机械设计基础课程设计任务书 =`OnFdI
1wLEkp!~
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 QIC? `hk1
Zq"
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) K#kMz#B+i
mO0}Go8
目 录 Oq[YbQ'GE
ZkmYpi[
一 课程设计书 2 ') K'Ea
y1bo28
二 设计要求 2 l\_81oZ
B'hN3.
三 设计步骤 2 t8f:?
hH~GH'dnaE
1. 传动装置总体设计方案 3 D zdKBJT +
2. 电动机的选择 4 ` 1vDp.
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 7{Zs"d{s
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 hiw>Q7W
5. 设计V带和带轮 6 ;$g?W"
6. 齿轮的设计 8 4G'-"u^g
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 S#b)RpY
8. 键联接设计 26 'B;n&tJ
9. 箱体结构的设计 27 ziXI$B4-
10.润滑密封设计 30 oIGF=x,e8
11.联轴器设计 30 3a0% J'
.s%dP.P:i1
四 设计小结 31 Gx;-1
五 参考资料 32 srryVqgS
~BC~^D&WD
一. 课程设计书 |F49<7XB[~
设计课题: [8'^"
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 VK%
j45D `
表一: er.;qV'Wz6
题号 ,0aRHy_^
P-\65]`C
参数 1 q"u,r6ED
运输带工作拉力(kN) 1.5 OWZ;X}x
运输带工作速度(m/s) 1.1 ot,=.%O
卷筒直径(mm) 200 fF^A9{{BS
"h:#'y$V
二. 设计要求 F- {hXM
1.减速器装配图一张(A1)。 4ah5}9{g
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 Ki dbcZ
3.设计说明书一份。 *})Np0k
GI%9Tif
三. 设计步骤 qT^0
%O:
1. 传动装置总体设计方案 BeFXC5-qat
2. 电动机的选择 _xGC0f (
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 :8U@KABH@h
4. 计算传动装置的运动和动力参数 xTy)qN]P
5. “V”带轮的材料和结构 = ,c!V
6. 齿轮的设计 xiO10:L4
7. 滚动轴承和传动轴的设计 Q6r7UM
8、校核轴的疲劳强度 Yb?(Q%
9. 键联接设计 LJOJ2x
10. 箱体结构设计 ]Cp`qayct
11. 润滑密封设计 a *qc
12. 联轴器设计 zYEb#*Kar
&%4A3.qE
1.传动装置总体设计方案: EMf"rGXu(
Hv</Xam
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 w|:ev_c|
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, %UB+N8x`a
要求轴有较大的刚度。 %[OZ;q& X
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。 ~:N 1[
其传动方案如下: mW1T4rR'
yGC3B00Z
图一:(传动装置总体设计图) $$eBr8
)D"2Q:
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 9`Xr7gmQf
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 `.F3&pA
传动装置的总效率 8@]vvZ2/gj
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; o)M<^b3KO
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, l@g%A#
_
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, f`-UC_(;
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。
*z__$!LR
`%$+rbo~
2.电动机的选择 1SG^X-(GM/
hs<OzM
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, eV\VR
!!i
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, R0T{9,;[`
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。 cG5u$B
Wux[h8G
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, !Aw.)<teW
6Ok]E`
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 gb/<(I )
d?A!0;(*
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 B>%;"OMp
7%5EBH &
>n jX=r.
方案 电动机型号 额定功率 8UXtIuQ
P '6GW.;
kw 电动机转速 RU% 4~WC
电动机重量 Ag}P
N 参考价格 =gHUY&sPu8
元 传动装置的传动比 okH*2F(-
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 !rff/0/x"
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 N]&:xd5
@k\npFKQm
中心高 rVB\\
外型尺寸 4MP8t@z
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 ,OBJ>_5
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 2 @t?@,c
z,(.` %h
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 :i*
=s}cv
5-POYug
(1) 总传动比 vAfYONU
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 *V{Y.`\
(2) 分配传动装置传动比 zG\:#,9
=× K$5mDScoJ
式中分别为带传动和减速器的传动比。 i)7B :uA
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 ]r>m{"~E
4.计算传动装置的运动和动力参数 >`I%^+z
(1) 各轴转速 hSG1f`
==1440/2.3=626.09r/min YFeL#)5y
==626.09/5.96=105.05r/min LQJC ]*b1
(2) 各轴输入功率 NB3ar&.$S
=×=3.05×0.96=2.93kW oq2-)F2/
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW ^a=V.
则各轴的输出功率: 8Od7e`
=×0.98=2.989kW ISg-?h/
=×0.98=2.929kW C%AN4Mo
各轴输入转矩 !nTI(--
=×× N·m VUzRA"DP|
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· bkiMF$K,K
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m mLDuizWI
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m ? s[!JeUA
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m BB.120v&N
=×0.98=242.86N·m b
4A1M
运动和动力参数结果如下表 [vOk=
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min YB376/
输入 输出 输入 输出 DUb8 HgcV}
电动机轴 3.03 20.23 1440 rAA?{(!9x
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 o>A']+`Eu
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 vPD%5AJN
4VHX4A}CgA
5、“V”带轮的材料和结构 qq>Qi (>
确定V带的截型 ;:'A Bfs
工况系数 由表6-4 KA=1.2 H6<3'P
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 d Y`P
V带截型 由图6-13 B型 3z
-="_p
(1)b> 6
确定V带轮的直径 o':K4r;
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm k\A4sj
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s petq6)g?
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm p$a+?5'Q
/~pB_l
确定中心距及V带基准长度 "=yz}~,
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 ?~/_&=NSx
360<a<1030 CgKFI
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm p/KG{-f,
3V3 q
vd
初定V带基准长度 O}X@QG2_
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm >Y;[+#H[
5EL&?\e
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm ftP]WGSS>
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm fK+[r1^
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 ]P)2Q!X
(>`S{L
C>s
确定V带的根数 [#+klP$
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw m.c2y6<=
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 1aoKf F(
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 q0(-"}2l
带长修正系数 由表6-2 KL=1 0iVeM!bM
D:PrFa
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 Wx8n)
C5=m~
取Z=2 k]S`A,~
V带齿轮各设计参数附表 f!J?n]
Xuj=V?5
各传动比 sq+cF/jo6
U%KsD 4B
V带 齿轮 O;m [
2.3 5.96 `2n%Lo?_
:+%Yul
2. 各轴转速n GP_%.fO\M
(r/min) (r/min) @[~j|YH}
626.09 105.05 >z k6{kC
% E8s>D
3. 各轴输入功率 P eNr2-R
(kw) (kw) ]wEFm;N
2.93 2.71 7mnZ,gpb
LcGG~P|ML
4. 各轴输入转矩 T oPrK{flm
(kN·m) (kN·m) 2cko
GafG{
43.77 242.86 }a!c
;2'/rEq4o
5. 带轮主要参数 K'b #}N\
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) [k60=$y
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 \hZye20
带的根数z vGD D
160 368 708 2232 B 2 y(Tb=:
o=
&/;X
6.齿轮的设计 +lw1v
Je=k.pO1
(一)齿轮传动的设计计算 B X Et]+Q
/,JL \b
齿轮材料,热处理及精度 UGQHwz
考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 pW-aX)\DR
(1) 齿轮材料及热处理 XF`?5G~~#
① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 nmClP
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 Wn5xX5H C
② 齿轮精度 6gB;m$:fV
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 _"lW
:nxBM#:xu
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 ~[:C l
按齿面接触强度设计 4Vv$bbu+
$8fJ DN
确定各参数的值: Qp~3DUM
①试选=1.6 .]ZMxDZ
选取区域系数 Z=2.433 +}Qq#^:_\
"$ep=h+
则 5XinZ~
②计算应力值环数 FTcXjWBPF9
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) <O4W!UVg
=1.4425×10h c<5(c%a
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) im"3n=
③查得:K=0.93 K=0.96 =o_zsDv
④齿轮的疲劳强度极限 (XQ:f|(
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: >?r8D48`
[]==0.93×550=511.5 T49^
&'W ~~ir
[]==0.96×450=432 eI=:z/pd
许用接触应力 ~jMfm~
!Er)|YP
⑤查课本表3-5得: =189.8MP @'JA3V}
=1 C ,[q#D4
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 EsjZ;D,c(
=4.47×10N.m n*A"}i`ix
3.设计计算 ?pkGejcQ
①小齿轮的分度圆直径d Wrs6t
)m>Y[)8!
=46.42 -H"^;37T"
②计算圆周速度 =90)=Pxd
1.52 sQ8kLS_q8
③计算齿宽b和模数 pRFlmg@/}
计算齿宽b xGt>X77
b==46.42mm Q =4~uz|
计算摸数m =4LyE6
初选螺旋角=14 JjnWv7W3$
= a5uBQ?
④计算齿宽与高之比 SVqKG+{My
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 v6O5n(5,,
=46.42/4.5 =10.32 "eR-(c1
⑤计算纵向重合度 jl,>0MA
=0.318=1.903 _TjRvILC
⑥计算载荷系数K T!QAcO
使用系数=1 ,*g.?q@W2
根据,7级精度, 查课本得 0EBHRY_F
动载系数K=1.07, :;N2hnHoG
查课本K的计算公式: lcEUK
K= +0.23×10×b Q=F^Y f
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 f- ~]
查课本得: K=1.35 .*nr3dY
查课本得: K==1.2 "hLmwz|a
故载荷系数: UaM&/K9
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 RW^e#z>m"E
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 |!*abc\`(`
d=d=50.64 R|R3Ob.e
⑧计算模数 $c7Utms
= >W^)1E,Qh
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 QUz_2rN^
由弯曲强度的设计公式 w!
':Ws
≥ "rR$2`v"
XrN]}S$N
⑴ 确定公式内各计算数值 gv/yfiA?
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m N3@gvS
确定齿数z !s47A"O&B
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 nv%0EAa#}
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 \bv JZ_
Δi=0.032%5%,允许 06>+loBG
② 计算当量齿数 2 D!$x+|
z=z/cos=24/ cos14=26.27 jP"yG#
z=z/cos=144/ cos14=158 /[>zFYaQ
③ 初选齿宽系数 Jb]22]
按对称布置,由表查得=1 fP;2qho
④ 初选螺旋角 4\(|V
fy
初定螺旋角 =14 1'SpJL1u~
⑤ 载荷系数K h#]LXs
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 vz`r
!xj)
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y rwY{QBSf
查得: Y$nI9
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 yvV]|B@sO
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 >on' y+
%e1`wMa
⑦ 重合度系数Y MTeCmFe0;
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 ki9vJ<
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 +M.!_2t$2
=14.07609 4L)Ox;6>
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 *sq+ Vc(
⑧ 螺旋角系数Y 5g4xhYl70n
轴向重合度 =1.675, +3k#M[Bn}
Y=1-=0.82 KAm$^N5
H263<^
⑨ 计算大小齿轮的 r9$7P?zm
安全系数由表查得S=1.25 YveNsn
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 X.JPM{]
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 Gkz~xQy1T
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 A3zO&4f
]
查课本得到弯曲疲劳强度极限 Nt_7Z
小齿轮 大齿轮 J_>nn
eLyaTOZadu
查课本得弯曲疲劳寿命系数: o Np4> 7Lk
K=0.86 K=0.93 ^li(q]g1!
[C( >e0r
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 02~GT_)$^
[]= za[;d4<}k
[]= o]m56
z)&GF$*
Nzel^~
大齿轮的数值大.选用. 5'"l0EuD
=.f<"P51k
⑵ 设计计算 L6"?p-:@'
计算模数 P>;u S
>}>cJh6
!-Md+I_
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: >d#Ks0\&
\>(S?)6
z==24.57 取z=25 \%/zf
=@ "'aCU/
那么z=5.96×25=149 rklK=W z
!UW{xHu
② 几何尺寸计算 EPL"H:o5%<
计算中心距 a===147.2 Q^\f,E\S
将中心距圆整为110 S`Wau/7t
DF~{i{
按圆整后的中心距修正螺旋角 J-+p]xG
3M<T}>
=arccos rdQ'#}Ix
Vh;P,no#
因值改变不多,故参数,,等不必修正. O7GJg;>?
Nlfz'_0M
计算大.小齿轮的分度圆直径 oEnCe
CAV
Q[r5y
d==42.4 Wf!<Qot|R#
X1;ljX
d==252.5 Z*Jp?[##
T^n0 =|
计算齿轮宽度 34Z$a{
w
QX&1BKqWn
B= xlU:&=|
gCc::[}\Y
圆整的 #ysSfM6
g7nqe~`{
大齿轮如上图: Zi~-m]9U
@8s:,Y_
(DrDWD4_
$Hbd:1%i
{
7.传动轴承和传动轴的设计 )A H)*Mg
? {vY3~
1. 传动轴承的设计 (L7@ez
Af{K#R8!
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 d
,!sZ&v
P1=2.93KW n1=626.9r/min gg%9EJpP
T1=43.77kn.m r>gU*bs(
⑵. 求作用在齿轮上的力 RFqf$
已知小齿轮的分度圆直径为 tOf18V{a
d1=42.4 }iCcXZ&5^
而 F= 0-a[[hL?
F= F Y<oDv`aZ0
&fuJ%
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N vynchZ+g]
e#jkp'
($A0umW1%
<>|/U `
⑶. 初步确定轴的最小直径 yQM<(;\O
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 #+]-}v3
!>Ru= $9
|<Gq^3 2
bTN0 n
从动轴的设计 +`H{
G'qGsKf\
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, 6}9`z8
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M tfb_K4h6,
⑵. 求作用在齿轮上的力 o(_~
st<
已知大齿轮的分度圆直径为 #>/stU-
d2=252.5 4|[)D/N
而 F= FY6!)/P0I7
F= F AD/7k3:
F;@A2WD
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N cw)'vAE
4RYvI!
eED@Z/~6
loPBHoE3@H
⑶. 初步确定轴的最小直径 tQ >
IJ
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 ;YK{[$F
Zc Y* TGx
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 |?KdQeL
查表,选取 1FQ_`wF4
A(#4$}!n5
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 :n t\uwh
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 31@m36? X
+S3r]D3v/
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 E:C-k^/[Y
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 L% cr `<~
)5(Ko<"
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. ~^u#Q\KE"
+@c-:\K%
D B 轴承代号 V.k2t$@
45 85 19 58.8 73.2 7209AC r{~@hd'Aj
45 85 19 60.5 70.2 7209B wK[Xm'QTPJ
50 80 16 59.2 70.9 7010C 4H\+vJPM
50 80 16 59.2 70.9 7010AC HLnizE
MJ+]\(
WKwU:im
OVE5:)$x
[,1\>z|&
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 )]?"H
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, vid(^2+
③ 取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm. 7P2?SW^
:)9^T<
④ 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. xep!.k x
⑤ 取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, V9"?}cR/W;
高速齿轮轮毂长L=50,则 Ef2#}%>
xN a Dzu"
L=16+16+16+8+8=64 QNzx(IV@
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. D\H)uV`
V u`O%[Q/
5. 求轴上的载荷 cI Byv I-
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, l"-F<^
U
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. IO4 8sV }
ct3^V M&/
zU7/P|Dw+
N){/#3
du:%{4
3;h%mkKQ+
A]FjV~PB
~e)`D nJ
gZ^NdDBO
sBo|e]m#
v_zVhEtY
传动轴总体设计结构图: Cy~Pfty
F5#P{zk|
JlF$|y,gV,
Po=@
6oB
(主动轴) y^SDt3Am
-0{"QhdE%
(Es0n$Xb
从动轴的载荷分析图: kdX]Afyj
*{y/ wgX
6. 校核轴的强度 5ecAev^1-
根据 -zq_W+)ks
== jd&kak
前已选轴材料为45钢,调质处理。 c-2##Pf_8O
查表15-1得[]=60MP .-6B6IEI_"
〈 [] 此轴合理安全 .\?)O+J!
<~[A
8、校核轴的疲劳强度. iYyJq;S
⑴. 判断危险截面 {y[T3(tt
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. &D|wc4+
⑵. 截面Ⅶ左侧。 %:P&!F\?
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 sKkk+-J4
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 /puM3ZN
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 *W#_W]Tu
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 FE`:1
截面上的弯曲应力 YB}p`b42L
Rw54`_kFEB
截面上的扭转应力 *:q ,G
== ZS-O,[
轴的材料为45钢。调质处理。 Mpm#a0f
由课本得: "0lC:Wu]
o+H;ZGT5H
因 X\I"%6$
经插入后得 n
2k&yL+a
2.0 =1.31 U-P\F-
轴性系数为 2xchjU-
=0.85 bUW`MH7yJ
K=1+=1.82 J&xH"U
K=1+(-1)=1.26 QT5,_+ho
所以 PLi [T4u
Btmv{'T_y@
综合系数为: K=2.8 `g;`yJX<
K=1.62 3MR4yw5v
碳钢的特性系数 取0.1 i#@3\&{J>
取0.05 ;t.LLd
安全系数 Hw1<!Dyv
S=25.13 D3^Yc:[_@
S13.71 o*OaYF'8
≥S=1.5 所以它是安全的 SWX;sM
截面Ⅳ右侧 !,#42TY*X
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 '$]u?m
![wV}.}
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 "]%.%$
"Q:m0P
xb
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 d$uh.?F5
?(cbZ#( o
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 DQ{Yr>J
截面上的弯曲应力 A=7
[^I2
截面上的扭转应力 7I/
==K= -?A,N,nnX
K= g4 BEo'
所以 edt(Zzk@3-
综合系数为: !<wM?Q:
K=2.8 K=1.62 H!y%Fa Ti
碳钢的特性系数 R"S,&
取0.1 取0.05 $J>J@4
安全系数 s2*^ PG
S=25.13 NR8YVO)5$
S13.71 ,[To)x5o
≥S=1.5 所以它是安全的 :V>M{vd
Yg5m=Lis
9.键的设计和计算 c=U1/=R5
zV(F9}^
①选择键联接的类型和尺寸 9rr"q5[
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. x0ZEVa0`4
根据 d=55 d=65 k%iZ..
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 1C [j:Ly/
b=20 h=12 =50 DwXzmp[qWH
w<?v78sT
②校和键联接的强度 #]ZOi`;
查表6-2得 []=110MP gDP\u<2!
工作长度 36-16=20 CU3[{a
50-20=30 %Lec\(-4L
③键与轮毂键槽的接触高度 $V$|"KRcs
K=0.5 h=5 n3, ?klK
K=0.5 h=6 ~ {sRK
由式(6-1)得: 6~Y-bn"%D5
<[] 9kcp(
<[] zG_e=
两者都合适 t_@xzt10y
取键标记为: 0*66m:C2
键2:16×36 A GB/T1096-1979 p)d0ZAs
键3:20×50 A GB/T1096-1979 nwlo,[
10、箱体结构的设计 gf`uC0
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, *@J
大端盖分机体采用配合. uf;^yQi
7xAzd#
c?=
1. 机体有足够的刚度 #un#~s
7Q
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 =(kwMJ
AP=mj
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 9Wng(ef6G
`3!ERQU
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 eWvL(2`T x
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 >|jSd2_p
9Ny{2m=Ye
3. 机体结构有良好的工艺性. &DdFK.lt
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. -DwqoWZ
V\8vJ3.YV
4. 对附件设计 IxwOzpr
A 视孔盖和窥视孔 C'C'@?]
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 |t^7L )&y
B 油螺塞: " &B/v"nj
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。 eR.ucTji
C 油标: yZ t}Jnv
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 Yr@)W~
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. >jjuWO3T
CybHr#LBc
D 通气孔: /[YH
W]
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. T)Byws
E 盖螺钉: 9.R)iA
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 tp2CMJc{L
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. {l=!
F 位销: WAlsh
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. M$L1!o1Xf
G 吊钩: "=I
ioY
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@jW&-;
L*tn>AO
减速器机体结构尺寸如下: :UmY|=v?t
$FEG0&
名称 符号 计算公式 结果 PdG:aGQ>
箱座壁厚 10 kQXtO)
箱盖壁厚 9 rt]
@Z`w
箱盖凸缘厚度 12 7-81,ADv(
箱座凸缘厚度 15 kK nz
F
箱座底凸缘厚度 25 k WYjqv
地脚螺钉直径 M24 >IO}}USm
地脚螺钉数目 查手册 6 9,y*kC
轴承旁联接螺栓直径 M12 =BpX;n<
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 IpQ51
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 l+S08IZ
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 ;Dg8>
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 T'2(sHk
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 X_XeI!,b
22 v/6QE;BY&Q
18 /)?]vKMiI
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 TfK$tTkM
16 {'8a'9\
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 a?%X9 +1A
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 H"f%\'
齿轮端面与内机壁距离 > 10 )6dvWK
机盖,机座肋厚 9 8.5 l= % v
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) pulE6T7x
150(3轴) 9/R|\
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) }ex2tkz
150(3轴) Ro`Hm8o/
;cIs$
11. 润滑密封设计 rz0~W6 U
rwr>43S5<3
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. 1cWUPVQ
油的深度为H+ :N5R.@9
H=30 =34 - xtj:UO
所以H+=30+34=64 5'gV_U
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 ~0r:Wcj x
1Iu^+
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 ;,n{6`
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 i[A$K~f
密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 RVtb0FL
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 {Cnz7TVB
::N'tcZ^2
12.联轴器设计 XJTY91~R
+/*,%TdQ4
1.类型选择. 9r!psRA:`)
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 ^.y}2
2.载荷计算. 1I^[_ /_\y
公称转矩:T=95509550333.5 Kf
D8S
查课本,选取 ^0ZabR'
所以转矩 2:^Dv1J)rD
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 TG'_1m*$
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm fQq'_q5
b_@MoL@A!
四、设计小结
Lh0Pvq0C
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。 85YE6^y
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。 GL'zs8AKf
五、参考资料目录 ;muxIr`?
[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; !lp*0h(7
[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; 77"'?
[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; V~`
?J6
[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; GZQy~Uk~
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 }$r/#F/Fn
[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; q-O=Em <*
[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。