机械设计基础课程设计任务书 H9[.#+ln
']Y:gmM"
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 8Qy |;T}
w]XBq~KO
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) <O&s 'A[
nTlrG6
目 录 PrxXL/6
Rznr9L
一 课程设计书 2 `8Ix&d3F
4B(qVf&M
二 设计要求 2 jqmP^ZS
@)wXP@7
三 设计步骤 2 D=]P9XDvb.
eU*hqy?0
1. 传动装置总体设计方案 3 J],BO\ECH
2. 电动机的选择 4 ~8E
rl3=5{
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 ]~,'[gWb
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 dksnW!
5. 设计V带和带轮 6 tzPe*|m<
6. 齿轮的设计 8 Yr@ @ty
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 $dVjxo
8. 键联接设计 26 $>Do&TU
9. 箱体结构的设计 27 W=+ag<@
10.润滑密封设计 30 @ZZ Lh=
11.联轴器设计 30 KxI(#}5o&
1+zax*gO-
四 设计小结 31 Fx 2&ji6u
五 参考资料 32 J3v uh#
e9nuQ\=
一. 课程设计书 .v'8G)6g
设计课题: Z_/03K$q
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 Ns{4BM6j
表一: Rlu;l
题号 u)ItML
6|x<)Gc
参数 1 0jq#,p=l;
运输带工作拉力(kN) 1.5 r\?*?sL
运输带工作速度(m/s) 1.1 ~$<@:z{*
卷筒直径(mm) 200 hw1s^:|+2
Q&7Qht:ea:
二. 设计要求 iZF{9@
1.减速器装配图一张(A1)。 ?/D#ql7
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 O4{&B@!
3.设计说明书一份。 $on liW|
<KC gtO
三. 设计步骤 |tkmO:
1. 传动装置总体设计方案 [iz
2. 电动机的选择 D!CGbP(
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 BL7%MvDQ
4. 计算传动装置的运动和动力参数 ,wjL3c
5. “V”带轮的材料和结构 hsh
W5j
6. 齿轮的设计 l}{O
7. 滚动轴承和传动轴的设计 N|; cG[W
8、校核轴的疲劳强度 0Pe.G0 #
9. 键联接设计 Al?XJ C B@
10. 箱体结构设计 WO^h\#^n
11. 润滑密封设计 6+>rf{5P7
12. 联轴器设计 f>o@Y]/l
FM5$83Q
1.传动装置总体设计方案: Sq,x@
$%<gp@Gz
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 M&L" yQA
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, BdSTB"
要求轴有较大的刚度。 4)?c[aC4P
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 iw%DQ }$
其传动方案如下: CwAl-o
a^N/N5-Z
图一:(传动装置总体设计图) G:UdU{
@<P[z[
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 GIp?}tM
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 IkupW|}rc
传动装置的总效率 m&2m' =(
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; 3WhJ,~o-y
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, PO#FtG
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, (%bfNs|
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 ;YB8X&H$
]l4\/EW6
2.电动机的选择 @{j-B
IRZ0
K_xn>
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, ls=<c<
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, fK[9<"PC0
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。 z-,'W`
&{8 "-
dw
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, E:7vm@+
]HRE-g
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 0]T
;{
R,(^fM
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 dK=BH=S2?X
uzsR*x%s-
Z"P{/~HG
方案 电动机型号 额定功率 ='s2S5#1
P CNzK-,
kw 电动机转速 ,5q^/h
电动机重量 x9uA@$l^|
N 参考价格 MtS$ovg?
元 传动装置的传动比 ]O 2_&cs
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 *H;&hq
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 E-r/$&D5mP
xx%WIY:}
中心高 Od"-w<'
外型尺寸 m^`X|xK-
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 pt=[XhxC(>
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 NKd):>d%
7IHWj<
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 0<e7!M=U1
4*'NpqC(_
(1) 总传动比 z\fk?Tj<ro
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 l_DPlY
(2) 分配传动装置传动比 ]J~5{srq:
=× B3K%V|;z
)
式中分别为带传动和减速器的传动比。 A1i-QG/6
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 j J9|
4.计算传动装置的运动和动力参数 |>VHV} 4)<
(1) 各轴转速 =uD2j9!"7
==1440/2.3=626.09r/min -5.>9+W8I
==626.09/5.96=105.05r/min m|p}Jf!
(2) 各轴输入功率 :5;[Rg5
2
=×=3.05×0.96=2.93kW 9)wjVk
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW 2PRGwK/
则各轴的输出功率: Z$2mVRS`c
=×0.98=2.989kW )U8F6GIC&}
=×0.98=2.929kW i3YAK$w;&
各轴输入转矩 Rd 2*
=×× N·m y#r=^r]l)
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· ${`\In_?O
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m /bg8oB4
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m #E>f.:)
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m GJ!usv u
=×0.98=242.86N·m H.'_NCF&;L
运动和动力参数结果如下表 DT_012z
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min 8amtTM
输入 输出 输入 输出 T_pE 'U%[
电动机轴 3.03 20.23 1440 G$ip Wi
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 ci,o'`Q
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 |Y:T3hra61
)00#Rrt9
5、“V”带轮的材料和结构 n_iq85
确定V带的截型 =$fxK
工况系数 由表6-4 KA=1.2 ;u, 5
2
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 SxMh '
V带截型 由图6-13 B型 jt?R
a1Z
t'~:me!
确定V带轮的直径 0M pX.0
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm ]kc]YO7i%R
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s ~bvx<:8*%
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm QD7>S(p
R(ay&f%E
确定中心距及V带基准长度 ]5c|
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 -0lpsF
360<a<1030 uPb9j;Q?
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm 852$Ui|I
D`iWf3a.
初定V带基准长度 >[ywrB ?T
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm -K+gr sb
g
URY%+u
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm O`H[,+vm[
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm :x= ZvAvo
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 {{:MJ\_"h_
n0nkv[
确定V带的根数 90M:0SH
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw 0A\o8T.12
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 bMf+/n
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 4{*K%pv\
带长修正系数 由表6-2 KL=1 6$2)m;| XY
/9W-;l{=z
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 d7P|
x
7J##IH+z35
取Z=2 luAhyEp
V带齿轮各设计参数附表 K@%. T#
eRC@b^~
各传动比 [K%Jt
#2|sS|0 <
V带 齿轮 X2Y-TET
2.3 5.96 N(/DC)DJg
KG)Y{-Ao
2. 各轴转速n oQFpIX;\m
(r/min) (r/min) j =[Td
626.09 105.05 ^P(HX
znX2W0V
3. 各轴输入功率 P ExV>s* y
(kw) (kw) > lN{FJ
2.93 2.71 RwN*/Li
6d` 6=D:
4. 各轴输入转矩 T )=ZWn,ZB
(kN·m) (kN·m) Z6
(;~"Em
43.77 242.86 m3K8hL/
WRL &tz
5. 带轮主要参数 ZN',=&;n'
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) f GY. +W_
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 &nTB^MF
带的根数z FtT+Q$q=
160 368 708 2232 B 2 ^=FtF9v
M%sWtgw(
6.齿轮的设计 jja9:$#
:8jHN_u
(一)齿轮传动的设计计算 o1-Zh!*a*
\<a(@#E*~
齿轮材料,热处理及精度 B?$pIG^Mn
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 p7Gs
(1) 齿轮材料及热处理 zT`LPs6T
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 ZOyq{w!2
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 m?>$!B4jFB
② 齿轮精度 Ga"$_DyM
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 r68'DJ&m3
UACWs3`s+
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 , z<\ Z!+=
按齿面接触强度设计 Azq,N@HO
>/eQjp?:
确定各参数的值: 7-Fh!=\f/
①试选=1.6 dEJ>8e8
选取区域系数 Z=2.433 -D`*$rp,
X#Ajt/XQ
则 '$UlJDZ
②计算应力值环数 _Z@- q
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) x$ ?{)EY
=1.4425×10h LezM=om.
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) ^t?P32GJ
③查得:K=0.93 K=0.96 tA Pqbi$a
④齿轮的疲劳强度极限 a<rk'4,8a
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: f'TdYG
[]==0.93×550=511.5 b-;+&Rb
X-e)w
[]==0.96×450=432 Cj31'
许用接触应力 zl=RK
yv[s)c}
⑤查课本表3-5得: =189.8MP vn KKK. E
=1 /`Yp]l
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 w f,7
=4.47×10N.m 3z!\Z[
3.设计计算 ZH~ T'Bg
①小齿轮的分度圆直径d ZBB^?FF
=pF 6
=46.42 5NZob<<
②计算圆周速度 OGzth$7A
1.52 K\`L>B. 1
③计算齿宽b和模数 8~u#?xs6
计算齿宽b Ir_K83VM
b==46.42mm ?Xx,[Z&
计算摸数m kViX FPW
初选螺旋角=14 %mAgE\y25
= 2$jTj<.K
④计算齿宽与高之比 e3yBB*@
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 eZ(<hE>
=46.42/4.5 =10.32 {]n5h#c 5*
⑤计算纵向重合度 q1;}~}W;z4
=0.318=1.903 0-oR
{
{
⑥计算载荷系数K I;S[Ft8d
使用系数=1 tq8B)<(]
根据,7级精度, 查课本得 f.!)O@HzH
动载系数K=1.07, hCQzD2
查课本K的计算公式: 1l"A7
V
K= +0.23×10×b cP''
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 .nJErC##
查课本得: K=1.35 )F,H(LblH
查课本得: K==1.2 )3V5P%Q
故载荷系数: Ec y|l;
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 eva-?+n\q
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 Bmm#5X@*
d=d=50.64 TartV3;`
⑧计算模数 l 4I@6@
= )cbe4
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 ==F[5]?
由弯曲强度的设计公式 `7zz&f9dDX
≥ }eX zs_
{.GC7dx
⑴ 确定公式内各计算数值 x00"d$!
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m E5w.wx
确定齿数z ;;pxI5
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 snT! 3t
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 k6_RJ8I
Δi=0.032%5%,允许 ?%J{1+hY
② 计算当量齿数 ZRf-V9
z=z/cos=24/ cos14=26.27 #/Y t4n
z=z/cos=144/ cos14=158 AB'q!7NR
③ 初选齿宽系数 m646|G5
按对称布置,由表查得=1 *y9 iuJ}
④ 初选螺旋角 XO~xbG7>gZ
初定螺旋角 =14 3@kiUbq7Eu
⑤ 载荷系数K o>mZ$
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 h@7Shp
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y + |Z1U$0g
查得: !([Q1r{u
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 .?UK`O2Q
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 DBYD>UA
axW3#3#`
⑦ 重合度系数Y :A%uXgK<k
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 6?b9~xRW
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 dVmI.A'nbp
=14.07609 J)vP<.3:
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 8aQ\Yx
⑧ 螺旋角系数Y QkBT,c
轴向重合度 =1.675, }A3(g$8KR
Y=1-=0.82 =|O`al
n|dLK.Q
⑨ 计算大小齿轮的 M)C.bo{p
安全系数由表查得S=1.25 q$`{$RX
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 O'{UAb+-
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 /PH+K24v~
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 i% 19|an
查课本得到弯曲疲劳强度极限 -H5n>j0!{
小齿轮 大齿轮 2qLRcA=R
fEf",{I
查课本得弯曲疲劳寿命系数: 4SIi<cS0
K=0.86 K=0.93 9=7),`$
3&.?9
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 )F4H'
[]= x a#0y
[]= y
Dg
ye=*m
r\Nf309~
大齿轮的数值大.选用. t-*oVX3D
Is&z~Xy/
⑵ 设计计算 :SUPGaUJ"
计算模数 h$.y)v
6*9hAnH
Tu2BQ4\[
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: %m$TV@
:M)B#@ c=
z==24.57 取z=25 S7&w r@
~9c?g(0
那么z=5.96×25=149 xtMN<4#E
pv*u[ffi
② 几何尺寸计算 $o"Szy
计算中心距 a===147.2 ,Q!sns[T
将中心距圆整为110 RO?5WJpPj
ImO\X`{
按圆整后的中心距修正螺旋角 [<`K%1GQ
Fw? ;Y%
=arccos :fz&)e9
<cm,U)j2
因值改变不多,故参数,,等不必修正. |!:ImX@
~`)`Ip
计算大.小齿轮的分度圆直径 -jy-KC
}mQ7N&cC
d==42.4 Qfx(+=|
qXPjxTg{[
d==252.5 >ly`1t1
CnyCEIO-
计算齿轮宽度 3;(;'5|Z
Wh6jr=>G
B= xp-.,^q\w
<+@?V$&
圆整的 ][3H6T!ckL
-3`S;Dmn
大齿轮如上图: K0$8t%Z.
/ 4{6`
V)#se"GV
.O!JI"?
7.传动轴承和传动轴的设计 &TYTeJ]
\ cmt'b
1. 传动轴承的设计 #T:#!MKa
>MD['=J[d
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 rmXxid
P1=2.93KW n1=626.9r/min )jkX&7x
T1=43.77kn.m 1Q1NircJ
⑵. 求作用在齿轮上的力 dU%Q=r8R
已知小齿轮的分度圆直径为 }pOL[$L
d1=42.4 H0<(j(JK
而 F= _Kdqa%L
!
F= F NFq&a i
MTJ ."e<B
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N 3\_ae2GW
5u
+U^D
Pf&\2_H3s9
|"h# Q[3
⑶. 初步确定轴的最小直径 BUT{ }2+K
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 mYLqT$t.+
W>3[+wB
v5STe`
HE
GMwRJG
从动轴的设计 LV|ZZ.d h
LVNq@,s
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, hu}`,2
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M c\"t+/Z
⑵. 求作用在齿轮上的力 'p<lfT
已知大齿轮的分度圆直径为 I3 /^{-n
d2=252.5 )p*I(y
而 F= T"7Ue
F= F hTgWqp
Qvc "?yx8}
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N &)jBr^x#>
a@(4X/|
O[ tD7!1
Ip#BR!$n
⑶. 初步确定轴的最小直径 ?d@3y<A,~
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 %Jy0?W N
AX6z4G
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 7|4t;F!
查表,选取 E"d\N-I
t^eWFX
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 hx|Cam"
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 \Tf[% Kt x
w`_cmI
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 Qtj.@CGB
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 。 1k-YeQNe
l2&cwjc
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. I5EKS0MQ!
j8Nl'"
D B 轴承代号 i-1lpp I
45 85 19 58.8 73.2 7209AC [:M:6JJ
45 85 19 60.5 70.2 7209B * V;L|c
50 80 16 59.2 70.9 7010C 0*!CJ;%N
50 80 16 59.2 70.9 7010AC "rhU2jT=c
b(^g v
<1")JDW
Py^ _::
CeL`T:]r
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 _X
?W)]:
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, .Up\ 0|b
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. [[uKakp
"},0Cs
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. mOiA}BGw
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, kmfz=q?
高速齿轮轮毂长L=50,则 <ezv
3FWl_d~uD
L=16+16+16+8+8=64 0
#*M'C#
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. <'s_3AC
tE&@U$0>o
5. 求轴上的载荷 P-B3<~*i!
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, 21(8/F ~{
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. &.dC%
"ecG\}R=
o}EipTL
SePPI.n
j?!BHNs
8sMDe'
_<;;CI3w
-e#~CE-
9 Vn
?&qa3y)wX:
LW+a-i
传动轴总体设计结构图: syuW>Z8s
Xz/5Wis4
Xr?(w(3
=m<; Jx5
(主动轴) VD=}GY33=
>F@qFPN]
)SkJgzvC
从动轴的载荷分析图: XctSw
PKDzIA~T
6. 校核轴的强度 Pv mmyF
根据 FG-v71!h#
== , 7` /D
前已选轴材料为45钢,调质处理。 cJ CKxj
查表15-1得[]=60MP w$ zX.;s
〈 [] 此轴合理安全 'brt?oZ%
608}-J=3#
8、校核轴的疲劳强度. ,`4chD
⑴. 判断危险截面 oJ
r&9.S
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. Vjv~RNGF
⑵. 截面Ⅶ左侧。 5m.{ayE
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 z]/;?
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 zWN/>~}U\
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 (s:ihpI
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 B=0U^wL
截面上的弯曲应力 ~&zrDj~FI
B=EI&+F+
截面上的扭转应力 L5+X&
== H2f!c{t$p
轴的材料为45钢。调质处理。 'hEvW
由课本得: nRP|Qt7>
S5Hb9m&&
因 pQQN8Y~^Y
经插入后得 O9+Dd%_KS#
2.0 =1.31 bc+~g>o
轴性系数为 dC&OjBQ
=0.85 /G{;?R
K=1+=1.82 ^Y;}GeA,
K=1+(-1)=1.26 !ucHLo3:
所以 gdPPk=LD
zmA]@'j
综合系数为: K=2.8 h/)kd3$*'
K=1.62 nC:>1kt
碳钢的特性系数 取0.1 -<g&U*/E
取0.05 4AIo,{(
安全系数 1Q5:Vo^B#
S=25.13 u[{j;l(
S13.71 n@TK}?\UoR
≥S=1.5 所以它是安全的 jOkc'
截面Ⅳ右侧 `Z#0kpXk_
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 nrhzNW>]
)S:,q3gxJ
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 2HNAB4E
n7|8`?R^
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 Z[ NO`!<
cuw 7P
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 b7^Db6qu
截面上的弯曲应力 ab}Kt($
截面上的扭转应力 F
K7cDaI
==K= 2`|gnVw
K= ;+Dq3NE
所以 s6DmZ^Y%
综合系数为: Kl'u
K=2.8 K=1.62 >3C4S
碳钢的特性系数 7J[DD5
取0.1 取0.05 7R4t%^F
安全系数 Y94^mt-
S=25.13 N4[`pXM6
S13.71 !J6;F}Pd/
≥S=1.5 所以它是安全的 {
R`"Nk
\&6^c=2=
9.键的设计和计算 PeX^aEc
eP?=tUB!S
①选择键联接的类型和尺寸 y6hb-:
#1
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. F3?PlH:Y
根据 d=55 d=65 D<QE?:#
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 eT'Z;ZO
b=20 h=12 =50 TQ,KPf$0U
FxFRrRRH@
②校和键联接的强度 'vX:)ZD i
查表6-2得 []=110MP O x),jc[/
工作长度 36-16=20 +W%3VV$
50-20=30 b2tUJ2p
③键与轮毂键槽的接触高度 #Q]^9/;|4n
K=0.5 h=5 ?mA%`*=q
K=0.5 h=6 {f(RY j
由式(6-1)得: ^vY[d]R _\
<[] \) FFV-k5
<[] Q,m&XpZ
两者都合适 W5^<4Ya!
取键标记为: ;:]#Isq
键2:16×36 A GB/T1096-1979 (-[73v-w
键3:20×50 A GB/T1096-1979 &)$}Nk
10、箱体结构的设计 S8d X8,qg
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, r$cq2pkX
大端盖分机体采用配合. +V `*
9 WO|g[Y3
1. 机体有足够的刚度 -z~;f<+I`
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 k9_c<TSzu
-<{;.~nI.
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 YApm)O={
TF%MO\!
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 b6?&h:{k
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 ^2a 63_
UOa
n
3. 机体结构有良好的工艺性. rizWaw5E!8
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. IZs NMY
{g]Mx|5Q
4. 对附件设计 Fl}{"eCF8
A 视孔盖和窥视孔 u Wxl\+_i
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 M~ku4ZP
B 油螺塞: \\)9QP?
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。 o JX4+uJ
C 油标: iF*L-
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 ]2
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. L}\ oFjVju
v+vM:At4
D 通气孔: j[${h,p?
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. F nc MIzp
E 盖螺钉: >pm`(zLn
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 ]99@Lf[^f
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. [J8;V|v
F 位销: 61W[
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. T9\G,;VQ7/
G 吊钩: \~>
.NH-
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. dvu8V_U
FaLc*CU
减速器机体结构尺寸如下: 8'*/|)Hn
Q#5~"C
名称 符号 计算公式 结果 c->.eL%
箱座壁厚 10 eL_Il.:
箱盖壁厚 9 ?Q~o<%U7
箱盖凸缘厚度 12 0fog/c#q(
箱座凸缘厚度 15
hEq-)-^G
箱座底凸缘厚度 25 \A 5Na-/9
地脚螺钉直径 M24 wE3fKG.
地脚螺钉数目 查手册 6 FEA t6
轴承旁联接螺栓直径 M12 ctMH5"F&1
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 0=k
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 Ku?1QDhrF*
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 _P9*78
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 X$*]$Ge>
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 !LJ4
S
22 JqV}>"WMV
18 ]P>c{
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 /RI"a^&9A
16 hrW2#v
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 @xeJ$
rlu
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 l?B=5*0
齿轮端面与内机壁距离 > 10 :n,x?bM
机盖,机座肋厚 9 8.5 6w4HJZF~
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) $DW__h
150(3轴) #~ZaN;u
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) WOQ>]Z
150(3轴) xri(j,mU
LSrKi$
11. 润滑密封设计 cAq5vAqmg
7U!-_)n{
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. |RL\2j|
油的深度为H+ dVSQG947i:
H=30 =34 ~? :>=x
所以H+=30+34=64 8?1MnjhX10
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 >P ~j@Lv
"?^#+@LV
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 2(f-0or(
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 I)MRAo
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 TN/y4(j
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 Q^8/"aV\
ji
C2B
12.联轴器设计 _UV_n!R
YjiMUi\V
1.类型选择. &