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haiyuan364 2009-01-12 21:46

单级斜齿轮减速箱设计说明书

机械设计基础课程设计任务书 cf@:rHB}  
                 ctH`71Y  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         }^)M)8zS  
                 4'G<qJoc  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) /ExnW >wT  
dKZffDTZ  
目   录 _pjpPSV6J  
     YC*S;q  
一    课程设计书                            2 4Q_2GiF_ ?  
[u,B8DX  
二    设计要求                              2 PyzW pf  
%w' @:~0  
三    设计步骤                              2 nVs0$?}  
     kw}J~f2  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 ,B!u*  
    2. 电动机的选择                                4 yBs  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 VGq2ITg9eE  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 N ?0V0B  
    5. 设计V带和带轮                              6 6Dw[n   
    6. 齿轮的设计                                  8 .NwHr6/s*  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 b .j\=c  
    8. 键联接设计                                  26 nyTfTn  
    9. 箱体结构的设计                              27 1w1(FpQO.  
    10.润滑密封设计                                30 [A[vR7&S  
    11.联轴器设计                                  30 U2@?!B[\d`  
     txTDuS  
四    设计小结                              31 +}X@{DB  
五    参考资料                              32 M0"xDvQ  
YadyRUE  
一. 课程设计书 /v=MGX@r  
设计课题: ECU:3KH>MF  
    设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V O8 k$Uc  
表一: }$81FSKh  
         题号 S :9zz  
f>l}y->-Ug  
参数    1     .* V ZY  
运输带工作拉力(kN)    1.5     6S<J'9sE  
运输带工作速度(m/s)    1.1     F4Z+)'oDr,  
卷筒直径(mm)    200     CbI[K|  
%3'80u6BCJ  
二. 设计要求 ?w /tq!  
1.减速器装配图一张(A1)。 sq-[<ryk  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 TJ2$ Z  
3.设计说明书一份。 m_' 1yX@  
^MQ7*g6o  
三. 设计步骤 }3=]1jH6  
    1.  传动装置总体设计方案 y$K!g&lGA  
    2.  电动机的选择  ~/ iE  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 >g8Tl`P,iN  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数 ^e^M A.kM,  
    5.  “V”带轮的材料和结构 OpUC98p?@  
    6.  齿轮的设计 to]1QjW-  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 r5tv9#4]  
    8、校核轴的疲劳强度 qZCA16  
    9.  键联接设计 >%'|@75K  
    10.  箱体结构设计 EcBSi995dj  
    11. 润滑密封设计 Y2QlK1.8V  
    12. 联轴器设计 ^hRos  
     ?_}[@x  
1.传动装置总体设计方案: 9m%[ y1v0  
7L? ~;;L$  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 L%U-MOS=  
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, Fl<BCJY  
要求轴有较大的刚度。 %R-"5?eTtu  
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。 |*i0h`a  
其传动方案如下: QJ-6aB  
        N[ z7<$$  
图一:(传动装置总体设计图) !1w=_  
V!a\:%#^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。 y]+i. 8[  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 WFsa8qv  
     传动装置的总效率 pDrM8)r  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; YeptYW@xfw  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, aj|I[65  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, rRly0H  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 _Cj u C`7  
V)f/umT%g  
  2.电动机的选择 4{[Df$'e>  
w=e~ M  
    电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, %Z}A+Rv+*m  
    经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, 'k{pWfn=<  
    则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 !#5RP5,,Y  
     w8%<O^wN,  
    综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, BXnSkT7  
     RxjC sjg  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 Vf`1'GY  
     - b:&ACY  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 a=.A/;|0*  
                                                  Y2"X;`<  
wFnIM2a,  
方案    电动机型号    额定功率 wm=!tx\`k  
P 9EIHcUXe  
kw    电动机转速 !X e  
    电动机重量 j7?53e  
N    参考价格 +DY% Y `0  
元    传动装置的传动比     4 ac2^`  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     4'cdV0]  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     _%?}e|epy  
  :-fCyF)EI  
   中心高 W`*S?QGzl@  
        外型尺寸 Q"h/o"-h  
L×(AC/2+AD)×HD        底脚安装尺寸A×B    地脚螺栓孔直径K    轴伸尺寸D×E        装键部位尺寸F×GD     N2 wBH+3w  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41      {F+7> X  
WV]Si2pOZ  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 vSb$gl5H  
F3HpDfy  
(1)       总传动比 NldeD2~H  
    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 f R$E*Jd  
    (2)       分配传动装置传动比 .J6Oiv.E  
    =× n ,!PyJ  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 suC]  
    为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 ODyK/Q3  
4.计算传动装置的运动和动力参数 s5_[[:c=^  
(1) 各轴转速 F *_g3K!!  
  ==1440/2.3=626.09r/min hX# y7m  
  ==626.09/5.96=105.05r/min #2<.0@@ TI  
(2) 各轴输入功率 *e&OpVn  
    =×=3.05×0.96=2.93kW =;#+8w=^  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW TRW{` b[  
    则各轴的输出功率:   9tDo5 29  
=×0.98=2.989kW 80TSE*  
=×0.98=2.929kW .bE+dA6:v  
各轴输入转矩 />=)=CGv;  
   =××  N·m %JF.m$-  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· 3J%(2}{y  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m :s`~m;Y9?  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m !C]0l  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m klmRU@D  
=×0.98=242.86N·m %C^U?m`  
运动和动力参数结果如下表 `O4Ysk72x9  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     ;.>CDt-E]  
    输入    输出    输入    输出         UIPi<_Xa  
电动机轴        3.03        20.23    1440     7D PKKvQ  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     ByqB4Hv2  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     -LI^(_  
| #Z+s-  
5、“V”带轮的材料和结构 *{5p/}p  
  确定V带的截型 SEu1M}+E  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 sH(@X<{p  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 wQ-pIi{G  
      V带截型      由图6-13                        B型 hfw$820y[  
   BV_rk^}Ur  
  确定V带轮的直径 I-<U u 2  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm ;;#28nV  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s {=};<;_F  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm /qM:;:N%j  
   @AET.qGC  
  确定中心距及V带基准长度 LE#ko2#ke  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 -]HPDN,OB  
                          360<a<1030 fl%X>\i/7  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm k@vN_Un  
     Zt;3HY=y  
  初定V带基准长度 [\+"<;m$  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm CEbZj z|  
       |&!04~s;E  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm J=v" HeVm  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm Ldqn<wNnI  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 bWU4lPfP  
   r: Ij\YQ  
   确定V带的根数 <=D !/7$ O  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw otaB$Bb  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 euO!vLdX  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 )lB 3U  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 3jH-!M5  
         {-?^j{O0.  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 JAEn 72  
                             b7;`A~{9v  
                       取Z=2 v',%   
V带齿轮各设计参数附表 OAx5 LTd  
"`WcE/(  
各传动比 -36pkC 6 \  
_OR@S%$  
    V带        齿轮     pHO,][VZ  
    2.3        5.96     J4Yu|E<&  
  Y'n+,g  
2. 各轴转速n ;.dyuKlI  
    (r/min)        (r/min)     Yu1[`QbB  
    626.09        105.05      %<[?;  
+b O]9* g]  
3. 各轴输入功率 P <WPLjgtn3  
    (kw)        (kw)     :<Z>?x  
    2.93       2.71     z#DgoA  
04npY+1 8%  
4. 各轴输入转矩 T (tY0/s  
    (kN·m)        (kN·m)     [22>)1<(  
43.77        242.86     c_p7vvI&c0  
1^R[kaY  
5. 带轮主要参数 {c|{okQ;Q  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         [yFf(>B  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     Z@i"/~B|4\  
带的根数z     Lt|'("($*  
    160        368        708        2232        B        2     ! J7ExfEA  
Wra$  
6.齿轮的设计 Jw -?7O  
VDnN2)Km*  
(一)齿轮传动的设计计算 ph5rS<  
nogdOGo  
齿轮材料,热处理及精度 ^/`W0kT  
    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 +c+i~5B4  
    (1)       齿轮材料及热处理 S! Z2aFj  
       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 4 C7z6VWg  
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 |:[ [w&R  
      ② 齿轮精度 6 +2M$3_U  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 )P|&o%E  
     N A`qC.K   
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 Ja`xG{~Y7i  
按齿面接触强度设计 +Y|1 7 n  
!=/wpsH  
确定各参数的值: $27QY  
①试选=1.6 q eW{Cl~  
选取区域系数 Z=2.433   Tl/!Dn  
     kuX{2h*`  
    则 bxXNv^  
    ②计算应力值环数 3=@lJ?Ym  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) L9"yQD^R7?  
    =1.4425×10h q$ZmR]p  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) /[<1D|f%  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 z\F#td{r  
    ④齿轮的疲劳强度极限 #uc9eh}CWO  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: 26K sP .-  
    []==0.93×550=511.5 B)v|A  
9$~a&lXO5  
    []==0.96×450=432         OZ SM2~  
许用接触应力   K5"8zF)*  
         9| {t%F=-  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   l>t0 H($  
         =1 # s}&  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 V1]QuQ{&s  
    =4.47×10N.m B3';Tcs  
    3.设计计算 FdcmA22k*  
①小齿轮的分度圆直径d 9!>Ks8'.d  
      WBd$#V3  
    =46.42 L\%zNPLS  
    ②计算圆周速度 6[k7e!&  
    1.52 rm5@dM@  
    ③计算齿宽b和模数 0e,U&B<W  
计算齿宽b Z;"YUu[(  
       b==46.42mm Cx[Cst `  
计算摸数m V/dL-;W;  
  初选螺旋角=14 `P4 3O gA  
    = wV{jJyRl  
    ④计算齿宽与高之比 &W*do  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 +YFAZv7`  
=46.42/4.5 =10.32 E=&":I6O  
⑤计算纵向重合度 .[Nr2w:>  
=0.318=1.903 $p)e.ZMgE  
⑥计算载荷系数K 5\jzIB_?  
使用系数=1 2E$K='H:,  
根据,7级精度, 查课本得 PHh4ZFl]_I  
动载系数K=1.07, PFSh_9. q  
查课本K的计算公式: AcQmY?  
K= +0.23×10×b \jCN ]A<  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 'u84d=*l  
查课本得: K=1.35 wpK[;  
查课本得: K==1.2 }7+`[g  
故载荷系数: $a.,; :  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 Wi"3kps q  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 6-t:eo9  
    d=d=50.64 3jzmiS]  
    ⑧计算模数 JF6=0  
    = iQ8T3cC+  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 xhw0YDGzf  
    由弯曲强度的设计公式 ,w|Or}h]7  
    ≥  oHR@*2b  
(p!w`MSv  
⑴   确定公式内各计算数值 A2p]BW&  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m ^o-)y"GJ  
         确定齿数z h}n?4B~Gi  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 ('oA{,#L  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 :\cid]y3  
    Δi=0.032%5%,允许 4%"Df1 U  
    ②      计算当量齿数 pzFM#   
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  ]x1o (~  
    z=z/cos=144/ cos14=158 tpj6AMO/`d  
    ③       初选齿宽系数 E/ {v6S{)Y  
     按对称布置,由表查得=1 uMb[0-5  
    ④       初选螺旋角 0o]T6  
    初定螺旋角 =14 %uQOAe55  
    ⑤       载荷系数K r3mmi5   
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 16|miK[@  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y S '(K  
    查得: yP*oRV%uX  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 Mq Q'Kjo  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 f|NWn`#bY  
     ,UATT]>  
    ⑦       重合度系数Y XgPZcOzYB  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 d8N4@3CkL  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 #``Alh8  
=14.07609 V[^ +lR  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 K0^Tg+U($p  
    ⑧       螺旋角系数Y 5XF&yYWq  
 轴向重合度 =1.675, ?O.'_YS  
    Y=1-=0.82 >)8<d3m  
     ;9)A+bD]  
    ⑨       计算大小齿轮的 byN4?3 F  
 安全系数由表查得S=1.25 >7(7  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 ( yv)zg9  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10  hpOK9  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 :S=!]la0h  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   q!whWA  
    小齿轮     大齿轮 CQh6;[\:  
TFYp=xK(  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: wak`Jte=}m  
    K=0.86        K=0.93   CJf4b:SY@  
7i0;Ss*  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 ~ea&1+Z[3  
      []= w|( ix;pK  
      []= o)sX?IiC  
       M|IgG:a;T  
       <hB~|a<#  
        大齿轮的数值大.选用. ]>oI3&6s  
     mt]50}eK  
⑵   设计计算 $&KiN82,  
     计算模数 :~LOw}N!aQ  
%R@&8  
[WN2ZQ  
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: x%OJ3Qjj=  
`XK#sCC  
z==24.57  取z=25 #)z7&nD  
%+ur41HM  
那么z=5.96×25=149           |v@ zyOq&b  
  naiy] oY"  
②   几何尺寸计算 F0tx.]uS  
    计算中心距     a===147.2 o>MB8[r  
将中心距圆整为110 !WNO!S0/j  
 Dac ,yW  
按圆整后的中心距修正螺旋角 y7-dae k  
A"Sp7M[J  
=arccos `V=F>s$W  
~NB lJULS  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. z2god 1"  
}-%:!*bLj  
计算大.小齿轮的分度圆直径 Azag*M?  
     mJa8;X!r6  
    d==42.4 U~_G *0  
ggHz-oNY  
d==252.5 eDL0Vw  
tN-B`d 1  
计算齿轮宽度 4]m?8j) 6b  
by* v($  
B= wY_! s Qo  
laA3v3*  
圆整的       ]X<L~s_*  
f\c%G=y  
                                            大齿轮如上图: zD): yEc  
LT6VZ,S  
l4Qv$  
$*vj7V_  
7.传动轴承和传动轴的设计 {^6<Ohe4j  
}`D-]/T8.  
1.  传动轴承的设计 w02t9vz  
8Lh[>|~=  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 FXo{|z3  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min &d i=alvv1  
T1=43.77kn.m QI{<q<  
⑵.  求作用在齿轮上的力 &WHK|bl  
    已知小齿轮的分度圆直径为 c*Q6k<SKR  
        d1=42.4 EV|L~^Q  
而  F= .MI 5?]_  
     F= F 8e}8@[h  
:B1a2Y^"  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N  q a}=p  
^9 {r2d&c  
P(Z\y^S  
q-4#)EnW  
⑶.   初步确定轴的最小直径 wZ\% !# }7  
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 9Lqo^+0)\  
x qLIs:*  
G L8 N!,  
             &ZAc3@l[c  
     从动轴的设计 <7yn:  
       *kKdL  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, AW/)R"+  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M Mp)|5<%  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 nQM7@"R  
    已知大齿轮的分度圆直径为 5HMDug;   
        d2=252.5 )kK" 1\m  
而  F= 4!0nM|~  
     F= F O:Ob{k  
["XS|"DM  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N 0/0rWqg /  
Ll'!aar,  
-[-Ry6G  
\X0wr%I  
⑶.   初步确定轴的最小直径 Jej-b<HmQ  
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 Y~uqKb;A  
jG~UyzWH;  
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 s&~.";b  
查表,选取 BRGTCR  
>? ({  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 kU$M 8J.  
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 /S\y-M9  
i"U<=~  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 DU.[Sp  
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  。 @AAkEWo)_  
*'h vYl/?>  
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. ?ne!LDlE|  
ZeP3 Yjr3  
            D        B                轴承代号     DsH`I %w{  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     7z4u?>pne*  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     {;j@-=pV  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     +)7Yqh#$  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     o= N_0.  
'c|Y*2@  
     V;SXa|,  
|? l6S  
     UON W3}-  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 7+^4v(s  
    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, Hxzdxwz%$  
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.     2gbMUdpp  
l#G }j^Q  
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. jt8% L[  
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, A`qb5LLJ)  
高速齿轮轮毂长L=50,则 $>mTPNF  
;Z(~;D  
L=16+16+16+8+8=64 4yu ^cix(  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. ; (;J  
J((.zLvz  
5.    求轴上的载荷   ,"!P{c  
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, 1GL@t?S  
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. (G:K?o)  
WxF rqUz  
Z2dy|e(c  
h f1f  
,Cckp! 6  
bs_"Nn?  
y~N,=5>j  
h.W;Dmf6]  
JV#)?/a$z  
     e!(0y)*  
j!H\hj/]  
传动轴总体设计结构图: `+(|$?Cu  
     ceu}Lp^%/  
                             #j{!&4M  
Eb<iR)e H=  
                             (主动轴) kGZ_/"iuO  
Gv,0{DVX<  
S6sw)  
        从动轴的载荷分析图: g(0 |p6R  
O/(qi8En  
6.     校核轴的强度 Y+#e| x  
根据 KR6*)?c`  
==  *YFe  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 $MmCh&V  
查表15-1得[]=60MP ?wR;"  
〈 []    此轴合理安全 eiF!yk?2  
!m#cneV  
8、校核轴的疲劳强度. a9q68  
⑴.   判断危险截面 X]Emz"   
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ  B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. ZL`G<Mo;.  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 nuB@Fkr  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 "kKIVlC  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 !j)H !|R  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 "b!QE2bRO  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 Qj? G KO  
截面上的弯曲应力 r'p;Nj.  
WRJ+l_81  
截面上的扭转应力 *a@pZI0'  
== FV/X&u8~  
轴的材料为45钢。调质处理。 8E/]k\  
由课本得: HB4Hz0Fa  
           B(mxW8y  
因             dyjzF`H  
经插入后得 Tv0|e'^  
2.0         =1.31 daaEN(  
轴性系数为 hgE!) UE  
       =0.85 fz W%(.tc\  
K=1+=1.82 \>j._#t$h  
    K=1+(-1)=1.26 ~u&3Ki*x  
所以               Oah}7!a)  
I~qS6#%r  
综合系数为:    K=2.8 j8@YoD5o  
K=1.62 "RH2%  
碳钢的特性系数        取0.1 qeCx.Z  
   取0.05 A^JeB<, 5a  
安全系数 JBa=R^k  
S=25.13 6:B[8otQ  
S13.71  y'Xg"  
≥S=1.5    所以它是安全的 &{* [7Ad  
截面Ⅳ右侧 GljxYH"]#  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 qyc:;3?wm  
A~-e?.  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 #GK&{)$  
Nora<  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 V5K!u8T  
Y.@ vdW  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 /yIkHb^c   
截面上的弯曲应力   fL"-K  
截面上的扭转应力 Mno4z/4{A  
==K= F5.Vhg  
    K= #HB]qa  
所以                 qSMST mnQ  
综合系数为: r M'snW)  
K=2.8    K=1.62 PF@<>NO+W  
碳钢的特性系数 E/LR(d_  
    取0.1       取0.05 5_M9T 3  
安全系数 V_!hrKkL  
S=25.13 ]BCH9%zLj  
S13.71 ? YX2CJ6N  
≥S=1.5    所以它是安全的 TH)gW  
R{@WlkG}  
9.键的设计和计算 -sGfpLy<6  
A;w,m{9<  
①选择键联接的类型和尺寸 of8/~VO  
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. " 9 h]P^  
根据    d=55    d=65 rjQV;kX>  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 ?bQ~ +M\  
                     b=20     h=12     =50 k5=0L_xc  
>va#PFHA  
②校和键联接的强度 GKtG#jZ&  
  查表6-2得      []=110MP Gs.id^Sf  
工作长度  36-16=20 [1dlV/  
    50-20=30 ,S:LhgSP  
③键与轮毂键槽的接触高度 g-meJhX%  
     K=0.5 h=5 e!ar:>T  
    K=0.5 h=6 r.[!n)*  
    由式(6-1)得: xgL*O>l)  
           <[] DK&J"0jz,  
           <[]  MI!C%  
    两者都合适 [$]vi`c2  
    取键标记为: 5X nA.?F^  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 P$N\o@  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 A/W0O;*q  
10、箱体结构的设计 %-i2MK'A  
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, U8?QyG 2A  
大端盖分机体采用配合. C* b!E:  
3rTYe6q$U  
1.   机体有足够的刚度 :|M0n%-X  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 ,S2D/Y^>  
>"{3lDyq-  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 (m\PcF  
W7S`+Pq  
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 <E|i3\[p  
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 VW I{ wC  
?^Q!=W<7  
3.   机体结构有良好的工艺性. bB->\  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. n87B[R  
cMsm[D{b  
4.   对附件设计 zdzTJiY2[Z  
A  视孔盖和窥视孔 J p!Q2}  
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 1xar L))  
B  油螺塞: fl!8\4  
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。 \&`S~cV9  
C  油标: s}uOht} o  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 *@S:f"i  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. PP.QfY4  
`-"2(Gp  
D  通气孔: 5yI_uQR  
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. [, 3o  
E  盖螺钉: y-)|u:~h  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 y>3Zh5=  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. /9,!)/j  
F  位销: )AEJ` xC  
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. TIbiw  
G  吊钩: BRPvBs?Q,{  
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. |`1lCyV\tE  
G<#9`  
减速器机体结构尺寸如下: IC{\iwO/~c  
WolkW:(Cg  
名称    符号    计算公式    结果      SS[jk  
箱座壁厚                10     <kN4@bd;  
箱盖壁厚                9     ) gYsg  
箱盖凸缘厚度                12     g'ha7~w(p  
箱座凸缘厚度                15     3s<~}&"  
箱座底凸缘厚度                25     U$&G_&*0a  
地脚螺钉直径                M24     :3pJGMv(  
地脚螺钉数目        查手册        6     OS;qb:;  
轴承旁联接螺栓直径                M12     Q0K2md_%x  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     26.),a  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     brx 7hI  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     y[:\kI  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     I`^ 7Bk.r  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 N DZ :`D  
    22  $A]2Iw!&  
    18     HT0VdvLw  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28  S<#>g s4  
    16     ?{[ ISk)  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     d]{wZ#x  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     j*+[=X/  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     %N$,1=0*  
机盖,机座肋厚                9    8.5     <E/4/ ANN  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) |ZZl3l=]  
150(3轴)     xl8=y  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) \  {` `r  
150(3轴)     'APtY;x^{  
     "HX,RJ @^K  
11. 润滑密封设计 Q#w mS&$f  
/~~aK2{^X~  
    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. (8T36pt~  
    油的深度为H+  mo+zq~,M  
         H=30  =34 UKX9C"-5v  
所以H+=30+34=64 m}ZkNWH  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 wX5Yo{  
     < %@e<,8  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 cCx@VT`0  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     VBnD:w"z  
    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 nb-]fa  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 ere h!  
     (K9pr>le  
12.联轴器设计 DQ%bcXs  
qaJ$0,]H+  
1.类型选择. -' :;0  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 >f+qImH  
2.载荷计算. :{sy2g/+  
公称转矩:T=95509550333.5 %87D(h!.I4  
查课本,选取 sNB*S{   
所以转矩   7Z%EXDm4/c  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 N{+6V`\  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm (bhMo^3/*  
*rKj%Me  
四、设计小结 ~-2%^ovB  
    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。 oKyl2jg+,  
    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。 5SV w71 *  
五、参考资料目录 P"*#mH[W|  
[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; , e^&,5b  
[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; pQ~Y7  
[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; WO;2=[#O;  
[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; 7`xeuK  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 t =LIkwD  
[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; {7d(B1[1  
[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。
zhangyi311 2009-06-15 17:52
hao 东西啊,支持
0363jj 2009-11-19 21:53
楼主,我现在需要发一套给我好吗? 7&`Yl[G  
谢谢!      0363jj@163.com
magnetic 2009-11-30 17:49
楼主 可以也给我发一套吗 465522040@qq.com
wyjyanjing 2010-07-28 08:38
刚刚看到,想好好学习一下,不知楼主可否也给我发一套wyjyanjing@sina.com
yaob 2011-12-15 17:55
感觉像是我想要的
悟剑声 2011-12-22 13:49
好东西
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