机械设计基础课程设计任务书 =F|{#F
+w`2kv
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 y
RqL9t
#<fRE"v:Q
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) Lj({[H7D!
cZ,b?I"Q%
目 录 !|(-=2`
ROI7eU
一 课程设计书 2 }CSDV9).S
iqsCB%;5
二 设计要求 2 RHW]Z
Pr<
hPB9@hT$
三 设计步骤 2 kdiM5l70
}FROB/
1. 传动装置总体设计方案 3 qZdQD
2. 电动机的选择 4 #\{l"-
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 'ms-*c&
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 .^`{1%
5. 设计V带和带轮 6 ~ah~cwmpS
6. 齿轮的设计 8 bIDj[-CDG
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 xK[ou'
8. 键联接设计 26 uo9B9"&
9. 箱体结构的设计 27 bW427B0
10.润滑密封设计 30 6_o*y8s.
11.联轴器设计 30 6GlJ>r+n
8Al{+gx@?
四 设计小结 31 n&4N[Qlv,
五 参考资料 32 ma]F7dZ5
QT5TE: D
一. 课程设计书 #lo6c;*m5
设计课题: =ZznFVJ`={
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 1ba~SHi
表一: !qQl@j O
题号 "]*&oQCI
1t~G|zhX
参数 1 k9R4Y\8P
运输带工作拉力(kN) 1.5 ?=msH=N<l
运输带工作速度(m/s) 1.1 ! I:%0D
卷筒直径(mm) 200 X,%
0/6*]
oH?b}T=9jz
二. 设计要求 _yx>TE2e
1.减速器装配图一张(A1)。 $99n&t$Y
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 ]jQutlg|
3.设计说明书一份。
Mx ?d
Qy<P463A(l
三. 设计步骤 Vm(y7}Aq{
1. 传动装置总体设计方案 `$IK`O
2. 电动机的选择 ?p{Nwl#
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 wWP}C D
4. 计算传动装置的运动和动力参数 h2A <" w
5. “V”带轮的材料和结构 76Cl\rV
6. 齿轮的设计 7F7{)L
7. 滚动轴承和传动轴的设计 :pY/-Cgv
8、校核轴的疲劳强度 iuW[`ouX
9. 键联接设计 Q8tL[>Xt
10. 箱体结构设计 U}[d_f
11. 润滑密封设计 H2\;%K 2
12. 联轴器设计 )EuvRLo{S7
-Cpl?Io`r5
1.传动装置总体设计方案: e]"W!KcD9
\)904W5R
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 =o(5_S.u;
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, XEp{VC@=
要求轴有较大的刚度。 !Pvf;rNI1T
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。 4B1v4g8}
其传动方案如下: gCS<iBT(7
myQagqRx
图一:(传动装置总体设计图) aiUY>M#|
#Y`~(K47
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 _/$Bpr{R
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 6<SAa#@ey
传动装置的总效率 \ZFGw&yN
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; k,6f
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, @})|Z}~
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, ZY= {8T@
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 x"=f+Mr
P6`u._mX
2.电动机的选择 bHYy }weZ
Yui3+}Ms
电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, dr}`H,X"3
经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, O,
wJR
则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 .t-4o<7 3
Oc#syfO
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, !u[9a;Sa#
}O5i/#.lR
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 L(<*)No
'Cfl*iNb
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 P>C~
i:4n
LVfF[
Lc,Pom
方案 电动机型号 额定功率 KnQ*vM*VM
P jl$ece5v
kw 电动机转速 rig,mv
电动机重量 t;Sb/ 3
N 参考价格 F?*-4I-
元 传动装置的传动比 0B/,/KX
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 wLH>:yKUU
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 A*2jENgci
hoUD;3
中心高 *[Tz![|
外型尺寸 Y@vTaE^w3
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 Y|f[bw
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 @7]yl&LZ
u@UMP@"#
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 VcO0sa f`
5h-SCB>P
(1) 总传动比 ci.+pF
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 +H-6e P
(2) 分配传动装置传动比 jyUjlYAAv`
=× 3>AMII
式中分别为带传动和减速器的传动比。 W)2p@j59A
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 :Zbg9`d*
4.计算传动装置的运动和动力参数 )._; ~z!
(1) 各轴转速 KNvZm;Q6
==1440/2.3=626.09r/min .m,_N@,
==626.09/5.96=105.05r/min =JEv,ZGT3
(2) 各轴输入功率 >}8j+t&T
=×=3.05×0.96=2.93kW rdP[<Y9
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW feDlH[$
则各轴的输出功率: H?vdr:WlTN
=×0.98=2.989kW |!3DPA(_
=×0.98=2.929kW C=L>zOZ
各轴输入转矩 DS(}<HK{
=×× N·m {j?FNOJn
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· $oID(P
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m vjGo;+K
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m 1~Y<//5E
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m Cazocq5
=×0.98=242.86N·m 6 l|DU7i
运动和动力参数结果如下表 Iby\$~V
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min !*dI|k
输入 输出 输入 输出 TOB-aAO
电动机轴 3.03 20.23 1440 x:NY\._
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 ICx#{q@f,
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 MDZ640-Y
.Ni\\
5、“V”带轮的材料和结构 BDW^7[n
确定V带的截型 en4k/w_
工况系数 由表6-4 KA=1.2 !&y8@MD15
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 45@ I *`
V带截型 由图6-13 B型 DZ'P@f)]
EPI4!3]
确定V带轮的直径 dC3o9
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm h,u,^ r
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s UJAv`yjG
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm gZ3u=uME
_lJ!R:*
确定中心距及V带基准长度 sk<3`x+
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 *MhRW,=
360<a<1030 GbY7_N
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm shy-Gu&
urs,34h
初定V带基准长度 pSH=%u>
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm K*vt;L
J@HtoTDO3
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm 2+N]PW\V
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm I#Y22&G1
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 <SAzxo:I
g#pr yYz
确定V带的根数 T9E+\D
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw (&Kk7<#`
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 T?CdZc.
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 .,|G7DGH]
带长修正系数 由表6-2 KL=1 +<Nn~1
zOAd~E
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 YlJ@XpKM
$t'MSlF
取Z=2 R6<X%*&%
V带齿轮各设计参数附表 ~k-y &<UR
hn7#
L
各传动比 DZ3wCLQtK
u
OmtyX
V带 齿轮 Jc&{`s^Nu
2.3 5.96 a_^\=&?'
n:I,PS0H<
2. 各轴转速n q5J5>
(r/min) (r/min) s0TORl6Z|
626.09 105.05 pGP7nw_g
u"r`3P`
3. 各轴输入功率 P WH#1zv
(kw) (kw) 8?B!2
2.93 2.71 ihhDO mUto
Hp|kQJ[L E
4. 各轴输入转矩 T g>E LGG|Q
(kN·m) (kN·m) xk9%F?)
43.77 242.86 0mYXv4
<
{K~ 'K+TPu
5. 带轮主要参数 .Bl\Z
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) M~Tuj1?
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 y1jCg%'H
带的根数z
i<C*j4qQ
160 368 708 2232 B 2 <VMGTBVQ
F/,NDZN
6.齿轮的设计 G{As,`{
4@+`q *
(一)齿轮传动的设计计算 VD;01"#'
ch*8B(:
齿轮材料,热处理及精度 kP=eW_0D
考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 P1.[
(1) 齿轮材料及热处理 @o].He@L<j
① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 W<h)HhyG
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 *P[hy
② 齿轮精度 f=+mIZ
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 ;}I:\P
^)/0yB
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 ?.m bK
按齿面接触强度设计 0Uz"^xO["
<q58uuK
确定各参数的值: :^lI`9'*R
①试选=1.6 etQCzYIhn
选取区域系数 Z=2.433 dohA0
u4cnE"
则 a
K[&V't~
②计算应力值环数 `{@8Vsmy:
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) N@4w!
HpJ
=1.4425×10h w?PkO p
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) J/`<!$<c
③查得:K=0.93 K=0.96 RXMISt3+{y
④齿轮的疲劳强度极限 tH@Erh|%
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: DaQ?\uq
[]==0.93×550=511.5 l
K{hVqpt
nQZx=JK
[]==0.96×450=432 1/B>XkCJ
许用接触应力 tn\yI!a
oi7@s0@
⑤查课本表3-5得: =189.8MP Bpo4?nCl}
=1 3Y4?CM&0v
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 ^]Y>[[
=4.47×10N.m BGZ#wru
3.设计计算 wQl
,
①小齿轮的分度圆直径d C\3rJy(VJ
Ys9[5@7
=46.42 S&5&];Ag
②计算圆周速度 :1Xz4wkWS*
1.52 |)th1
UH
③计算齿宽b和模数 JAnZdfRt
计算齿宽b :wyno#8`-
b==46.42mm #6aW9GO
计算摸数m ?/E~/;+7=
初选螺旋角=14 J9nX"Sb
= mkk6`,ov
④计算齿宽与高之比 #4NaL
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 `,*3[
=46.42/4.5 =10.32 F@jZ ho
⑤计算纵向重合度 bjW]bRw
=0.318=1.903 y3Qsv
⑥计算载荷系数K ij`w} V
使用系数=1 QD&`^(X1p
根据,7级精度, 查课本得 J7$5s
动载系数K=1.07, )gUR@V>e2
查课本K的计算公式: j?\Qh
K= +0.23×10×b ./Zk`-OBT
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 LKB$,pR~1l
查课本得: K=1.35 'W^YM@
查课本得: K==1.2
@tnz]^V
故载荷系数: H [\o RId
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 :gibfk]C
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 9!\B6=r y4
d=d=50.64 r.&Vw|*>
⑧计算模数 ? pmHFlx
= (_]~wi-,
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 N0Lw}@p
由弯曲强度的设计公式 1W
LXM^4
≥ ifQ*,+@fxR
:6
R\OeH+
⑴ 确定公式内各计算数值 9ULQrq$?
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m ,AFu C<
确定齿数z cd_yzpL@}J
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 dt]-,Y
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 L|7R9+ZG
Δi=0.032%5%,允许 z'n:@E
② 计算当量齿数 I-*S&SiXjI
z=z/cos=24/ cos14=26.27 %p=M;
z=z/cos=144/ cos14=158 '[:D$q;
③ 初选齿宽系数 D2eckLT
按对称布置,由表查得=1 D_*WYV
④ 初选螺旋角 }B+C~@j
初定螺旋角 =14 lvz7#f L~
⑤ 载荷系数K 8qTys8
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 <{cQM$#
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y Om\vMd@!
查得: cp7=epho
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 HyZqUbHa
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 ]neex|3lG
}q`S$P;
⑦ 重合度系数Y $a"Oc
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 1};Stai'
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 ,T$U'&;
=14.07609 d.d/<
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 q
dBrQC
⑧ 螺旋角系数Y v%z=ysA
轴向重合度 =1.675, ChPmX+.i_
Y=1-=0.82 IY\5@PVZ
"$^ ~!1~
⑨ 计算大小齿轮的 x2\qXN/R
安全系数由表查得S=1.25 g7`LEF <A
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 '8H4shYg
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 m@v\(rT.
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 ;))+>%SGCt
查课本得到弯曲疲劳强度极限 h2]P]@nW;W
小齿轮 大齿轮 u?(d gJ
~Otoqu|
查课本得弯曲疲劳寿命系数: :>f )g
K=0.86 K=0.93 {qJ1ko)$
ag[wdoj
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 F_{Yo?_
[]= Zt{[*~
[]= WO>nIo5Y
&Q#66ev
,Ah;A[%?~
大齿轮的数值大.选用. LYK"( C
plstZ,#j
⑵ 设计计算 mL{6L?
计算模数 O;jrCB
`e&Suyf4B
~4Fvy'
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: !PQ<04jA!
+lcbi
z==24.57 取z=25 0znR0%~
'S&zCTX7j
那么z=5.96×25=149 Y)2,PES=
={&j07,*a
② 几何尺寸计算 wc4{)qDE
计算中心距 a===147.2 `l[c_%Bm
将中心距圆整为110 xOmi\VbM
jLm ;ty2;
按圆整后的中心距修正螺旋角 <<5(0#y#
Z=o2H Bm7
=arccos ?1
4{J]H4
N<VJ(20y
因值改变不多,故参数,,等不必修正. ?NsW|w_
_Q 4)X)F
计算大.小齿轮的分度圆直径 '_FsvHQ
7[XRd9a5(
d==42.4 >}i E(
nmKp[-5
d==252.5 >0TxUc_va
HQhM'x
计算齿轮宽度 6O! 2P
?%[@Qb=2
B= c`w}|d]mC
Iit;F
圆整的 /7^4O(iG
B[?Ng}<g`
大齿轮如上图: )Y{L&A
V {ddr:]4
X\qNG]
.}~_a76
7.传动轴承和传动轴的设计 uz
jU2
<R=Zs[9M1
1. 传动轴承的设计 M%P:n/j
>U27];}y
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 tl^9WG
P1=2.93KW n1=626.9r/min $DaNbLV
T1=43.77kn.m n9ej7oj
⑵. 求作用在齿轮上的力 I:1C8*/
已知小齿轮的分度圆直径为 VTY 5]|;
d1=42.4 R8Fv{7]c
而 F= ~U&AI1t+J
F= F @<EO`L)Z
sWnLEw
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N
S9FE
K`fuf=
6A+nS=
$}<e|3_
⑶. 初步确定轴的最小直径
_
*Pf
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 i2SR{e8:GF
dJNe+
MB`
&Hs!:43E-<
Yufc{M00
从动轴的设计 59;KQ
"b3"TPfK
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, }y gD3:vN7
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M DT&@^$?
⑵. 求作用在齿轮上的力 LsU9 .
已知大齿轮的分度圆直径为 }9}h*RWm
d2=252.5 0*{%=M
而 F= <*cikXS
F= F dhK~O.~m
5M*:}*
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N (V2fRv
'YSHi\z ](
SSMHoJGm
@_}P-h
⑶. 初步确定轴的最小直径 G2:
agqL/
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 Bh-ym8D
NU2;X (z[
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 O)r4?<Q
查表,选取 &\*(Q*2N
OYn}5RN
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 Se =`N
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 /jJw0 5;L
j/?kL{B
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 s|r3Gv|G
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 。 'E""amIJ
ge8ZsaiU
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. {;6`_-As%
a<bwzX|.
D B 轴承代号 kc&U'&RgY
45 85 19 58.8 73.2 7209AC 'm
kLCS
45 85 19 60.5 70.2 7209B 1#+S+g@#
50 80 16 59.2 70.9 7010C \LexR.Di
50 80 16 59.2 70.9 7010AC ;>7De8v@@
v mk2{f,g
ye5&)d"fa(
TAW/zpps$
F0@gSurg)
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 P( 8OQL:
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, gc$l^`+M
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. U&p${IcEm
]~3V}z,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. =Jb>x#Y
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, 8v%o,"
高速齿轮轮毂长L=50,则 c\AfaK^KF
cSV aI
L=16+16+16+8+8=64 1yu4emye4
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度.
7hPY_W
y
f._ua>v,f
5. 求轴上的载荷 }-=|^
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, xU`p|(SS-
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. :"/d|i`T
11;MN
1]b.fD
g3y+&Y_
h~zT ydnH
YUk\Q%
ZPYS$Ydy
(SAs-
=D"#U#>;7&
d7bS
wL
<wD-qT W
传动轴总体设计结构图: }0Ed]
>~0Z& d
u]UOSf n
Pe3o;mx
(主动轴) z~s PXGb
}k.Z~1y
e+fN6v5pU
从动轴的载荷分析图: 7B66]3v
aK^q_ghh[
6. 校核轴的强度 $
$mV d+
根据 -zfR)(zG
== x7 ,5
前已选轴材料为45钢,调质处理。 }Jj}%XxKs
查表15-1得[]=60MP s!$a\ k
〈 [] 此轴合理安全 ;
BHtCuY
KoT%Mfu
8、校核轴的疲劳强度. .8JTe0
⑴. 判断危险截面 \ @2R9,9E
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. c@L< Z` u
⑵. 截面Ⅶ左侧。 [ub e6
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 sK?twg;D*|
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 7WzxA=*#
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 5]:U9ts#
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 =41?^1\
截面上的弯曲应力 sc#qwQ#
19%imf
截面上的扭转应力 ?(_08O
== SNk=b6`9
轴的材料为45钢。调质处理。 Z6MO^_m2
由课本得: Dk5 1z@
yyTnL 2Y9
因 S)"Jf?
经插入后得 2&J)dtqz
2.0 =1.31 YKK*ER0
轴性系数为 ~WF\
=0.85 ]\HvK CN}
K=1+=1.82 dft!lBN
K=1+(-1)=1.26 Z*6IW7#
所以 N?`' /e
;*2Cm'8E
综合系数为: K=2.8 ,zY{
K=1.62 '8kP.l
碳钢的特性系数 取0.1 &_8947
取0.05 -MBxl`JU
安全系数 ~v6D#@%A
S=25.13 j3ls3H&
S13.71 +:/%3}`
≥S=1.5 所以它是安全的 2y1Sne=<Kb
截面Ⅳ右侧 DzRFMYBR
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 VuZr:-K/
NDokSw-
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 buHJB*?9
vW@=<aS Z
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 <9b&<K:
*/S_Icf
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 XQw9~$
截面上的弯曲应力 A^S gI-y|
截面上的扭转应力 E=O\0!F|b
==K= z` b,h\
K= uCB=u[]y4
所以 'dc#F3
综合系数为: %J-GKpo/S
K=2.8 K=1.62 o^wqFX(Y
碳钢的特性系数 2MK-5Kg
取0.1 取0.05 + LJ73
!
安全系数 @>7%qS
S=25.13 _,*r_D61S
S13.71 &BSn?
≥S=1.5 所以它是安全的 ;qV>L=a
*qpSXmOz
9.键的设计和计算 RPbZ(.
AQ^u
①选择键联接的类型和尺寸 0<*<$U
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. :Llb< MY2
根据 d=55 d=65 cm+P]8o%{
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 \z ) %$#I
b=20 h=12 =50 K:WDl;8(d
g0E'g
②校和键联接的强度 86H+h(R/
查表6-2得 []=110MP ksm~<;td
工作长度 36-16=20 iU:cW=W|M\
50-20=30 "ocyK}l.?
③键与轮毂键槽的接触高度 y>ktcuML
K=0.5 h=5 bW:!5"_{H
K=0.5 h=6 y<.5xq5_3
由式(6-1)得: lNv|M)I
<[] lk =<A"^S
<[] NX&_p!_V
两者都合适 wdoR%b{M
取键标记为: EhBKj |y
键2:16×36 A GB/T1096-1979 J9 I:Q<;
键3:20×50 A GB/T1096-1979 (w zQ2Dk
10、箱体结构的设计 H%{+QwzZ[j
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, hCo|HB
大端盖分机体采用配合. &9>vl*
O&hTNIfi
1. 机体有足够的刚度 23jwAsSo
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 h>bx}$q
7PF%76TO
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 VS|2|n1<6
o,wUc"CE
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 Zgb!E]V[
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 *n"{J(Jt`
bQ5\ ]5M
3. 机体结构有良好的工艺性. 4`=mu}Y2
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. NZz 8j^
D3K8F@d
4. 对附件设计 3= ;<$+I6
A 视孔盖和窥视孔 lUMdrt0@z
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 &Hnz8Or!
B 油螺塞: cl/_JQ&
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。 8a"%0d#
C 油标: S`]k>'
l
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 Dum9lj
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. _Bj":rzY
|vzl. ^"-
D 通气孔: PmM3]xVzd
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. |e0`nn=
E 盖螺钉: 7cMv/g^h@
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 |sZHUf_
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. BfiD9ka-z
F 位销: '/%H3A#L
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. YZJyk:H\
G 吊钩: 2I{"XB
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. W=4FFl[
0Wp|1)ljA
减速器机体结构尺寸如下: Srd4))2/0
kg\>k2h
名称 符号 计算公式 结果 zp?`N;
箱座壁厚 10 }W,[/)MO
箱盖壁厚 9 % %UE+u@J
箱盖凸缘厚度 12 q-d:TMkc
箱座凸缘厚度 15 ( &x['IR
箱座底凸缘厚度 25 sW8dPw
O
地脚螺钉直径 M24 Yu2Bkq+
地脚螺钉数目 查手册 6 ;YL i{
轴承旁联接螺栓直径 M12 ~WV"SaA)*U
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 seeBS/%
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 ^T-V^^#(
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 0+b1vhQ
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 ENY+^7
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 iO;
7t@]-
22 Pj%|\kbNs
18 %ULr8)R;
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 mpJ#:}n
16 )whA<lC
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 ^pk7"l4Xm
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 y4fdq7i~}9
齿轮端面与内机壁距离 > 10 %H"47ZFxAs
机盖,机座肋厚 9 8.5 Jxm.cC5z.
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) @U}1EC{A
150(3轴) S>1Iky|
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) jWfa;&Ra
150(3轴) S|+o-[e8O
FaJ &GOM,
11. 润滑密封设计 .#pU=v#/[
k|d+#u[Mj@
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. u> 7=AlWF-
油的深度为H+ 8Uxne2e
H=30 =34 =w0R$&b&
所以H+=30+34=64 65^9
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 H$4:lH&(
{Y9q[D'g .
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 IPo?:1x]s
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 cYt!n5w~W
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 VW4r{&rS
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 HyWCMK6b
*;*r8[U}q
12.联轴器设计 \)|hogI|f
U4B(#2'
1.类型选择. '!$Rw"K.
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 J7p),[>I<
2.载荷计算. ^gnZ+`3
公称转矩:T=95509550333.5 V~5jfcd
查课本,选取 Q'0d~6n&{
所以转矩 ~$?ZK]YOrx
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 }pu27F)&
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm =C.$
UX
C~iL3Cb
四、设计小结 'Qe;vZ31K
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。 04=c-~&q
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。 :6\qpex
五、参考资料目录 9qG6Pb
[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; LSr]S79N1
[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; Jz e:[MYS
[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; e**qF=HCw
[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; "LTad`]<Ro
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 L/G6Fjg^
[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; /s}}&u/
[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。