机械设计基础课程设计任务书 e#tIk;9Xz
h~ $&
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 f%c06Un=
-
$%jb2
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) SU/G)&Mi
t) LU\!
目 录 sF y]+DB
x8Q~VVZr
一 课程设计书 2 cn$5:%IK
Zb]/nP1P
二 设计要求 2 bZiyapM
djUihcqA`
三 设计步骤 2 tyB)HF
9qEOgJ
1. 传动装置总体设计方案 3 v{o? #Sk1
2. 电动机的选择 4 ! Q!&CG5l
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 -TgUyv.
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 TZ'aNcGg
5. 设计V带和带轮 6 [eyb7\#
6. 齿轮的设计 8 @:
Z#E[N H
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 !}ilN 1>
8. 键联接设计 26 )!i!3
9. 箱体结构的设计 27 EJ G2^DSS
10.润滑密封设计 30 D ZVXz|g
11.联轴器设计 30 l8^y]M
V~85oUc\-
四 设计小结 31 )!A 2>
五 参考资料 32 D i+4Eb
`$at9
一. 课程设计书 wazP,9W?
设计课题: F99A;M8(
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 8
}-7{
表一: 8)pB_en3sO
题号 VgA48qZ
c}%es=@
参数 1 M|k&TTV
运输带工作拉力(kN) 1.5 ^#;RLSv
运输带工作速度(m/s) 1.1 _lP4}9p
卷筒直径(mm) 200 )A"jVQjI%w
pw3(t
二. 设计要求 6}ftBmv
1.减速器装配图一张(A1)。 \n_3Bwd~
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 [t{](-
3.设计说明书一份。 M6_-f ;.
ds]?;l"
三. 设计步骤 LJWTSf"f?
1. 传动装置总体设计方案 g2=}G <*0
2. 电动机的选择 _s*!
t
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 &:No}6
4. 计算传动装置的运动和动力参数 'irGvex
5. “V”带轮的材料和结构 tq&Yek>C
6. 齿轮的设计 n'?4.tb
7. 滚动轴承和传动轴的设计 yp p 4L|R
8、校核轴的疲劳强度 akC>s8tqlA
9. 键联接设计 Y
9i][
10. 箱体结构设计 E?Cj/o
11. 润滑密封设计 A*F9\mjI5
12. 联轴器设计 ?L\z}0#
Vv7PCaq
1.传动装置总体设计方案: vTd-x>n
dF
e4K"
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 ,eXFN?CB
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, | ]# +v@
要求轴有较大的刚度。 4%7s259%
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。 E*k([ZL
其传动方案如下: x>
\Bxa8
p+[}Hxx=
图一:(传动装置总体设计图) 43L|QFo
Rg&19}BU
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 cy3M^_5B<
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 \XS]N_}8>
传动装置的总效率 SA+d&H}Fc
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; [))JX"a
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, R hio7C
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, O>AFF@=
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 H)5QqZ8
=/9<(Tt%m
2.电动机的选择 y]'CXCml)
p=B?/Sqa
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, -k{Jp/-D
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, J`<f
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。 zMGzReJ
`W"G!X-
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, 8=F %+
hVUIBJ/5(-
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 2ykCtRe
DA=1KaJ .
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 <hv7s,i
bS rZ{l
?Y3@" rdR
方案 电动机型号 额定功率 aZKXD! 4
P z0Xa_w=
kw 电动机转速 e$wt&^W
电动机重量 gS$A
N 参考价格 DYRE1!
元 传动装置的传动比 C:GvP>
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 ^ ulps**e
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 ]:et~pfW
jBpVxv
中心高 5v9uHxy
外型尺寸 d#\W hRE
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 kcS6 _l
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 Rp/-Pv
T~J?AKx
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 C[YnrI!
&fSTR-8ev#
(1) 总传动比 J+Bdz6lt
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 e{C6by"j{S
(2) 分配传动装置传动比 10MU-h.)
=× |C D}<r(N
式中分别为带传动和减速器的传动比。 Dp^/gL=
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 RrWNJ&o
4.计算传动装置的运动和动力参数 (WE,dY+.
(1) 各轴转速 ce' TYkPM
==1440/2.3=626.09r/min kCA5|u
==626.09/5.96=105.05r/min )ooWQ-%P
(2) 各轴输入功率 W-D[z#)/Y
=×=3.05×0.96=2.93kW e<5Y94YE
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW o.^y1mH'
则各轴的输出功率: yr{B5z,
=×0.98=2.989kW xR908+>5
=×0.98=2.929kW a)9rs\Is{
各轴输入转矩 ]a/'6GbR
=×× N·m ;&,.TC?l
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· JD~a UB%
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m 0 {R/<N
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m B*,?C]0{
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m 6[?}6gQ
=×0.98=242.86N·m ~>%DKJe
运动和动力参数结果如下表 <v$QM;Ff
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min Wsm`YLYkt!
输入 输出 输入 输出 5f{|"LG&
电动机轴 3.03 20.23 1440 U CY2]E
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 3ATjsOL
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 9#rt:&xo0
H?U't
09
5、“V”带轮的材料和结构 m mw-a0
确定V带的截型 tt4+ m>/T
工况系数 由表6-4 KA=1.2 7>-yaL{
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 >n!ni(
V带截型 由图6-13 B型 SxMj,u%X/
k/lFRi-i
确定V带轮的直径 cwynd=^nC
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm R]QpMj%o
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s nY^Nbh0
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm ZnXejpj)D
s[c^"@HT
确定中心距及V带基准长度 hz)9"B\S
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 d^84jf.U
360<a<1030 ~7SH4Cr
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm &KqVN]1+^
+t]Xj1Q
初定V带基准长度 U:lv^QPG
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm nq;#_Rkr
z[&s5"
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm qY(:8yC36
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm r4eUZ .8R
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 9?`RR/w
qm(1:iK,0
确定V带的根数 rsF:4G"%
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw i_U}{|j
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 nNn56&N]
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 (0jr;jv
带长修正系数 由表6-2 KL=1 t(?<#KUB-
T;?+kC3
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 fLB1)kTS
)5yj/0oT
取Z=2 t ;-L{`mW
V带齿轮各设计参数附表 kx{!b3"
P5URvEnz:
各传动比 kRot7-7I|
R^8B3-aA`
V带 齿轮 7BFN|S_l
2.3 5.96 WE.Tuo5L
[7\>"v6
2. 各轴转速n '29WscU
(r/min) (r/min) oR %agvc^^
626.09 105.05 =nhzMU9c\y
)HVcG0H1
3. 各轴输入功率 P nj2gs,k
(kw) (kw) K$-;;pUl
2.93 2.71 |.w;r
V}9;eJRvw
4. 各轴输入转矩 T Z?1OdoT-
(kN·m) (kN·m) ?q Xs-
43.77 242.86 ;~/4d-
4lz{G*u
5. 带轮主要参数 E`xU m9F
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) Y';>O `
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 zj20;5o>U&
带的根数z <t}? $1
160 368 708 2232 B 2 qrDcL>Hrn
S< x:t(
6.齿轮的设计 yJ/#"z=h?
bUvK
(一)齿轮传动的设计计算 gX*K&*q
$Jf9;.
齿轮材料,热处理及精度 Sdc*rpH"(
考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 hKksVi
(1) 齿轮材料及热处理 :s*>W$Wp4
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 ?,% TU&Yn
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 9}
*$n&B
② 齿轮精度 OoaY
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 -1W
\cZfg%PN
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 D# v?gPo4
按齿面接触强度设计 SE!L :
f z%tA39m
确定各参数的值: oh\1>3,Ns
①试选=1.6 B||c(ue
选取区域系数 Z=2.433 x!?Z*v@I
t!jwY /T
则 O5;-Om
②计算应力值环数 ;r!\-]5$
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) w3bIb$12
=1.4425×10h <SQ(~xYi
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) c]v
+
③查得:K=0.93 K=0.96 }W}G X(?P
④齿轮的疲劳强度极限 {!=2<-Aq
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: ,so4Lb(vG
[]==0.93×550=511.5 ^saM$e^c:
'v`_Ii|-
[]==0.96×450=432 F^rl$#pCS
许用接触应力 ^<;w+%[MT
[TCRB`nTQF
⑤查课本表3-5得: =189.8MP JZ K7uB,X
=1 d_T<5Hin
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 mP!N<K
=4.47×10N.m 1Z:R,\+L
3.设计计算 m!Af LSlwm
①小齿轮的分度圆直径d T.@sq
/f&By
p
=46.42 *<kD"m
②计算圆周速度 c[{UI
1.52 ('d{t:TsY
③计算齿宽b和模数 PYieD}'
计算齿宽b wOcg4HlW
b==46.42mm ]fC7%"nB
计算摸数m ND*]gM
初选螺旋角=14 ^&m?qKN8
= STB-guia5
④计算齿宽与高之比 o7arxo\
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 $e1:Q#den2
=46.42/4.5 =10.32 pqq?*\W&[v
⑤计算纵向重合度 (nz}J)T&
=0.318=1.903 CJA+v-
⑥计算载荷系数K (UcFNeo
使用系数=1 V{$Sfmey
根据,7级精度, 查课本得 YFqZe6g0$
动载系数K=1.07, 4:3_ER ]J
查课本K的计算公式: 6n-r
K= +0.23×10×b z1Q2*:)c
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 J)huy\>,
查课本得: K=1.35 jGiw96,Y
查课本得: K==1.2 ai^t=
s
故载荷系数: H:Lt$
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 $_bZA;EMQ
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 YkI9d&ib+
d=d=50.64 $WClpvVj
⑧计算模数 >[P%Ty);
= Yj3*)k
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 G"C;A`6
由弯曲强度的设计公式 O+vcs4
≥ cz>mhD
InN{^uN
⑴ 确定公式内各计算数值 X~zRZ0
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m w&C1=v -h
确定齿数z m9Il\PoTq
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04
ol#yjrv
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 ]|y}\7Aa
Δi=0.032%5%,允许 -%=RFgU4
② 计算当量齿数 e?1KbJ?.
z=z/cos=24/ cos14=26.27 .5z&CJDiIi
z=z/cos=144/ cos14=158 YM8rJ-
③ 初选齿宽系数 V" }*"P-%
按对称布置,由表查得=1 Pl?}>G
④ 初选螺旋角 LUG9 #.
初定螺旋角 =14 gi 5XP]z
⑤ 载荷系数K oX*b<d{\N
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 HT-PWk>2
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y l# BZzJ?~
查得: ;L$,gn5H
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 + "zYn!0
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 nUqL\(UuY
F;W'
⑦ 重合度系数Y M#T#:wf~
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 SlN" (nq
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 <k5`&X!+
=14.07609 ,0,Oe=d
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 <d S5|||
⑧ 螺旋角系数Y ExqM1&zpK
轴向重合度 =1.675, K?JV]^
Y=1-=0.82 01o [!n T
Ta^.$O=F
⑨ 计算大小齿轮的 3wo'jOb
安全系数由表查得S=1.25 ;tXY =
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 pSXEJ 2k
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 'rvE
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 _}^u-fJ/~
查课本得到弯曲疲劳强度极限 k1m'Ka-
小齿轮 大齿轮 5E0w n'
Zg2]GJP
查课本得弯曲疲劳寿命系数: "H@Fe
K=0.86 K=0.93
&AJUY()8
m'c#uU
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 <oQ6 Z X
[]= +2El
[]= sX
Z4U0#
py=i!vb&Z%
0a@c/XGBp
大齿轮的数值大.选用. ,,7.=#
?o8a_9+
⑵ 设计计算 shD+eHo$
计算模数 UL[uh@4
:|Upx4]Ec
Pm~,Ky&Hl
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: l-XnB
wzg i
@i
z==24.57 取z=25 <34 7 C{q
m+p4Mc%u
那么z=5.96×25=149 y&h~Oa?,;
+hZ] B<$
② 几何尺寸计算 o;E(Kj
计算中心距 a===147.2 YN$`y1V
将中心距圆整为110 X:DMT>5k
KoFv0~8Q
按圆整后的中心距修正螺旋角 M *v^N]>"G
}tu4z+T2
=arccos s
*K:IgJ/
.a5X*M]
因值改变不多,故参数,,等不必修正. ~R)1nN|
aE}=^%D
计算大.小齿轮的分度圆直径 w{~" ;[@
?l(nM+[kSL
d==42.4 7bHE!#L`0
<Nvlk\LQ
d==252.5 0,bt^a
xJ$Rs/9C
计算齿轮宽度 S3nB:$_-;
p1C_`f N,
B= n&(3o6i'
8 qn{
圆整的 U-ERhm>uk
x, }ez
大齿轮如上图: t`h_+p%>
ShsJ_/C2
YcPKM@xo
9+W!k^VWq
7.传动轴承和传动轴的设计 $3lt{ %
y/z9Ce*>
1. 传动轴承的设计 1<;\6sg
LAj}kW~
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 QziN]
P1=2.93KW n1=626.9r/min u}^a^B$
T1=43.77kn.m NJ.rv
⑵. 求作用在齿轮上的力 =`r ppO
已知小齿轮的分度圆直径为 F|DR
d1=42.4 <WO&$&
而 F= f34_?F<h
F= F CX1L(Y[
F">Nrj-bs
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N tq2-.]Y@U
B?$S~5
}
Q]yV:7
^qE<yn
⑶. 初步确定轴的最小直径 .`:oP&9r
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 #FrwfJOV
5cPSv?x^F@
3WQRN_
,R7=]~<io"
从动轴的设计 er&uC4Y]a
Y{+zg9L*
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, =>gyc;{2K<
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M !%SdTaC{T
⑵. 求作用在齿轮上的力 yg]suU<z]
已知大齿轮的分度圆直径为 Oz"@yL}
d2=252.5 W@R$'r,@O
而 F= oG|?F4l*
F= F _lP4ez
Y
"`gf y
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N h;cB_6vt
6ON
?$>u!V<'
Y&ct+w]%
⑶. 初步确定轴的最小直径 QO1A976o
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 "Nk=g~|
j1'xp`jgv
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 DDqC}l_
查表,选取 )R
[@G.
jKY Aid{-
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 g=8|z#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 ]be0I)
m'G?0^Ft
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 ;o~+2Fir
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 。 8GF[)z&|P:
Im0+`9Jw
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. +X2 i/}
r'mnkg2,
D B 轴承代号 $71D)*{P
45 85 19 58.8 73.2 7209AC ;-Y]X(z>
45 85 19 60.5 70.2 7209B rR),~ @]sL
50 80 16 59.2 70.9 7010C Nqo#sBS
50 80 16 59.2 70.9 7010AC *@$($<pY&
Lz#$_Am'H
`Yo-5h
Ee$"O6*!
886 ('
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 dy8In%
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, n)1
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. bJG!)3cx
B
$ y44
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. rw=UK`
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, E7Gi6w~\
高速齿轮轮毂长L=50,则 PpJE|[]
Oo3qiw
L=16+16+16+8+8=64 "c !oOaA
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. &<fRej]v
1 o
5. 求轴上的载荷 (DELxE
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, c4qp3B_w
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. ZH`K%h0
lD;,I^Lt6
k^'d@1z;C
:#Ex3H7
alb+R$s
2EqsfU*
I
ga2Q3mV
pdcwq~4~%
8 /RfNGY
TYJnQ2m
|Ad6~E+aL-
传动轴总体设计结构图: 6b+ WlIb
0]2B-o"kI
NZ%~n:/V#
G\,A> mT/P
(主动轴) xP5mL3j
Cr
V2 V)|G
die2<'\4%
从动轴的载荷分析图: 1
">d|oC
esC\R4he
6. 校核轴的强度 2XecP'+m
根据 dx?njR
== D?*sdm9r`
前已选轴材料为45钢,调质处理。 [WO%rO^p
查表15-1得[]=60MP 8H%I|fm
〈 [] 此轴合理安全 u{{xnyl?
N`|Ab(.
8、校核轴的疲劳强度. C}8e<[})
⑴. 判断危险截面 q$u\
q.
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. OCOO02Wq1
⑵. 截面Ⅶ左侧。 L9unhx
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 n%MYX'0
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 3Ld ;zW
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 Pguyf2/w
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 _G}CD|Kx
截面上的弯曲应力 ubN"(F:!-S
?C>VB+X}y
截面上的扭转应力 FOUs=
E[
== I}G}+0geV
轴的材料为45钢。调质处理。 7p>-oR"
由课本得: Qdx`c^4m
Dxa)7dA|
因 {, *Y
经插入后得 Z\gg<Q
2.0 =1.31 @|UIV
轴性系数为 Q3'B$,3O^
=0.85 RzY`^A6G6
K=1+=1.82 1KIq$lG{ E
K=1+(-1)=1.26 z:Zn.e*$b
所以 7s fuju(
}A'<?d8
综合系数为: K=2.8 U37?P7i's
K=1.62 #+ lq7HJ1
碳钢的特性系数 取0.1 <11Tqb
取0.05 ,,H$>r_;
安全系数 T~~$=vP9
S=25.13 vhquHy.qi#
S13.71 k\thEEVP0*
≥S=1.5 所以它是安全的 b\Xu1>
截面Ⅳ右侧 RnBmy^l"
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 &F*QYz[
e'?doP
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 \F+o=
QVRokI`BF
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 ]{6yS9_tuI
qL;T&h
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 }v$=mLy
截面上的弯曲应力 n\ ',F
截面上的扭转应力 'hi\98y
==K= 5iI3u 7Mn1
K= ):\{n8~
所以 _kY[8e5
综合系数为: =&b$W/l)0
K=2.8 K=1.62 ch8w'
碳钢的特性系数 0|>
取0.1 取0.05 Dx# @D#
安全系数 3;l>x/amk
S=25.13 _}9R}
S13.71 \/4%[Q2QDm
≥S=1.5 所以它是安全的 ,JBw$C
oY6|h3T=Q$
9.键的设计和计算 }:D~yEP
|%cO"d^ri
①选择键联接的类型和尺寸 MJ/%$
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. ]%Yis=v
根据 d=55 d=65 i7FR78^
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 68GGS`&
b=20 h=12 =50 t-x"(
(*WZsfk>/<
②校和键联接的强度 @]"9EW
0
查表6-2得 []=110MP
=ObtD"
工作长度 36-16=20 JTB~nd>
50-20=30 42LXL*-4
③键与轮毂键槽的接触高度 95 .'t}
K=0.5 h=5
Vh2/Ls5
K=0.5 h=6 ?uX6X'-
由式(6-1)得: <J}9.k
<[] ee0>B86tE
<[] KeHE\Fq^V
两者都合适 59Q Q_#>
取键标记为: n_&)VF#n(
键2:16×36 A GB/T1096-1979 H1j6.i}q
键3:20×50 A GB/T1096-1979 6')SJ*|yS
10、箱体结构的设计 qVe6RpS
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, 3N*C]
大端盖分机体采用配合. [,$mpJCI
fQ_8{=<-&X
1. 机体有足够的刚度 GhQ`{iJM
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 g+r{>x
u2O^3rG-
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 $#JVI:
[%,=0P}
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 & O\!!1%
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 1nTaKK
q
y$9t!cx
3. 机体结构有良好的工艺性. yx;R#8;b.
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. =}GyI_br;8
A'-YwbY
4. 对附件设计 UXB8sS*wQ?
A 视孔盖和窥视孔 8PjhvU
在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 bK;aV&
B 油螺塞: I"<.
h'
放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 U105u.#7
C 油标: 35kbE'
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 s ^R2jueR
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. 7:q-NzE\6
d]~1.i
D 通气孔: Xt*%"7yTp
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. JU1; /3(
E 盖螺钉: Zw
8b
-_
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 ayz1i:Q|
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. WzbN=&
C]h
F 位销: M]TVaN$v#
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. PlRs-% d
G 吊钩: [\n.[4gq"
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. .+o>
afq
+;Sh
减速器机体结构尺寸如下: QjN3j*@
"hY^[@7 W
名称 符号 计算公式 结果 ?o5#Ve$-X
箱座壁厚 10 <KPx0g?=b
箱盖壁厚 9 Tm.w+@
箱盖凸缘厚度 12 WR EGRy
箱座凸缘厚度 15 ms<u YLp
箱座底凸缘厚度 25 M|=$~@9#X
地脚螺钉直径 M24 UzHhU*nW
地脚螺钉数目 查手册 6 v+o3r]Y6
轴承旁联接螺栓直径 M12 BW=6gZ_
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 b+apN ph
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 s(Bi&C\
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 p&doQh
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 O[B_7
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 I19F\
L`4
22 1U9N8{xg9
18 HcS^3^Y
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 !O_^Rn+<2
16 >(KUYX?p
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 "E!p1
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 y+R$pzX
齿轮端面与内机壁距离 > 10 #|E. y^IC
机盖,机座肋厚 9 8.5 t1s@Ub5);I
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) W?Abx
150(3轴) &Sp:?I-
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) 4<Y[L'UaA@
150(3轴) |noTIAI
4>`w9
11. 润滑密封设计 *X5LyO3-gP
3PeJPw
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. 4zbV' ]
油的深度为H+ uW_ /7ex
H=30 =34 S^=/}PT'
所以H+=30+34=64 gipRVd*TA
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 G=Bj1ss.
o|E(_Y4d
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 ~3]8f0^%m
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 n:z>l,`C]
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 vB4qJ{f
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 I65GUX#DV
:b)@h|4
12.联轴器设计 iAhRlQ{Qu
1H@F>}DP
1.类型选择. 3e1"5~?'<
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 KO$8lMm$
2.载荷计算. [/]3:|
公称转矩:T=95509550333.5 lR^Qm|
查课本,选取 ;yrcH+I$_
所以转矩 )A;<'{t #L
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 K2v)"|T)
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm G&Sg.<hn
||NCVGJG
四、设计小结 zaPR>:r0
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。 \LXNdE2B
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。 (b!DJ;(O9
五、参考资料目录 wt,N<L
[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; i/B"d,=<
[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; u?/]"4
[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; ).b+S>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; xSZw,
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 X/"H+l
[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; roQIP%h!
[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。