=2 loVvr"&g
V带齿轮各设计参数附表 Woy[V
AG!a=ufc0
各传动比 NNrZb?
v-]-wNqT
V带 齿轮 Wn</",Gf
2.3 5.96 m&vYZ3vK[
h]z|OhG
2. 各轴转速n 4BL,/(W]
x
(r/min) (r/min) u+T, n
626.09 105.05 KQI} 5
V$%Fs{
3. 各轴输入功率 P 9>Z#o<*_/
(kw) (kw) xRZT
2.93 2.71 A>,fG9pR
17i@GnbNb
4. 各轴输入转矩 T i3!$M/_]
(kN·m) (kN·m) K>~cY%3^i
43.77 242.86 #NxvLW/
^bw~$*"j#
5. 带轮主要参数 H[yLlv
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) yxq!.72
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 R$3+ 01j|
带的根数z WK5bt2x
160 368 708 2232 B 2 g5HqU2
I z@x^s
6.齿轮的设计 \)
ONy9
K%@SS8!oy
(一)齿轮传动的设计计算 B{u.Yc:
Sk%|-T(d$
齿轮材料,热处理及精度 Ss/="jC
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 eWs^[^c.<
(1) 齿轮材料及热处理 /]>{"sS(
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 cLF>Jvs*J
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 I!#^F1p1
② 齿轮精度 U?C{.@#w
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 #>oO[uaY
7!r`DZ"yF
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 U9OF0=g
按齿面接触强度设计 r+yLK(<zp
`-\JjMSQ1
确定各参数的值: u _^=]K;
①试选=1.6 _!vbX
mb
选取区域系数 Z=2.433 4s2ex{$+MA
P Qay
sdb
则 1Tkdr2
②计算应力值环数 ps
J 1J
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) T}On:*&
=1.4425×10h M57(,#g
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) sZ$ ~abX
③查得:K=0.93 K=0.96 c9k,Dc
④齿轮的疲劳强度极限 MM7gMAA.mz
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: Y'R1\Go-
[]==0.93×550=511.5 tr+~@]I+
<C xet~x
[]==0.96×450=432 hidweg*7
许用接触应力 j3F=P
o%7yhCY
⑤查课本表3-5得: =189.8MP 4h(Hy&1C
=1 $*ZHk0
7x
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 9)X<}*(qo
=4.47×10N.m #$QY[rf=6
3.设计计算 2J <Z4Ap
①小齿轮的分度圆直径d S?<Qa;
#d(r^U#I
=46.42 EeJ]>
1
②计算圆周速度 rKq]zHgpo
1.52 D.f=!rT7E7
③计算齿宽b和模数 ["9$HL
计算齿宽b $Q4b~
b==46.42mm djM=QafB:C
计算摸数m |+''d
初选螺旋角=14 $T0[
= 2e=Hjf
)
④计算齿宽与高之比 64@s|m*
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 6Rj
X
=46.42/4.5 =10.32 +UtK2<^:o
⑤计算纵向重合度 tp&iOP6O
=0.318=1.903 ,)G,[ih
⑥计算载荷系数K `$HO`d@0*R
使用系数=1 rG6/h'!|
根据,7级精度, 查课本得 p,/^x~m3a
动载系数K=1.07, nm.d.A/]Z
查课本K的计算公式: HVpaVM
K= +0.23×10×b 6iC:l%|u
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 ]Re<7_xt
查课本得: K=1.35 1F/&Y}X
查课本得: K==1.2 ,5,4 Qf7
故载荷系数: )2S\:&x
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 :h@:F7N _
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 3[4]G@
d=d=50.64 u a-p^X`w
⑧计算模数 E%N]t} }[
= ZWH`s
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 oxZ(qfjS
由弯曲强度的设计公式 WP9=@X Z
≥ th{h)( +H
t~Ax#H
⑴ 确定公式内各计算数值 dmne+ufB
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m fx},.P=:*
确定齿数z 5l#)tX.by
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 Yc}b&
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 .67W\p
Δi=0.032%5%,允许 nYHk~<a
② 计算当量齿数 FgxQ}VvlH
z=z/cos=24/ cos14=26.27 :%gBcL9T
z=z/cos=144/ cos14=158 -|5&3HVz
③ 初选齿宽系数 x,+zw9
按对称布置,由表查得=1 "rtmDNpL
④ 初选螺旋角 ~JJv 2
初定螺旋角 =14 B4C`3@a
⑤ 载荷系数K 42M3c&@P
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 ;_!;D#:
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y 'Tn$lh
查得: Jx]`!dP3
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 lz>hP
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 ?QgWW
?`xId;}J#7
⑦ 重合度系数Y WW.=>]7;
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 he,T\};
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 y<
84Gw_
=14.07609 E+gUzz5
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 _z;N|Xe
⑧ 螺旋角系数Y c72/e7gV
轴向重合度 =1.675, g?ft;kR6S
Y=1-=0.82 Xs`/q}R
oKUJB.PF
⑨ 计算大小齿轮的 01J.XfCd6
安全系数由表查得S=1.25 d 9|u~3
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 /T?['#:r-)
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 )9$Xfq/
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 a)]N#gx
查课本得到弯曲疲劳强度极限 +J2=\YO
小齿轮 大齿轮 PQ
j_j#0
*k/_p^
查课本得弯曲疲劳寿命系数: ?Gb
18m
K=0.86 K=0.93 #/aWGx_
:mij%nQ>$
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 M:A7=rO~
[]= g#e"BBm=A
[]= _$\T;m>'A
rei<{woX
/2c?+04+
大齿轮的数值大.选用. KF.?b]
2axH8ONMu
⑵ 设计计算 3Cpix,Dc
计算模数 3E#acnqn*
GB0] |z5
a 3HS!/
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: n[<Vj1n
H='`#l1
z==24.57 取z=25 (+_Amw!W
Kh27[@s
那么z=5.96×25=149 O!a5
5)}xqE"x
② 几何尺寸计算 1iUy*p65:
计算中心距 a===147.2 {pVD`#Tl[
将中心距圆整为110 _vad>-=D*U
8g<3J-7Mm
按圆整后的中心距修正螺旋角 RAe:$Iv$!v
,+2ytN*
=arccos Lm8cY
SgJQH7N
因值改变不多,故参数,,等不必修正. zU(U^
zITXEorF!J
计算大.小齿轮的分度圆直径 _c[t.\-`]
`A#r6+
d==42.4 l?ofr*U&-x
!d ZHG
R
d==252.5 *-2u0 %
K%S k{'
计算齿轮宽度 T\OLysc
:z.<||T
B= ^NP" m
/q8n_NR
圆整的 2Ddrxc>48
srUpG&Bcx
大齿轮如上图: <#:"vnm$j
k)4
qUCiB}
<MY_{o8d
7.传动轴承和传动轴的设计 4rv3D@E
_,5(HETE2
1. 传动轴承的设计 ?!Y2fK=h0
Y]P]^3
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 ^}9Aq $R
P1=2.93KW n1=626.9r/min N1_nBQF )
T1=43.77kn.m I9_tD@s"(
⑵. 求作用在齿轮上的力 ns@b0'IF]
已知小齿轮的分度圆直径为 *&LVn)@[`
d1=42.4 k0%4&pU
而 F= Uc\\..Cf
F= F e%"L79Of6)
P*G&pitT
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N y!!p:3
K5b8lc
koe&7\ _@
WnA]gyc
⑶. 初步确定轴的最小直径 +.{_n(kU
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 9;kWuP>k4u
!DD|dVA{
haS`V
/8lGP!z
从动轴的设计 \#
r'-)@|
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, t[%9z6t
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M %
`\8z
⑵. 求作用在齿轮上的力 u[y>DPPx
已知大齿轮的分度圆直径为 yjc:+Y{5'
d2=252.5 >AV?g8B;
而 F= WC0@g5;1[
F= F Bx;bc
t/pHdxX*C7
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N 8&B{bS
HX?5O$<<N
Ust>%~<
ewD61Y8-
⑶. 初步确定轴的最小直径 + ,0RrD )
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 '3aDvV0
L3'o2@$
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 a'rN&*P
查表,选取 | \ C{R
j?#S M!f
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 0~Z2$`(
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 =2#
C{u.
0O|T\E8e
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 hI]KT a
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 VWaI!bK
&K|<7Efx
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. mS6L6)] S
j8YMod=
D B 轴承代号 3;@t{rIin
45 85 19 58.8 73.2 7209AC
jI[:`
45 85 19 60.5 70.2 7209B C
3b
50 80 16 59.2 70.9 7010C ^;!A`t
50 80 16 59.2 70.9 7010AC x=gZ7$?A
0'% R@|
;q59Cr 75
Ay22-/C|@
W1i Kn
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 $*{PUj
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, |U>BXX P
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. 1Hp0,R}
@I_A\ U{
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. 5a&[NN
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, ]@)X3}"!
高速齿轮轮毂长L=50,则 ?x%HQ2`
pg ;agtI
L=16+16+16+8+8=64 g< M\zD
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. 4hr;k0sD
Q_x/e|sd
5. 求轴上的载荷 YR=<xn;m.
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, n'U*8ID
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. AM#VRRTU
dyC: Mko=
+,gI|
@q} .BcSg
%F` cNw]
!FX;QD@"
"W?k~.uw
Y7zg
eo24I0`N
x~?,Wv|cm
|[)t4A"}
传动轴总体设计结构图: m>yk4@a
=)
$a>N
bW7tJ
b54<1\&
(主动轴) n{6XtIoYq
s*>s;S?{|
. Zrt/;
从动轴的载荷分析图: G^ZL,{
<!v^Df
6. 校核轴的强度 .9#4qoM'
根据 ~*GJO74
== !k)}p_e
前已选轴材料为45钢,调质处理。 BuCU_/H
查表15-1得[]=60MP rbHrG<+7zO
〈 [] 此轴合理安全 vRpMZ)e
eu@-v"=w
8、校核轴的疲劳强度. %M2.h;9]*\
⑴. 判断危险截面 mnzamp
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. Cg
|_) _w
⑵. 截面Ⅶ左侧。 W/<]mm~95
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 tO~DA>R
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 Og4 X3QG
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 KdHR.;*
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 'ejuzE9
截面上的弯曲应力 N)K};yMf
mT
<4@RrB
截面上的扭转应力 [
dpd-s
== ,B(UkPGT
轴的材料为45钢。调质处理。 f ?_YdVZ
由课本得: iNUisl
7L|w~l7R~
因 ,%w_E[2
经插入后得 ^>gRK*,
2.0 =1.31 p+SFeUp
轴性系数为 @>,3l;\Zh
=0.85 -==@7*x!Z
K=1+=1.82 8>RGmue
K=1+(-1)=1.26 Q#wASd.
所以 6a[D]46y,2
,> A9OTSN\
综合系数为: K=2.8 Z$ Fh4
K=1.62 "IA[;+_"
碳钢的特性系数 取0.1 f50qA;7k
取0.05 .^>[@w3
安全系数 1k6f|Al-
S=25.13 O`~G'l&@T
S13.71 Dq/[g,(
≥S=1.5 所以它是安全的 MNzq,/Wf
截面Ⅳ右侧 jz
QmYcd
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 8W)3rD>
.'mmn5E
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 /6B!&b2f
HK)$ls
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 I~\j%zD
WCA`34(
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 %_;q<@9)
截面上的弯曲应力 }`{>]2
截面上的扭转应力 s
Z(LT'}
==K= oe_l:Y%
K= M;OY+|uA
所以 _m;0%]+
综合系数为: %Js3Y9AL C
K=2.8 K=1.62 :P#
碳钢的特性系数 D{'x7!5r
取0.1 取0.05 H$au02dpU
安全系数 &>\E
>mJ
S=25.13 5|f[evQj<S
S13.71 1,=U^W.G
≥S=1.5 所以它是安全的 A\ds0dUE
} R!-*Wk
9.键的设计和计算 {LYA?w^GT
,uqSq
①选择键联接的类型和尺寸 ?1?D[7$
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. GQhzQM1HS
根据 d=55 d=65 gm~Ka%O|F
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 zD}dvI}
b=20 h=12 =50 I&Q.MItW
y5B4t6M(
②校和键联接的强度 7].tt
查表6-2得 []=110MP dDbPM9]5
工作长度 36-16=20 6DqV1'
50-20=30 :]iV*zo_
③键与轮毂键槽的接触高度 rD<G_%hP
K=0.5 h=5 L$6{{Tw"2
K=0.5 h=6 KywDp 37^
由式(6-1)得: zm4Okg)w@
<[] L3iYZ>]
<[] Lo
_5r T"
两者都合适 "gjy+eosY
取键标记为: u'M\m7
键2:16×36 A GB/T1096-1979 J5h;~l!y
键3:20×50 A GB/T1096-1979 T5?@'b8F6
10、箱体结构的设计 5BR9f3}
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, "& 'h\
大端盖分机体采用配合. ))V)]+
{%X /w'|
1. 机体有足够的刚度 \&ra&3o
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 #]<j.Fc`
uoR_/vol8
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 ?RJ
)u
L^uO.eI"m
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 PCDsj_e
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 LPX@oh a
<gRv7 ?V[z
3. 机体结构有良好的工艺性. E7@0,9AU
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. 0*S]m5#;
*>,8+S33r{
4. 对附件设计 ;4p_lw@
A 视孔盖和窥视孔 }wRHNBaEB
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 I!3qb-.Q
B 油螺塞: :S'P
lH
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。 4^\5]d!
C 油标: ]8FSs/4
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 .<566g}VP
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. $K>'aI;|
Rl90uF]8
D 通气孔: kbS+3#+
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. *-"DZ
E 盖螺钉: k2DT+}u7G
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 }bIbMEMn
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. m [7@l
F 位销: q66!xhp;?
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. dlkxA^
G 吊钩: !j[Oyr|
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. Hh`x>{,|S
U;f~ Q6iu
减速器机体结构尺寸如下: HLm6BtE
w&<-pIa`
名称 符号 计算公式 结果 s{x{/Bp(KK
箱座壁厚 10 w:%3]2c
箱盖壁厚 9 I?c "\Fe
箱盖凸缘厚度 12 H:byCFN-
箱座凸缘厚度 15 at"-X ?`d
箱座底凸缘厚度 25 YLs%u=e($
地脚螺钉直径 M24 7 -yf
地脚螺钉数目 查手册 6 7`-f N|
轴承旁联接螺栓直径 M12 w/+e
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 5#kN<S!
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 "cSH[/
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8
%GS^=Qr
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 s/#L?[YH
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 B>sSl1opI
22 2\Bt~;EIx
18 1_$ybftS
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 &,E^y,r
16 ;s{k32e
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 z Ic%>?w
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 USBU?WDt
齿轮端面与内机壁距离 > 10 <NRW^#g<x
机盖,机座肋厚 9 8.5 &ru2&Sz
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) }!-BZIOlO
150(3轴) !Ab4'4f
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) qQ\&]
150(3轴) j$v2_q
1=Npq=d
11. 润滑密封设计 L[v-5u)
M.B0)
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. l0AVyA4RFV
油的深度为H+ 'Pk14`/
H=30 =34 vb^/DMhz
所以H+=30+34=64 qz]b8rX
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 9?M>Y?4
P]V/<8o.53
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 d@-s_gw
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 -jN:~.
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 ,c3gW2E
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 tR`'( *wh
,]CZ(q9-
12.联轴器设计 B#Sg:L9Tr'
|Uf[x[
1.类型选择. x-W6W
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 N0UL1[ur
2.载荷计算. g+CTF67
公称转矩:T=95509550333.5 $:&?!>H
查课本,选取 F"2rX&W
所以转矩 oEfy{54
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 `2}H$D
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm H_3-"m &3
[+7 Nu
四、设计小结 $~ 6Y\O
经过两周紧张的课程设计,终于体会到了什么叫设计。原来设计并非自己想的那么简单、随便,比如说,设计减速器时,里面的每一个零件几乎都有其国家标准,我们设计时必需得按标准进行设计,最后才能符合要求。我觉得从事设计工作的人一定得要有很好的耐性,并且要有足够的细心,因为设计过程中我们要对数据不断的计算,对图形不断的修改,这需要耐心。因此,我觉得我们有必要从现在就开始培养这样一种耐心的工作态度,细心的工作作风,以便以后更快的进入到工作中,避免不必要的错误。 KBVW<;C$
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。 #s"|8#
五、参考资料目录 ,UOAGu<_gb
[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; ?r< F/$/
[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; gie.K1@|
[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; gZ{q85C.>
[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; a+wc"RQ
|
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 fK-tvP0}*
[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; LojEJ
[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。