机械设计基础课程设计任务书 5bH@R@3 m
].
IUQ*4t
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 Y2yVl+
mUm9[X~'
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) y2TJDb1
Pp@ P]
目 录 zK}$W73W^
gK9@-e
一 课程设计书 2 g.s~Ph- G
FlrLXTx0
二 设计要求 2 elJLTG
]gQgNn?
三 设计步骤 2 rts@1JY[
7$\;G82_
1. 传动装置总体设计方案 3 G;yf]xFd
2. 电动机的选择 4 = =cAL"Z
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 ^ bexXYh
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 @2L+"=u#
5. 设计V带和带轮 6 3!Gnc0%c
6. 齿轮的设计 8 wx>BNlT@?
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 b_|`jHes
8. 键联接设计 26 bs
kG!w
9. 箱体结构的设计 27 k129)79
10.润滑密封设计 30 *<i
{
Mb Q
11.联轴器设计 30 w=rh@S]
2Rc#{A
四 设计小结 31 ]pzf{8%
五 参考资料 32 }<[@)g.h.
}{n[_:[7
一. 课程设计书 `$AX!,<!G
设计课题: HKP<=<8/O
设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V }~:`9PV)Z%
表一: MIsjTKE
题号 ^}a..@|%W
BB.^-0up
参数 1 MQG(n +c
运输带工作拉力(kN) 1.5 \uc]+nV!o
运输带工作速度(m/s) 1.1 :Z- =1b~
卷筒直径(mm) 200 x<>#G~-
VA&_dU]*
二. 设计要求 N8@Fj!Zi
1.减速器装配图一张(A1)。 \3"4;fM!i
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 K pDK Ii
3.设计说明书一份。 z|Q)^
9G[!"eZ}
三. 设计步骤 -v/1R1$e1
1. 传动装置总体设计方案 @a'Rn
2. 电动机的选择 `1=n H/E
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 _s[ohMlh
4. 计算传动装置的运动和动力参数 .D(H@3qA@
5. “V”带轮的材料和结构 ^a0{"|Lq
6. 齿轮的设计 [i==
Tp
7. 滚动轴承和传动轴的设计 az*c0Z<pl
8、校核轴的疲劳强度 %?Yf!)owh
9. 键联接设计 IE+{W~y\
10. 箱体结构设计 }R=n!Y$F
11. 润滑密封设计 M2W4 RovfR
12. 联轴器设计 =2F;'T\6
mXtsP1
1.传动装置总体设计方案: Cvry8B
-y|>#`T/
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 &G\Vn,1v
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, ;.Zgt8/.
要求轴有较大的刚度。 dY5 m) ?
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。 M+j V`J!
其传动方案如下: w
&1_k:Z&
}F!tM"X\
图一:(传动装置总体设计图)
xAbx.\
<j,ZAA&5%Y
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 H*51GxK
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 R.@ I}>
传动装置的总效率 Hb55RilC
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; hfE5[
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, !w2J*E\
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, <'N"GLJ
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 ^SM>bJ1Z_
NX%"_W/W
2.电动机的选择 $ @g\wz
@`xR1pXQ
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, \e+h">`WgX
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, "A\h+q-
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。 fm]mqO
vX1 8
]
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, + -~8t^
PgIH(
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 ywQ[>itMa
opsjei@
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 !xcLJ5^W
O/Cwm;&t
g]&7c:/
方案 电动机型号 额定功率 f$1&)1W[
P ^x2zMB\t
kw 电动机转速 ZDny=&>#
电动机重量 A\ARjSdb
N 参考价格 U/}YpLgdD
元 传动装置的传动比 c(Ws3
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 D8X~qt/
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 +*uaB
=sZ58xA
中心高 ,/2&HZd
外型尺寸 Hq$&rNnq\
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 rDI}X?JmX
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 {z#!3a
+xNV1bM
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 ":@\kw
OFe-e(c1
(1) 总传动比 IVSOSl|
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 HpP82X xj
(2) 分配传动装置传动比 DwmK?5 p
=× Sf*1Z~P|
式中分别为带传动和减速器的传动比。 ^+p7\D/E(
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 cYmgJBG
4.计算传动装置的运动和动力参数 mqj]=Fq*
(1) 各轴转速 qXqGhHoe;
==1440/2.3=626.09r/min }TQa<;Q
==626.09/5.96=105.05r/min
r)S:-wP
(2) 各轴输入功率 tNoPpIu
=×=3.05×0.96=2.93kW "w&IO}j;=
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW or,:5Z
则各轴的输出功率: 4SVIdSA
=×0.98=2.989kW +[vIocu
=×0.98=2.929kW {ty)2
各轴输入转矩 ylm #Xa
=×× N·m fHK.q({Qc
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· 9U>OeTh(
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m "?%2`*\
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m }#r awVe=
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m `%A vn<
=×0.98=242.86N·m R_^0Un([
运动和动力参数结果如下表 3D;?X@
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min 1-V"uLy@gC
输入 输出 输入 输出 mq}V @H5
电动机轴 3.03 20.23 1440 %@9c'6
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 J6J">
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 ZJe^MnE (G
A^ofs*"Y
5、“V”带轮的材料和结构 %rlMjF'tG
确定V带的截型 O!!N@Q2g
工况系数 由表6-4 KA=1.2 =kTHfdin&
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 p$=Z0p4%LL
V带截型 由图6-13 B型 |yl,7m/B-G
?;VsA>PV
确定V带轮的直径 iGPrWe@.
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm {p.^E5&
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s 3n,jrX75u
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm d.|*sZ&3p
gky+.EP.
确定中心距及V带基准长度
)SZzA'
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 EXMW,
360<a<1030 u*f`\vs
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm X1HEeJ|
-Ew>3Q
初定V带基准长度 C7O8B;
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm Lk)I;;
yg.o?eML
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm ebn3r:IU-
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm uK]-m
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 ZC]|s[
inY_cn?
确定V带的根数 _\=x
A6!
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw %~I&T".iC
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 egK~w8`W%
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 3 [j,d]\|
带长修正系数 由表6-2 KL=1 ~!S/{Un
DKJ_g.]X
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 3-btaG'P
wFF,rUV
取Z=2 #W6 6`{>
V带齿轮各设计参数附表 JH| D
-oUGmV_
各传动比 ul3~!9F5F
!E&l=*lM.
V带 齿轮 \=D+7'3
2.3 5.96 -RJ~Sky[
>?1GJ5]\s
2. 各轴转速n Zb=;\l*&
(r/min) (r/min) ]0&X[?
626.09 105.05 t{>#)5Pqv
wo+`WnDh
3. 各轴输入功率 P [(2^oTSRaq
(kw) (kw) X~UL$S;
2.93 2.71 o{>4PZ}=g
#1%ahPhR+
4. 各轴输入转矩 T wK0x\V6dJ
(kN·m) (kN·m) &c 2Qa
43.77 242.86 O}%ES AB
W/\pqH
5. 带轮主要参数 e/cHH34
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) "n]x%. *
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 GMg!2CIU
带的根数z k,$/l1D
160 368 708 2232 B 2 T_!F I29
L@z[b^
6.齿轮的设计 #q K.AZi
JN:L%If
(一)齿轮传动的设计计算 k;jl3GV
T9}~]zW7P
齿轮材料,热处理及精度 5Q
<vS"g
考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 2<9K}Of
(1) 齿轮材料及热处理 L*dGo,oN
① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 KB^8Z@(+
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 %19~9Tw
② 齿轮精度 %f'=9pit
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 p6NPWaBR
tH&eKM4G
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 0ETT@/)]z
按齿面接触强度设计 ?A;RTM
W4$aX5ow$
确定各参数的值: 5k@T{
①试选=1.6 T u%XhXl:j
选取区域系数 Z=2.433 6\u. [2lE^
*^Zt)U1$|
则 $W=)-X\>
②计算应力值环数 (&NLLrsio
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) T[^&ZS]s
=1.4425×10h y9?*H?f,
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) _f8H%Kgk;
③查得:K=0.93 K=0.96 t\LE\[XM>
④齿轮的疲劳强度极限 [L7s(Zs>
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: QVRQUd
[]==0.93×550=511.5 Xp|4 WM
P=1Ku|k
[]==0.96×450=432 kP}l"CN4
许用接触应力 lAA-#YG
*J]p/<> {
⑤查课本表3-5得: =189.8MP *Gv:N6
=1 Q!3-P
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 n$NM
=4.47×10N.m <m^a
?q^
3.设计计算 V~#5^PF{
①小齿轮的分度圆直径d B_iaty
7[='m{{=C
=46.42 WF*j^ %5
②计算圆周速度 ;F*^c
)
1.52 lK/4"&
③计算齿宽b和模数 TghT{h@
计算齿宽b wLiPkW
b==46.42mm 6W
计算摸数m l%('5oz@\
初选螺旋角=14 c$)>$&([
= a *
CXg.i
④计算齿宽与高之比 ZvQZD=,F
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 }f_@@#KB?
=46.42/4.5 =10.32 -xLK/QAL
⑤计算纵向重合度 x^_c4,i)
=0.318=1.903 uPbdzUk$
⑥计算载荷系数K y{<js!au
使用系数=1 O"|d~VQ
根据,7级精度, 查课本得 =jh^mD&'
动载系数K=1.07, suIYfjh
查课本K的计算公式: : O@(Sv
K= +0.23×10×b 8+7*> FD)1
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 p<h(
查课本得: K=1.35 -K$ugDi
查课本得: K==1.2 i;/;zG^=_
故载荷系数: J=8Y D"1
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 *Q?8OwhJ
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 t' J4zV
d=d=50.64 rNicg]:\x
⑧计算模数 **z^aH?B2
= ^fsC]9NS
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 6:8Nz
由弯曲强度的设计公式 DF-PBVfpu
≥ x!W5'DO
G9xO>Xp^Al
⑴ 确定公式内各计算数值 Het>G{
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m 6Y6t.j0vN.
确定齿数z gBWr)R
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 a%a0/!U[
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 !mWm@}Ujg
Δi=0.032%5%,允许 9bRUN<
② 计算当量齿数 \(=xc2
z=z/cos=24/ cos14=26.27 |7n%8JsY!"
z=z/cos=144/ cos14=158 p:$v,3:
③ 初选齿宽系数 A /c
按对称布置,由表查得=1 7!(/7U6rP
④ 初选螺旋角 3?`TEw~'
初定螺旋角 =14 %jf|efxo
⑤ 载荷系数K W`oyDg,D
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 NOoF1kS+
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y 9 `bLQd
查得: ?IS[2 v$
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 _-#o[>2[
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 #H
|p)2k
&}C-W*
f,Z
⑦ 重合度系数Y lb*;Z7fx<'
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 0|K<$e6IH
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 !a\HdQ
=14.07609 *81/q8Az
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 4bdCbI
⑧ 螺旋角系数Y H/ Ql
轴向重合度 =1.675, y=+OC1k\8
Y=1-=0.82 0t"Iq71/
B]b/(Q+
⑨ 计算大小齿轮的 9mn~57`y
安全系数由表查得S=1.25 f-H"|9
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 =+?OsH
v
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 l_9Z zN
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 &;r'JIp
查课本得到弯曲疲劳强度极限 LH @B\ mS
小齿轮 大齿轮 m:~y:.
7F]Hq
查课本得弯曲疲劳寿命系数:
ZdY$NpR,
K=0.86 K=0.93 _\,lv
\u
8KkN
"4'
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 v+trHdSBYE
[]= YwZx{%f
[]= =TzJgx
5! +{JTXa
*}Gys/\!S
大齿轮的数值大.选用. PBE i"`i
lk81IhI
⑵ 设计计算
}hm_Ws
计算模数 ^5?|Dj
iPG:w+G
>o`+j$j
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: Oi$1ma xT
Sd.Km a
z==24.57 取z=25 31#jLWY'0
=b1
y*?
那么z=5.96×25=149 <s|.2~
R- ,L"Vv
② 几何尺寸计算 7)2Q
计算中心距 a===147.2 *>Bew
将中心距圆整为110 XN?my@_HpM
tu{paQ
按圆整后的中心距修正螺旋角 ;.=0""-IF
c(b`eUOO
=arccos 9jx>&MnWs
7i02M~*uS
因值改变不多,故参数,,等不必修正. L*4=b
(3
y@2"[fo3~
计算大.小齿轮的分度圆直径 U,fPG/9
+7
j/.R
d==42.4 {-]K!tWda
saQo]6#
d==252.5 <HS{A$]
Vu4LC&q
计算齿轮宽度 =,qY\@fq
E KN<KnU%
B= ]-a/)8
'gD./|Z0
圆整的 ,VUOsNN4\
ni )G
大齿轮如上图: >f-RzQ k
/n$R-Q
on5\rY<I:@
_F4=+dT|
7.传动轴承和传动轴的设计 K$:btWSm
#u\~AO?h
1. 传动轴承的设计 .A6pPRy e
U;u4ey
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 d>#X+;-k
P1=2.93KW n1=626.9r/min u% 1JdEWZd
T1=43.77kn.m =>Qd
⑵. 求作用在齿轮上的力 4"iI3y~Gw
已知小齿轮的分度圆直径为 H+gB|
d1=42.4 ma QxU(
而 F= FLkZZ\
F= F 3|)cT1ej
0lOan
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N )u]=^
w_~tY*IwB
!B9Yw/Ba
\FCPD.2s+
⑶. 初步确定轴的最小直径 1E4`&?
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 <1x u&Z7
/Zx"BSu
B !rb*"[
V}Q`dEk2r
从动轴的设计 8)Vl2z
pRsIi_~&
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, B7[#z{8'#
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M gdyWuOxa|
⑵. 求作用在齿轮上的力 Y[rCF=ZVH
已知大齿轮的分度圆直径为 ={6vShG)m
d2=252.5 rF{,]U9`
而 F= [{vX*q
3B
F= F .;,,{;
sdd%u~4,X
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N `m"K_\w=/
Gtvbm
'*&V7:
heb{i5el
⑶. 初步确定轴的最小直径 U Q)^`Zj
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 mOyNl
-f
r9D
68*H
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 0dD.xuor
查表,选取 q8R,#\T*
#W_-S0>&
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 q"f7$
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 *kj+6`:CPs
ew c:-2Y^
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 +I:/8,&-x
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 。 AnZy
oa
z$/s` |]
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. ?fc<3q"
=*6H!bzX
D B 轴承代号 Gu2=+?i?h
45 85 19 58.8 73.2 7209AC U`)d
`4"
45 85 19 60.5 70.2 7209B R-4#y%k<
50 80 16 59.2 70.9 7010C 4JH^R^O<n
50 80 16 59.2 70.9 7010AC u:wf:^
lx~C{tl2
AmCymT3P*e
wjOJn]
z'gJy
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 V9>$M=
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, s4=EyBI
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. gS|6,A9
"b)EH/s
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. dn_l#$ U
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, Q5 o0!w
高速齿轮轮毂长L=50,则 YWk+}y}^d
6J-=6t|
L=16+16+16+8+8=64 ScT{Tb]9bt
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. &$~irI
a:1$i dj
5. 求轴上的载荷 lXVh`+X/l
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, 2';{o=TXV
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. $$B#S'
yRp&pUtb
@v\8+0
j5~~%
p@@*F+
}/L#<n`Z
? a/\5`gnN
w,<n5dMv
ow'CwOj$
idjk uB(6
'PTQ
S,E
传动轴总体设计结构图: sM9utR
?MSV3uODb
@$~;vS
emT/H95|,
(主动轴) >``
d^5x@E_Td
Y44[2 :m
从动轴的载荷分析图: Dh68=F0
CX]L'
6. 校核轴的强度 ''p<C)Q
根据 .kfx\,lgm
== ;2aPhA
前已选轴材料为45钢,调质处理。 `"#hhKG
查表15-1得[]=60MP ~L_1&q^4!i
〈 [] 此轴合理安全 !&{"tL@.
'*G8;91u
8、校核轴的疲劳强度. #w!ewC vt
⑴. 判断危险截面 K}Q:L(SSr\
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. TALiH'w6|e
⑵. 截面Ⅶ左侧。 5YgT*}L+,
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 K d{o/R
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 %@HuAcNi
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 9LSV^[QUH
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 6|4ID"
截面上的弯曲应力 (7"CYAe:;
T^#d\2
截面上的扭转应力 DyUS^iz~o
== c1
j@*6B
轴的材料为45钢。调质处理。 }V 4u`=
由课本得: y#/P||PM
+$#h6V
因 okO\A^F
经插入后得 2g5jGe*0
2.0 =1.31 EZZE(dq@gf
轴性系数为 xiqeKoAD
=0.85 ]VS:5kOj`
K=1+=1.82 &_\;p-1:
K=1+(-1)=1.26 C;_0 0EQ=
所以 F;T;'!mb
FgMQ=O 2
综合系数为: K=2.8 Ou+b ce
K=1.62 _SMi`ie#
碳钢的特性系数 取0.1 4rpry@1
取0.05 "1UpoF'w
安全系数 mRxeob
S=25.13 v]T?xo~@'
S13.71 N7_(,Gu*R
≥S=1.5 所以它是安全的 j_z@VT}y
截面Ⅳ右侧 CXTtN9N9
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 VeOM `jy
B)dG:~
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 8=g~+<A
Xi w
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 4P#4RB
KWM}VZY:Z
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 xxld. j6
截面上的弯曲应力 A.~wgJDO
截面上的扭转应力 }[(v(1j='~
==K= zT93Sb
K= pdjRakN
所以 wn\R|'Rdz
综合系数为: 2#s8Dxt
K=2.8 K=1.62 0-/@-qV\
碳钢的特性系数 n3$u9!|P
取0.1 取0.05 -vc
,O77z"
安全系数 SH O&:2
S=25.13 {`(MK6D8 c
S13.71 :m>Vp
≥S=1.5 所以它是安全的 /[n]t
l8e)|MSh
9.键的设计和计算 \ rKUPI\
Vt:\llsin
①选择键联接的类型和尺寸 t. DnF[
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. OjrZ6
根据 d=55 d=65 !>/J]/4>
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 ja(ZJ[<`
b=20 h=12 =50 Y=y
0`?K
{Z178sik
②校和键联接的强度 ;Eh"]V,e
查表6-2得 []=110MP RLcC>Z
工作长度 36-16=20 ?yu@eo
50-20=30 fUPYCw6F
③键与轮毂键槽的接触高度 {aUv>T"c
K=0.5 h=5
b`f6(6
K=0.5 h=6 s4 Vju/
由式(6-1)得: j,z)x[3}
<[] ?[%.4i;-h
<[] [w)KNl
两者都合适 D%6}x^`Qk
取键标记为: F*-'8~T
键2:16×36 A GB/T1096-1979 -
b`
键3:20×50 A GB/T1096-1979 qac:"z'9
10、箱体结构的设计 lA`-"
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, `G=+qti
大端盖分机体采用配合. V}Oz!
O
*z0Rf;
1. 机体有足够的刚度 6z'0fi|EN
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 -lXQQ#V
-
T7l,}G
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 LvU/,.$
+U?73cYN
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 2 #cw_Ua
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 /UaQ2h\
j)Z0K$z=
3. 机体结构有良好的工艺性. /AYq^
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. .k#O[^~]
RN;#H_
q
4. 对附件设计 9NZq
k
A 视孔盖和窥视孔 x@:98P
在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 U.ZA%De
B 油螺塞: jaMpi^C
放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 -O?A"
C 油标: aJc>"#+
o
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 llCE}Vdh
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. a
FWTm,)
'
-aLBAxy
D 通气孔: _^!C4?2!
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. ETR7%0$r
E 盖螺钉: hqwsgJ
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 ~bis!(}p-
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. v[?gM.SF
F 位销: QD1&"T<.d.
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. )0Vj\>
G 吊钩: .'2"83f
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. M3dUGM
i?)bF!J
减速器机体结构尺寸如下: vY[u;VU
5r;)Ppo
名称 符号 计算公式 结果 aD~S~L!
箱座壁厚 10 ?Qts2kae#
箱盖壁厚 9 pTJ_DH
箱盖凸缘厚度 12 ZT,auSX
箱座凸缘厚度 15 +LF=oM<
箱座底凸缘厚度 25 x/0x&la
地脚螺钉直径 M24 KCqz]
地脚螺钉数目 查手册 6 TaKCN
轴承旁联接螺栓直径 M12 $-E<{
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 j9cB<atL
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 ONc#d'-L
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 rAgp cp}
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 ?pA_/wwp
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 DvA#zX[
22 qc.9GC
18 7'`nTF-@v
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 77 ?TRC
16 H
'nLC,
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 -'i[/{
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 ;]rj Kc=
齿轮端面与内机壁距离 > 10 <FN+
机盖,机座肋厚 9 8.5 6O@Lx]t
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) 9AD0|,g
150(3轴) HS1{4/
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) q"-Vh,8h
150(3轴) g](&H$g
^Je*k)COn
11. 润滑密封设计 )F0Q2P1I
U/7jK40
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. 0+A#k7c6p
油的深度为H+ LI"N^K'z
H=30 =34 eE{
2{C
所以H+=30+34=64 q z!^<
M
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 26j-1c!NGd
~Oi.bP<,
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 g~OG~g@
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 #4Cf-$J
密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 -BsZw.
7P
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 aCBq}Xcn
mUiJ@
12.联轴器设计 t4-0mNBZt$
2$gFiZ
1.类型选择. %\%&1
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 pf3-
2.载荷计算. HZ\=NDz
公称转矩:T=95509550333.5 W7IAW7w8U
查课本,选取 \<b42\a}
所以转矩 YDEb MEMd/
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 ^9|&w.:@Q
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm FWS!b!#,N
X d&oERJj
四、设计小结 >lugHF$G
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。 ay=f1<a
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。 wee5Nirw6
五、参考资料目录 mQtOx
[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; WVL\|y728s
[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; sWgzHj(c
[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; _^^5
[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; &hzr(v~;
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 o1Wf#Zq
[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; ?j}
Fxr
[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。