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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 PyzWpf %w'@:~0 三 设计步骤 2 nVs0$?} kw}J~f2 1. 传动装置总体设计方案 3 ,B!u* 2. 电动机的选择 4 yBs 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 VGq2ITg9eE 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 N ?0V0B 5. 设计V带和带轮 6 6D w[n 6. 齿轮的设计 8 .NwHr6/s* 7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 b.j\=c 8. 键联接设计 26 nyTfTn 9. 箱体结构的设计 27 1w1(FpQO. 10.润滑密封设计 30 [A[vR7&S 11.联轴器设计 30 U2@?!B[\d` txTDuS 四 设计小结 31 +}X@{DB 五 参考资料 32 M0"xDvQ YadyRUE 一. 课程设计书 /v=MGX@r 设计课题: ECU:3KH>MF 设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V O8 k$Uc 表一: }$81FSKh 题号 S : 9zz f>l}y->-Ug 参数 1 .* VZY 运输带工作拉力(kN) 1.5 6S<J'9sE 运输带工作速度(m/s) 1.1 F4Z+)'oDr, 卷筒直径(mm) 200 CbI[K| %3'80u6BCJ 二. 设计要求 ?w /tq! 1.减速器装配图一张(A1)。 sq-[<ryk 2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 TJ2$
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 pDr M8)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$'e> w=e~
M 电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, %Z}A+Rv+*m 经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, 'k{pWfn=< 则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 !#5RP5,,Y w8%<O^wN, 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, BXnSkT7 RxjC sjg 选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 Vf`1'GY -
b:&ACY 额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 a=.A/;|0* Y2"X;`< wFnI M2a, 方案 电动机型号 额定功率 wm=!tx\`k P 9EIHcUXe kw 电动机转速 !X
e 电动机重量 j7?53e N 参考价格 +DY% Y
`0 元 传动装置的传动比 4ac2^` 同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 4'cdV0] 1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 _%?}e|epy :-fCyF)EI 中心高 W`*S?QGzl@ 外型尺寸 Q"h/o"-h L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD N2 wBH+3w 132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41
{F+7> X WV]Si2pOZ 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 vSb$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$820y[ BV_rk^}Ur 确定V带轮的直径 I-<U u2 小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm ;;#28nV 验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s {=};<;_F 大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm /qM:;:N%j @AET.qGC 确定中心距及V带基准长度 LE#ko2#ke 初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 -]HPDN,OB 360<a<1030 fl%X>\i/7 要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm k@vN_Un Zt;3HY=y 初定V带基准长度 [\+"<;m$ 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!vLd X 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 %<[?; +bO]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 p h5rS< 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 NA`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 7n !=/wpsH 确定各参数的值: $27QY ①试选=1.6 q
eW{Cl~ 选取区域系数 Z=2.433 Tl/!Dn kuX{2h*` 则 bx XNv^ ②计算应力值环数 3=@lJ?Ym N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) L9"yQD^R7? =1.4425×10h q$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$~a&lXO5 []==0.96×450=432 OZSM2 ~ 许用接触应力 K5"8zF)* 9|{t%F=- ⑤查课本表3-5得: =189.8MP l>t0 H($ =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 `P43O 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 +YFA Zv7` =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: $a.,;: K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 Wi"3kps q ⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 6-t:eo9 d=d=50.64 3jzmiS] ⑧计算模数 JF6=0 = iQ8T3cC+ 4. 齿根弯曲疲劳强度设计 xhw0YDGzf 由弯曲强度的设计公式 ,w|Or}h]7 ≥
oHR@*2b (p!w`MSv ⑴ 确定公式内各计算数值 A2p]BW& ① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m ^o-)y"GJ 确定齿数z h}n?4B~Gi 因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 ('oA{,#L 传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 :\cid]y3 Δi=0.032%5%,允许 4%"Df1U ② 计算当量齿数 pzFM# z=z/cos=24/ cos14=26.27 ]x1o (~ z=z/cos=144/ cos14=158 tpj6AMO/`d ③ 初选齿宽系数 E/{v6S{)Y 按对称布置,由表查得=1 uMb[0-5 ④ 初选螺旋角 0o]T6 初定螺旋角 =14 %uQOAe55 ⑤ 载荷系数K r3mmi5 K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 16|miK[@ ⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y S '(K 查得: yP*oRV%uX 齿形系数Y=2.592 Y=2.211 Mq Q'Kjo 应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 f|NWn`#bY ,UATT]> ⑦ 重合度系数Y XgPZcOzYB 端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 d8N4@3 CkL =arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 #``Alh8 =14.07609 V[^+lR 因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 K0^Tg+U($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?3F 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 $&KiN82, 计算模数 :~LOw}N!aQ %R@&8 [WN2ZQ 对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: x%OJ3Qjj= `XK#sCC z==24.57 取z=25 #)z7&nD %+ur41HM 那么z=5.96×25=149 |v@ zyOq&b naiy] oY" ② 几何尺寸计算 F0tx.]uS 计算中心距 a===147.2 o>MB8[r 将中心距圆整为110 !WNO!S0/j Dac ,yW 按圆整后的中心距修正螺旋角 y7-daek A"Sp7M[J =arccos `V=F>s$W ~NBlJULS 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`d1 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 l4Q v$ $*vj7V_ 7.传动轴承和传动轴的设计 {^6<Ohe4j }`D-]/T8. 1. 传动轴承的设计 w02t9vz 8Lh[>|~= ⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 FXo{|z3 P1=2.93KW n1=626.9r/min &d i=alvv1 T1=43.77kn.m QI{<q< ⑵. 求作用在齿轮上的力 &WHK|bl 已知小齿轮的分度圆直径为 c*Q6k<SKR d1=42.4 EV|L~^Q 而 F= .MI
5?]_ F= F 8e}8@[h :B1a2Y^" F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N q a}=p ^9 {r2d&c P(Z\y^S q-4#)EnW ⑶. 初步确定轴的最小直径 wZ\% !#}7 先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 9Lqo^+0)\ xqLIs:* GL8 N!, &ZAc3@l[c 从动轴的设计 <7yn : *kKdL 求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, AW/)R"+ P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M Mp)|5<% ⑵. 求作用在齿轮上的力 nQM7@"R 已知大齿轮的分度圆直径为 5HMDug;
d2=252.5 ) kK" 1\m 而 F= 4!0nM|~ F= F O:Ob{k ["XS|"DM F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N 0/0rWqg
/ Ll'!aar, -[-Ry6G \X0wr%I ⑶. 初步确定轴的最小直径 Jej-b<HmQ 先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 Y~uqKb;A jG~UyzWH; 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 s&~.";b
查表,选取 BRGTCR >? ({ 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 kU$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)_ *'hvYl/?> 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 UONW3}- 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. 2gb MUdpp 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 $>mTPNF ;Z(~;D L=16+16+16+8+8=64 4yu ^cix( 至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. ;
(;J J((.zLvz 5. 求轴上的载荷 ,"!P{c 首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, 1GL@t?S 查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. (G:K?o) WxFrqUz Z2dy|e(c hf1f ,Cckp! 6 bs_"Nn? y~N,=5>j h.W;Dmf6] JV#)?/a$z e!(0y)* j!H\hj/] 传动轴总体设计结构图: `+(|$?C u 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。 $MmCh&V 查表15-1得[]=60MP ?wR;" 〈 [] 此轴合理安全 eiF!yk?2 !m#cneV 8、校核轴的疲劳强度. a9q68 ⑴. 判断危险截面 X]Emz" 截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. ZL`G<Mo;. ⑵. 截面Ⅶ左侧。 nuB@Fkr 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 "kKIVlC 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 !j)H!|R 截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 "b!QE2bRO 截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 Qj? G KO 截面上的弯曲应力 r'p;Nj. WRJ+l_81 截面上的扭转应力 *a@pZI0' == FV/X&u8~ 轴的材料为45钢。调质处理。 8E /]k\ 由课本得: HB4Hz0Fa B(mxW8y 因 dy jzF`H 经插入后得 Tv0|e'^ 2.0 =1.31 daaEN( 轴性系数为 hgE!)UE =0.85 fz
W%(.tc\ K=1+=1.82 \>j._# t$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 qSMSTmnQ 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_M9 T3 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 Jp!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~c V9 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{+6 V`\ 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。
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