机械设计基础课程设计任务书 YDGS}~m~Q
yjJ5P`j]
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 wO2_DyMm@
k1VT /u
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) Bo5ZZY
^( Rvk
目 录 fvb=#58N_
]tY
^0a
一 课程设计书 2 *!^<m0
D/h/Y) Y
二 设计要求 2 Qv-@Zt!8
$ cu00K
三 设计步骤 2 ~{}#)gGU
jF[ 1za
1. 传动装置总体设计方案 3 %p
X6QRt?
2. 电动机的选择 4 |a{Q0:
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 1,5E`J
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 )*c>|7G
5. 设计V带和带轮 6 R-^96fFBy
6. 齿轮的设计 8 1He{v#
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 U?.9D
8. 键联接设计 26 vd6l7"0/
9. 箱体结构的设计 27 [%&ZPJT%i
10.润滑密封设计 30 :6q]F<oK
11.联轴器设计 30 .CSS}4
2c?qV
四 设计小结 31 ;l}- Z@! /
五 参考资料 32 _e9:me5d"$
c)0amM
一. 课程设计书 <LRey%{q
设计课题: P9T5L<5
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 S>.F_Jl
表一: ,C {*s$
题号 %7g:}O$
fh^lO ^
参数 1 rxme(9M
运输带工作拉力(kN) 1.5 vy,&N^P
运输带工作速度(m/s) 1.1 DQwGUF'(
卷筒直径(mm) 200 TE )gVE]
Y
wkyq>Rv
二. 设计要求 gT/@dVV
1.减速器装配图一张(A1)。 ud fe
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 BnRN;bu
3.设计说明书一份。 ~8aJ S,u
|j3'eW&=
三. 设计步骤 -YD+(c`l
1. 传动装置总体设计方案 L#)(H^[
2. 电动机的选择 _ pO `
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 R}mn*h6
4. 计算传动装置的运动和动力参数 Z/rTVAs@r
5. “V”带轮的材料和结构 PQ|69*2G
6. 齿轮的设计 ! Q<>3xZ
7. 滚动轴承和传动轴的设计 c%*($)#
8、校核轴的疲劳强度 5PcJZi^.l
9. 键联接设计 q.2(OP>(
10. 箱体结构设计 ~XeFOMq
11. 润滑密封设计 !.1%}4@Q]
12. 联轴器设计 |w}xl'>q
(z$r :p
1.传动装置总体设计方案: 6WoAs)ZF
3sCFHn#c
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 n}xhW'3hU=
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, c"!lwm3b
要求轴有较大的刚度。 t:LcNlN|
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。 %r)avI
其传动方案如下: #y|V|nd
K\XyZ
图一:(传动装置总体设计图) V#ev-\k}@
aQ j*KMc
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 i*R,QN)
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 Hx$c
N
传动装置的总效率 Nx#4W1B[`H
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; MzIq"3
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, !QmzrX}h
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, qC!&x,}3
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 U}Hwto`R
(wmBjQ]B<
2.电动机的选择 (J"T]-[
P\CDd=yWc
电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, U=sh[W
经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, :`)~-`_
则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 gfU-"VpHE
gqib:q;r
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, \RQ='/H*
eK /?%t
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 aj,)P3DJu
]<DNo&fw
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 %=j3jj[
6B$q,"%S@
vhr+g 'tf
方案 电动机型号 额定功率 mYB`)M*Y
P f^e6<5gdf
kw 电动机转速 t"j|nz{m
电动机重量 N^VD=<#T
N 参考价格 bshGS8O
元 传动装置的传动比 ?j7vZ}iRi
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 cD1o"bq
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 pO<-.,
O$`UCq
中心高 %[<Y9g,:Q
外型尺寸 5sde
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD
IGX:H)&*
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 bt+,0\Vg5
0h$GI"dR
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 tNs~M4TVVH
1-I
Swd'u
(1) 总传动比 7=4 A;Ybq
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 O\;= V`z-
(2) 分配传动装置传动比 5=?i;P
=× :<#`_K~'
式中分别为带传动和减速器的传动比。 "fQRk
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 cd;NpN
4.计算传动装置的运动和动力参数 o7&4G$FX~
(1) 各轴转速 RK9>dkW
==1440/2.3=626.09r/min J3S&3+2G
==626.09/5.96=105.05r/min /7$mxtB5%L
(2) 各轴输入功率 z}}]jR\y?
=×=3.05×0.96=2.93kW LU!1s@
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW FgA//)1
则各轴的输出功率: )He#K+[}^4
=×0.98=2.989kW Z#`0txCF
=×0.98=2.929kW {F*N=pSq
各轴输入转矩 xFp<7p
L
=×× N·m .&,[,
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· \9)[#Ld
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m U6 82Th
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m w5]"ga>Y
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m ;'RFo?u K
=×0.98=242.86N·m AZFWuPJo
运动和动力参数结果如下表 ^>~dlS
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min `!\ivIi^
输入 输出 输入 输出 d+z[\i
电动机轴 3.03 20.23 1440 o%(bQV-T
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 nYv#4*
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 x;$|#]+
ZcPUtun
5、“V”带轮的材料和结构 (b/d0HCND
确定V带的截型 [h}K$q
工况系数 由表6-4 KA=1.2 $CtCOwKZ
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 _=`x])mM
V带截型 由图6-13 B型 sV0Z
y[HQBv
确定V带轮的直径 =xEk7'W6k
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm Y4~vC[$x'
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s &>}.RX]t
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm fDuwgY0
m% bE-#
确定中心距及V带基准长度 zi!#\s^
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 q&M:17+:Q
360<a<1030 `ENP=kL(+
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm ZL91m`r
qMgfMhQ7DU
初定V带基准长度 !y vJpdsof
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm :zL 393(
, p0KLU\-
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm 9G:TW|)L[Q
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm IlHY%8F{
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 2:J,2=%
9={N4}<
确定V带的根数 u7k|7e=xk
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw RebTg1vGu
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 #4y,a_)
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 1k>naf~O
带长修正系数 由表6-2 KL=1 ]t/f<jKN^
|QYZRz
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 O<`R~
}K8Lm-.=
取Z=2 _^;;i4VZ
V带齿轮各设计参数附表 ('WY5Yps
RWE~&w G}
各传动比 ##~!M(c
a>b8-j=J
V带 齿轮 N$'>XtO
2.3 5.96 %8Yyj{^!(
P0#`anUr1
2. 各轴转速n vvh.@f
(r/min) (r/min) ^gm>!-Gx
626.09 105.05 xKW"X
"]<}Hy
3. 各轴输入功率 P _<u;4RO(s
(kw) (kw) A9n41,h
2.93 2.71 nO_!:6o".
5+FLSk
4. 各轴输入转矩 T " dT>KQ
(kN·m) (kN·m) t&f" jPu>
43.77 242.86 0#`)Prop6
Qu}N:P9l?X
5. 带轮主要参数 6PJ'lA;*b
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) EW;1`x
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 c(:Oyba
带的根数z hNVMz`r
160 368 708 2232 B 2 a 2E t,WA%
VKf6|ae
6.齿轮的设计 @Z=wE3T@
qL>v&Rd<
(一)齿轮传动的设计计算 ".M:`BoW4
\>;%Ji
齿轮材料,热处理及精度 ~y@& }
考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮
|`v^ d|
(1) 齿轮材料及热处理 @SQceQfB
① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 a|z1K
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 S| "TP\o
② 齿轮精度 .pKN4
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 H` Lu"EK
]gHLcr3
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 cE2R r
按齿面接触强度设计 5C65v:Q`N
YR8QO-7
.)
确定各参数的值: /=-h:0{M
①试选=1.6 (l2<+R%1
选取区域系数 Z=2.433 6,zDBax
ZZwBOGVU
则 mVHFT~x7}
②计算应力值环数 i2U/RXu
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) |} 9GHjG
=1.4425×10h ja:\W\xhJ
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) YOlH*cZtg
③查得:K=0.93 K=0.96 v<`$bvv?
④齿轮的疲劳强度极限 5Ny0b|+p
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: tB!|p 6
[]==0.93×550=511.5 0pCDEs
Ul9b.`6
[]==0.96×450=432 ]ci RiMkT(
许用接触应力 xNx`J@xt$
~"\P~cg0J
⑤查课本表3-5得: =189.8MP ]svw
CPu C
=1 Hj1k-Bs&'w
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 ~(M*6b
=4.47×10N.m hOV_Oqe4?
3.设计计算 BHIM'24bp
①小齿轮的分度圆直径d )biX8yqhR
NrW [Q3E$
=46.42 75PS^5T,
②计算圆周速度 zEAx:6`c
1.52 Mc.^s
③计算齿宽b和模数 a3*.,%d
计算齿宽b z[%[bs2{
b==46.42mm % ghJ*iHR
计算摸数m S[ i$e
初选螺旋角=14 T<_+3kw
= $F<%Jl7_Z
④计算齿宽与高之比 mJ/^BT]
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 \?[O,A
=46.42/4.5 =10.32 %OTQRe:
⑤计算纵向重合度 ))$ CEh"X
=0.318=1.903
$.=5e3
⑥计算载荷系数K zCyR<as7
使用系数=1 #dL5x{gV=
根据,7级精度, 查课本得 K T%i,T
动载系数K=1.07, P:jDB{
查课本K的计算公式: hLCsQYNDU
K= +0.23×10×b % 1OC#&
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 aS2a_!f
查课本得: K=1.35 rE9Ta8j6
查课本得: K==1.2
uT#Acg
故载荷系数: oM-b96
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 e?|d9;BO
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 Z^6A_:]j
d=d=50.64 {-~05,zE
⑧计算模数 [9'|7fdU
= wA{*W>i
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 lK_
~d_f
由弯曲强度的设计公式 Xq[:GUnt
≥ ,M| QN*
>B @i
E
⑴ 确定公式内各计算数值
<|ka{=T
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m ]:[)KZ~
确定齿数z F0X5dv
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 Pm;x]Aj
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 +d|:s
Δi=0.032%5%,允许 |k/`WC6As.
② 计算当量齿数 oSpi{ $x
z=z/cos=24/ cos14=26.27 B4PW4>GF
z=z/cos=144/ cos14=158 uZo]8mV
③ 初选齿宽系数 #p']-No
按对称布置,由表查得=1 @&/s~3
④ 初选螺旋角 v)wY
初定螺旋角 =14 ^Tb}]aHg
⑤ 载荷系数K ZJiuj!
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 WV5r$
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y ez{P-qB
查得: Q"x`+?!
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 PmuEL@'^ U
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 =vB]*?;9
)*q7pO\cty
⑦ 重合度系数Y u&hDjE
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 m^W*[^p
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 !Qj)tS#Az
=14.07609 Vu_7uSp,)
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 \<0G
kp
⑧ 螺旋角系数Y bW,BhUb,|
轴向重合度 =1.675, LZ=wz.'u
Y=1-=0.82 jV(xYA3
xg*\j)_}
⑨ 计算大小齿轮的 7UeE(=Hr5
安全系数由表查得S=1.25 Fjb4BdZP
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 -N /8Ho
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 ej)BR'*
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 =%:n0S0C"
查课本得到弯曲疲劳强度极限 wR5\^[GN
小齿轮 大齿轮 f}evw K[S
hlSB7D"d
查课本得弯曲疲劳寿命系数: gNMKGf\Y
K=0.86 K=0.93 :8\*)"^E
!3b|*].B
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 TsFV
;Sl3
[]= /r::68_KQP
[]= 0XBBA0tq
v%69]a-T
Fyi?,,
大齿轮的数值大.选用. [N0/"> c
>S-N|uR6
⑵ 设计计算 8M".o n
计算模数 +Tgy,oD0
YG}p$\R
(FjsN5
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: Kd AR)EU>
=DmPPl{
z==24.57 取z=25 )sY$\^'WY
MIk #60Ab
那么z=5.96×25=149 eY6gb!5u
$w";*">:0
② 几何尺寸计算 rS,*s'G
计算中心距 a===147.2 4X(1
将中心距圆整为110 j:de}!wc
kG|>_5
按圆整后的中心距修正螺旋角 9:}RlL+cOk
OW[/%U>
=arccos dctA`W@:-
's7 SZ$(
因值改变不多,故参数,,等不必修正. {=pP`HD0
$Nt]${0
计算大.小齿轮的分度圆直径 ya*q; D
@'NaA SB
d==42.4 I2Or&
_
|~=?vw<W
d==252.5 Gr"2G,,VI
^~YmLI4
计算齿轮宽度 $J;=Ux)$
vt(}ga
B= >m;|I/2@
=`7)X\i@z
圆整的 >FEQtD~F
!,-qn)b
大齿轮如上图: u6bB5(s`&
2!~>)N
k{u%p <
Vqv2F @.
7.传动轴承和传动轴的设计 x/jN&;"/
@]VvqCk
1. 传动轴承的设计 +~pc%3*
D .oS8'
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 /="D]K)%b8
P1=2.93KW n1=626.9r/min 5
a*'N~
T1=43.77kn.m Yf2+@E
⑵. 求作用在齿轮上的力 S#%JSQo:
已知小齿轮的分度圆直径为 V"Y
Fu^L
d1=42.4 (>Q9jNW
而 F= i5~ /+~
F= F @u'27c_<d3
GO:1
Z?^
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N #9W5
Spr:K,
2YP"nj#
?` ZGM
⑶. 初步确定轴的最小直径 Y$`hudJ&
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 {/|8g(
DHu jpZXQ
BoiIr[ (
qwq+?fj={
从动轴的设计 Wp9
2sm+
J/P@m_Yx
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, ]@<3 6ByM
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M |@bNd7=2d
⑵. 求作用在齿轮上的力 ?PxYS%D_L
已知大齿轮的分度圆直径为 *mhw5Z=!
d2=252.5 r@@eC['
而 F= KlX |PQ
F= F S
bqM=I+
Jv{"R!e"P
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N "j@IRuH
.Mft+,"
Z_4H2HseL
Go+,jT-
⑶. 初步确定轴的最小直径 $^+KR]\q
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 i\R\bv[9
2.L6]^N p(
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 &u`rE""
查表,选取 hu*>B
X|n[9h:%
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 GHsdLe=t0#
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 D!E 9@*Lf
h*X%:UbW
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 MUt^mu$86
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 g#<?OFl
>D^7v(&
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. [,?A$Z*Z|
AiHDoV+-
D B 轴承代号 0~L8yMM
45 85 19 58.8 73.2 7209AC Ue\oIi
45 85 19 60.5 70.2 7209B JP% ;rAoJ
50 80 16 59.2 70.9 7010C SVEA
50 80 16 59.2 70.9 7010AC lJQl$Wx^
7/$Z7J!k
:bF2b..XOu
B46H@]d#7K
=d4',[O
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 g:6}zHK
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, Ty`=U>K|
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. !rmo*-=^=
)^@V*$D
④ 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. f7AJSHe
⑤ 取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, `0vy+T5
高速齿轮轮毂长L=50,则 (V%vFD1)
GN"LU>9|
L=16+16+16+8+8=64 Gg,k
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. d1_*!LW$
]qG5Ne_
5. 求轴上的载荷 WD`{kqc
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, Z42 Suy
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. 0_Z|y/I.
:qKY@-t7H
ZaV66Y>
[?o vJ
gK_[3FiKt
FNRE_83
y/*Tvb #TJ
HQj4h]O#
l{x#*~ga
v8(u9V%?6
}(IDPaJ
传动轴总体设计结构图: $>37PVVW
o:\j/+]
| Dpfh
7027@M?A?
(主动轴) dllf~:b
:rc[j@|pH
tF1%=&ss
从动轴的载荷分析图: /3%xQK>%
| (9FV^_
6. 校核轴的强度 AsF`A"Cdw<
根据 &8L\FAY0%9
== m|gd9m$,?
前已选轴材料为45钢,调质处理。 nezbmpL4
查表15-1得[]=60MP _jKVA6_E
〈 [] 此轴合理安全 n,LKkOG
JNCtsfd
8、校核轴的疲劳强度. epyYo&x}
⑴. 判断危险截面 eV}Tx;1|}
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. vK~KeZ\,p=
⑵. 截面Ⅶ左侧。 L 'Rapu
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 Y|jesa {x
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 _qNLy/AY
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 7u0R=q
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 LZ: \V)5+
截面上的弯曲应力 +>({pHZ<S
>&z+ih
截面上的扭转应力 |H@p^.;
== ="E
V@H?U
轴的材料为45钢。调质处理。 YIqfGXu8
由课本得: {-qTU6
%*}f<k{6
因 zwK;6&(W
经插入后得 ,6pH *b$
2.0 =1.31 &cE,9o%FZ
轴性系数为 b;ZAz
=0.85 1yc@q8
K=1+=1.82 2a-hf|b1
K=1+(-1)=1.26 >xgd<
所以 )S?}huX
y5h[^K3
综合系数为: K=2.8 fdW={}~
K=1.62 I ^92b
碳钢的特性系数 取0.1 F
x8)jBB_
取0.05 brot&S2P><
安全系数 n/D]r
S=25.13 63$m& ]x
S13.71 :E*U*#h/
≥S=1.5 所以它是安全的 &|] ^ u/
截面Ⅳ右侧 mr.DP~O:9p
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 Ev#aMK
??Ac=K\
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 2wvDC@
[hbIv
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 X:/t>0e
t,nB`g?
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 UlytxWkUX
截面上的弯曲应力 H:6$)#
截面上的扭转应力 2_v>8B
==K= JnJz{(c
K= m"]ys#
所以 A4h/oMis
综合系数为: ry"zec
B
K=2.8 K=1.62 1YL5 ![T
碳钢的特性系数 HbVLL`06*
取0.1 取0.05 7i/Cax
安全系数 l[ k$O$jo
S=25.13 O2f2Fb$B7
S13.71 {c;3$
≥S=1.5 所以它是安全的 Ymom 0g+f
37Y]sJrs$
9.键的设计和计算 =ndKG5
TVA1FD
①选择键联接的类型和尺寸 t;3.;
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. Ags`%(
根据 d=55 d=65 5{Wl(jwb
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 Z
ngJ9js
b=20 h=12 =50 ibyA~YUN/
,vPF=wq
②校和键联接的强度 3FN? CN] O
查表6-2得 []=110MP I"4B1g
工作长度 36-16=20 d.A0(*k,
50-20=30 s=4.Ovd\
③键与轮毂键槽的接触高度 CgC wM=!r
K=0.5 h=5 |sz9l/,lG
K=0.5 h=6 -s"lW 7N^
由式(6-1)得: 8vK&d>
<[] PQ>JoRs
<[] -yeT $P&|
两者都合适 tw66XxE
取键标记为: jL SZ#H
键2:16×36 A GB/T1096-1979 _rd{cvdR
键3:20×50 A GB/T1096-1979 iY-dM(_:]
10、箱体结构的设计 L%FL{G
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, g:U ul4
大端盖分机体采用配合. nKdLhCN'=
7_,gAE:kG
1. 机体有足够的刚度 b3+PC$z2h
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 j7&l&)5
+zsya4r
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 zu#o<6E{
.+>}},
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 _q 8m$4
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 DZue.or
}kpkHq"`f
3. 机体结构有良好的工艺性. uZ+<
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. bb{+
@_{"ho
4. 对附件设计
U{EW +>
A 视孔盖和窥视孔 *M:Bhw
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 ;QYK {3R?
B 油螺塞:
cO:x{~
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。 \"SI-`x
C 油标: 4rm/+Zes
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 q`P:PRgM
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. 4tI~d8?pk+
gA6C(##0
D 通气孔: t(Uoi~#[
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. >EY0-B
E 盖螺钉: 'g#GUSXfj
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 ?@_dx=su
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. X6)LpMm
F 位销: )7^jq|
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. ' vwBG=9C
G 吊钩: ze-iDd_y
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. U^xFqJY6
t.cplJF&Ue
减速器机体结构尺寸如下: ,O}zgf*H;
:O7J9K|
名称 符号 计算公式 结果 )Ii=8etdv
箱座壁厚 10 v,jU9D\
箱盖壁厚 9 .NKN2
箱盖凸缘厚度 12 [Mi~4b
箱座凸缘厚度 15
:9<5GF(
箱座底凸缘厚度 25 oW6.c]Vo
地脚螺钉直径 M24 C.@TX
地脚螺钉数目 查手册 6 4T:ZEvdzf
轴承旁联接螺栓直径 M12 *b&|
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 <XNLeJdY
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 0PN{
+<?.
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 <t8})
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 rZLMYM
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 E~B
LY{3:
22 8L:0Wp
18 [K5afnq`
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 }5K\l
16 S7bSR?~L[
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 u>BR WN
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 w"~T5%p
齿轮端面与内机壁距离 > 10 [Y[|:_+5
机盖,机座肋厚 9 8.5 %:NI@59
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) BEw(SQH
150(3轴) R#0UwRjeF
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) Q]8r72uSk
150(3轴) `!i>fo~
~%]+5^Ka]
11. 润滑密封设计 (j(6%U
[Mx+t3M
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. 7*sB"_U2
油的深度为H+ l{<@[foc
H=30 =34 ;yr'K
所以H+=30+34=64 JH 8^ZP:d'
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 },l3N K
BwR)--75
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 #}.db?[Rv
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 Yv>% 5`
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 7XaRi@uG
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 um/iK}O
zJPzI{-w|
12.联轴器设计 !^y'G0
4XRVluD%W.
1.类型选择. z;T?2~g!
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 L~\Ir
2.载荷计算. ,+WDa%R
公称转矩:T=95509550333.5 4oJ0,u
查课本,选取 &Mol8=V)
所以转矩 _f/6bpv
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 &T{+B:*v
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm LVX.s tN#p
=m UtBD.;
四、设计小结 z&w@67
>j
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。 u-D%: lz85
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。 eKt~pzXwm
五、参考资料目录 o]@?QAu
[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; XLB7
E
[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; &4LrV+`$V
[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; {q:6;yzxl
[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; v81<K*w`P
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 NO QM:tBO>
[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; F&^u1RYz
[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。