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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 ?7&VT1  
                 TaolX*$5  
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         Kg]( kP  
                 ^\+6*YE 4  
专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) !Rb7q{@>  
bkOm/8k|4  
目   录 6  09=o+  
      L<QDC   
一    课程设计书                            2 |e< U%v  
3F.O0Vz  
二    设计要求                              2 +V'r >C:  
}p- %~ Y  
三    设计步骤                              2 p`d:g BZ  
     V)(pe #P  
    1. 传动装置总体设计方案                        3 JR<R8+@g_  
    2. 电动机的选择                                4 Cn`% *w  
    3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 t3s}U@(C  
    4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 .`h+fqa  
    5. 设计V带和带轮                              6 I(7gmCV  
    6. 齿轮的设计                                  8 mmjB1 L  
    7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 pP/o2  
    8. 键联接设计                                  26 0~S<}N  
    9. 箱体结构的设计                              27 8 Zj>|u  
    10.润滑密封设计                                30 `UJW:qqW  
    11.联轴器设计                                  30 AT9SD vJ  
     [&`>&u@MK  
四    设计小结                              31 sIy$}_  
五    参考资料                              32 /gdo~  
h`GV[Oo:  
一. 课程设计书 aEM#V  
设计课题: =H?Nb:s  
    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 qnm9L w#  
表一: 9(PFd%  
         题号 C9iG`?  
kt:%]ZZL  
参数    1     JR>B<{xB  
运输带工作拉力(kN)    1.5     @"EX%v.  
运输带工作速度(m/s)    1.1     VN".NEL  
卷筒直径(mm)    200     bG&qgbN>  
 Uh8ieb  
二. 设计要求 PJ.jgN(r  
1.减速器装配图一张(A1)。 :OZhEBL&b  
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 CFA>  
3.设计说明书一份。 j,-7J*A~  
YOoP]0'L  
三. 设计步骤 A&7jE:Ew  
    1.  传动装置总体设计方案 |S}*M<0  
    2.  电动机的选择 $G}Q}f  
    3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 Dm^kuTIG  
    4.  计算传动装置的运动和动力参数  "O 'I  
    5.  “V”带轮的材料和结构 UmuFzw^  
    6.  齿轮的设计 ,5?MRqCM  
    7.  滚动轴承和传动轴的设计 '[E_7$d  
    8、校核轴的疲劳强度 syfR5wc  
    9.  键联接设计 mNY z7N  
    10.  箱体结构设计 e_;6UZ+  
    11. 润滑密封设计 sP |i '  
    12. 联轴器设计 e+WVN5"ID>  
     < KA@A}  
1.传动装置总体设计方案: ]>,|v,i =  
KAzRFX),  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 {XCrjO|  
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, ]]ZBG<#  
要求轴有较大的刚度。 &40]sxm  
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。 "8]170  
其传动方案如下: Ye6O!,R  
        "F}Ip&]hAG  
图一:(传动装置总体设计图) I$LO0avvH2  
i5"q1dRQ  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 m t^1[  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 8(;i~f:bCW  
     传动装置的总效率 J#]y KgT  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; l:"*]m7o_  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率,  B" z5j  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, \#r_H9&s6  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 "U.=A7r  
MO/N*4U2  
  2.电动机的选择 tK H!xit  
y<b0z\  
    电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, J5T#}!f  
    经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, AlxS?f2w  
    则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 U*TN/6Qy.  
     s`YuH <8  
    综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, {LDb*'5Cy  
     3lN+fQ>)S  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 POXn6R!mM1  
     {  9$Q|XK  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 oUSG`g^P(M  
                                                  am3E7u/  
4vS!99v)  
方案    电动机型号    额定功率 &L]*]Xz;  
P }C1wfZ~F~  
kw    电动机转速 O;BPd:<  
    电动机重量 sD +G+  
N    参考价格 uyj*v]AE'  
元    传动装置的传动比     |Ze}bM=N  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     R-fjxM*  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     1_C6KS  
  j.}V~Sp*  
   中心高 "r"An"  
        外型尺寸 O$/ swwB!  
L×(AC/2+AD)×HD        底脚安装尺寸A×B    地脚螺栓孔直径K    轴伸尺寸D×E        装键部位尺寸F×GD     f:5/y^M&  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     R <\Yg3m8  
E 5{)d~q  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 x?'%  
2*YXm>|1  
(1)       总传动比 Qu_T&  
    由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 ="R6YL  
    (2)       分配传动装置传动比 P;L Z!I  
    =× DG?\6Zh  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 ~[q:y|3b  
    为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 oJT@'{;*z  
4.计算传动装置的运动和动力参数 )`7+o9&  
(1) 各轴转速 63Yu05'  
  ==1440/2.3=626.09r/min %iC63)(M  
  ==626.09/5.96=105.05r/min m0\}Cc  
(2) 各轴输入功率 {~g  
    =×=3.05×0.96=2.93kW \#,#_  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW QvN <uxm  
    则各轴的输出功率:   p|V1Gh<  
=×0.98=2.989kW {OrE1WHB  
=×0.98=2.929kW c[lob{,  
各轴输入转矩 \Pmk`^T  
   =××  N·m ^X%4@,AE  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· i bs "Iv34  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m >C&<dO#i  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m Jjh!/pWZ4  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m vXQmEIm  
=×0.98=242.86N·m #@s~V<rW  
运动和动力参数结果如下表 RyWOiQk;  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     +STzG /9#  
    输入    输出    输入    输出         +/86w59  
电动机轴        3.03        20.23    1440     ?Hxgx  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     QfWu~[  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     [<a%\:c m4  
@b\_696.  
5、“V”带轮的材料和结构  Rha3  
  确定V带的截型 T8TsKjqOZ  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 (G%gVk]  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 ~.`r(  
      V带截型      由图6-13                        B型 x0$:"68PW  
   DLVs>?Y  
  确定V带轮的直径 &\` a5[  
       小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm xWe1F2nY  
        验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s XfK.Fj~-  
        大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm )TG0m= *  
   7"NJraQ6  
  确定中心距及V带基准长度 YkAWKCOni  
        初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 02#Iip3t  
                          360<a<1030 rIfGmh%H  
           要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm [pFu ] ^X  
     TIWLp  
  初定V带基准长度 aa%&&  
          Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm =,8Eo"~\  
       gIM'bA<~  
   V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm yP9wYF^A\  
        传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm L0|hc  
        小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 UQ?OD~7  
   g74z]Uj.B  
   确定V带的根数 -hFyqIJW  
        单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw Cm<j*Cnl  
        额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 .C;_4jE  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 v;}`?@G  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 ig _<kj;Vd  
         c[RL Yu  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 6?.pKFB Z  
                             CC(*zrOd-  
                       取Z=2 rbuL@= S@*  
V带齿轮各设计参数附表 C"^hMsU8  
:htq%gPex9  
各传动比 Z t+FRR=  
N|O]z  
    V带        齿轮     VMye5  P  
    2.3        5.96     Z*9]:dG:!  
  9C)3 b3  
2. 各轴转速n CL'Xip')T  
    (r/min)        (r/min)     m_Ac/ct f  
    626.09        105.05     O:^LQ  
3JZWhxkf[$  
3. 各轴输入功率 P Xz .Y-5)  
    (kw)        (kw)     } wOpPN[4  
    2.93       2.71     pz35trW  
t-7U1B}=<C  
4. 各轴输入转矩 T 6+B{4OY  
    (kN·m)        (kN·m)     H~dHVQtJZ  
43.77        242.86     hKZ`DB4  
Cq*}b4^;  
5. 带轮主要参数 7}cDGdr  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         Ds%&Mi  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     g?[& 0r1  
带的根数z     s\C8t0C  
    160        368        708        2232        B        2     =GKS;d#/  
-?YTQ@ W  
6.齿轮的设计 w0j/\XN 2s  
4`U0">gY  
(一)齿轮传动的设计计算 ?cs]#6^  
<ql w+RVt  
齿轮材料,热处理及精度 ;w6fM  
    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 puS&S *  
    (1)       齿轮材料及热处理 3 IWLBc  
       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 lTr*'fX  
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 "o{)X@YN]  
      ② 齿轮精度 phgexAq  
    按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 M. )}e7  
     jkF+g$B  
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸  &(1H!  
按齿面接触强度设计 ! FR%QGn1  
'cAc{\)  
确定各参数的值: %/y`<lJz(  
①试选=1.6 -!|WZ   
选取区域系数 Z=2.433   Z%+BWS3YqY  
     `D)Lzm R  
    则 nJleef9  
    ②计算应力值环数 ^.D}k  
    N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) OpK. Lsd0y  
    =1.4425×10h I%9bPQ  
    N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) xEVLE,*?>  
    ③查得:K=0.93   K=0.96 `s`C{|wv  
    ④齿轮的疲劳强度极限 -Aa]aDAz68  
    取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: ;NH~9# t:  
    []==0.93×550=511.5 3$c(M99r  
@n7t?9Bx  
    []==0.96×450=432         iz Ph1YA  
许用接触应力   hI|/>4<  
         g5[D&  
    ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   6P~aW  
         =1 4L5o\'X  
    T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 $T?*0"Mj[  
    =4.47×10N.m L`UG=7r q  
    3.设计计算 K DYYB6|  
①小齿轮的分度圆直径d v<;: 0  
     JBR[; zM  
    =46.42 *me,(C  
    ②计算圆周速度 }xDB ~k  
    1.52 I?a8h`WS+  
    ③计算齿宽b和模数 \Z)#lF|^  
计算齿宽b K1T1@ j  
       b==46.42mm nW4Vct  
计算摸数m q*6q}s3n  
  初选螺旋角=14 G HD^%)T5^  
    = %won=TG8  
    ④计算齿宽与高之比 =- $!:W~  
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 d5DP^u  
=46.42/4.5 =10.32 D@8jGcz62  
⑤计算纵向重合度 2Co@+I[,4&  
=0.318=1.903 ajn-KG!A  
⑥计算载荷系数K j$@?62)6  
使用系数=1 iQt!PMF.  
根据,7级精度, 查课本得 M@|w[ydQG  
动载系数K=1.07, zwK }7h6]  
查课本K的计算公式: k$C"xg2  
K= +0.23×10×b (/"thv5vT{  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 g b -Bxf  
查课本得: K=1.35 C"w,('~@kW  
查课本得: K==1.2 <rNtY,  
故载荷系数: 4s9c#nVlu  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 /b.$jnqL  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 ~&1KrUu&  
    d=d=50.64 jFtg.SD  
    ⑧计算模数 z@zD .  
    = wL;]1&Qq  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 '/k^C9~m r  
    由弯曲强度的设计公式 q"S(7xWS  
    ≥ y-'" >  
+%P t_  
⑴   确定公式内各计算数值 j"5Pe  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m 2s 7mI'  
         确定齿数z 9Uk(0A  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 5^yG2&>#  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 [*Q-nZ/L  
    Δi=0.032%5%,允许 kl" ]Nw'C  
    ②      计算当量齿数 hp*<x4%*a"  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  _R)&k%i}  
    z=z/cos=144/ cos14=158 h1# S+k  
    ③       初选齿宽系数 Gz ?2b#7v  
     按对称布置,由表查得=1 RU6KIg{H  
    ④       初选螺旋角 2B^~/T<\  
    初定螺旋角 =14 K"L_`.&Q  
    ⑤       载荷系数K ``!GI'^  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 eK'wVg#  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y ! ao6e  
    查得: <;%0T xK|U  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 t:>x\V2m  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 X(]Zr  
     (#$$nQj  
    ⑦       重合度系数Y nTs/Q  V  
    端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 ?4 qkDtm  
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 bp#fyG"  
=14.07609 i X%[YQ |  
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 1Y#HcW&  
    ⑧       螺旋角系数Y u_LY\'n  
 轴向重合度 =1.675, Gg|M+M?+  
    Y=1-=0.82 "}@i+oS  
     A[`G^ $  
    ⑨       计算大小齿轮的 Vv8_\^g]  
 安全系数由表查得S=1.25 .5.8;/ /  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 gz;&u)  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 4O(@'#LLz  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 %hc'dZ  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   4=xq:Tf  
    小齿轮     大齿轮 dAL3.%  
o-z &7@3Hu  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: 94Ud@F9d5  
    K=0.86        K=0.93   7d ;pvhnH  
hL!QLiF:  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 Bd5+/G=m  
      []= XX2h(-  
      []= -f?Ah  
        F~6#LT  
       b}@(m$W  
        大齿轮的数值大.选用. WhFS2Jl0  
     ]GX \|1L  
⑵   设计计算 H-I{-Fm  
     计算模数 6):Xzx,  
s]H^wrg&  
(e9fm|n!)|  
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: Y%Ieg.o  
\G>ZkgU  
z==24.57  取z=25 KzphNHd  
'e@=^FC  
那么z=5.96×25=149           Qf xH9_  
  }H RK?.Vj:  
②   几何尺寸计算 J#Z5^)$  
    计算中心距     a===147.2 C!&y   
将中心距圆整为110 ]6&$|2H?Ni  
tHh HrMxO  
按圆整后的中心距修正螺旋角 # ??%B  
c*;7yh&%  
=arccos 0q,pi qjO  
_w(ln9   
因值改变不多,故参数,,等不必修正. [ohBPQO  
Qx)Jtb0`V  
计算大.小齿轮的分度圆直径 1ibnx2^YB  
     {v` 2sB  
    d==42.4 WR#0<cz(  
ys'T~Cs  
d==252.5 s-*._;  
p $ouh  
计算齿轮宽度 AIRr{Y  
}]+xFj9[>  
B= o' 'wCr%  
`/nM[  
圆整的       Pc_VY>Ty  
2i7e#  
                                            大齿轮如上图: '91".c,3?  
MCc$TttaVz  
,v9f~qh  
nSx]QREL!  
7.传动轴承和传动轴的设计 ^qvZ XS  
j_cs;G: "  
1.  传动轴承的设计 zj|WZ=1*Wp  
x\\~SGd  
⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 +jP~s  
P1=2.93KW            n1=626.9r/min IQH[Q9%  
T1=43.77kn.m } JiSmi6o  
⑵.  求作用在齿轮上的力 JC#>Td  
    已知小齿轮的分度圆直径为 e]Fp=*#  
        d1=42.4 q| .dez'  
而  F= D@oCP =m<  
     F= F IMGP'g  
> \Sr{p5KR  
     F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N ve6w<3D@  
NbRn*nb/T  
nBItO~l  
;GGK`V  
⑶.   初步确定轴的最小直径 E=]4ctK  
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 "v-(g9(  
%^]?5a!  
eH%RNtP`  
             w5=tlb  
     从动轴的设计 \e3`/D  
       +}xaQc:0|  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, @Xp~2@I=ls  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M SHVWwoieT  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 Jc6R{C  
    已知大齿轮的分度圆直径为 >rsqH+oL  
        d2=252.5 MrRaU x6z  
而  F= ~lAKJs#{  
     F= F 5ETip'<KT6  
gJ$K\[+  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N (la[KqqCO  
tWeFEVg  
ZraT3  
. Dg*\ h  
⑶.   初步确定轴的最小直径 m!tx(XsXU  
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 )\uO9PB[O  
b</9Ai=  
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 Z4hrn::  
查表,选取 4NN$( S-W  
LUX*P7*B  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 Z6p5* +  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 ~@ jY[_  
EZ;"'4;W  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 =3ioQZ^Vz  
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与  。 !~]<$WZV  
Sq\(pfv o  
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. 6z0@I*  
$d S@y+  
            D        B                轴承代号     =Z=o#46JY  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     QqNW}: #  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     (Rt7%{*  
   50      80      16      59.2    70.9    7010C     Y6i _!z[V[  
   50      80      16      59.2    70.9    7010AC     8K(Z0  
7/7Z`  
     j>uj=B@  
X$%4$  
     9,j-V p!G  
   对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 <f@"HG l  
    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, =@,Q Dm]L  
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.     g V5zSudW  
,Ys"W x  
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. yz8mP3"c:o  
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, bXUy9 -L  
高速齿轮轮毂长L=50,则 HK\~Qnq  
4P^6oh0"  
L=16+16+16+8+8=64 )-*5v D  
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. cdqB,]"  
76hOB@  
5.    求轴上的载荷   .#02 ngh  
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, }_=eT]  
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. <)+y=m\eJ  
T91moRv  
s .Wdxh  
V%$/#sza  
pym!U@$t  
4DZ-bt'  
=X.LA%Sf=u  
AJ#Nenmj  
wtje(z5IL  
     @(r /dZc  
y.KO :P?5{  
传动轴总体设计结构图: .bBdQpF-  
     jw-0M1B  
                             lHgs;>U$  
quY:pqG38q  
                             (主动轴) vfVj=DYj  
q, O$ %-70  
h=;{oY<V)?  
        从动轴的载荷分析图:  : ]C~gc  
k)EX(T\  
6.     校核轴的强度 2-Y<4'>  
根据 fb^fVSh>  
== MEB it  
前已选轴材料为45钢,调质处理。 .^B*e6DAD  
查表15-1得[]=60MP d!eYqM7-G  
〈 []    此轴合理安全 $DG?M6   
p K0"%eA  
8、校核轴的疲劳强度. 9 (QJT}qC  
⑴.   判断危险截面 '7O3/GDK  
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ  B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. lg^Z*&(  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 "AE5 V'  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 wI(M^8F_Mf  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 -GxaV #{  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 ;*MLRXq  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 AK@9?_D  
截面上的弯曲应力 SL5Ai/X0N  
| Bi!  
截面上的扭转应力 `V##Y  
== O%bEB g  
轴的材料为45钢。调质处理。 }_ 9Cxji  
由课本得: P&f7@MOV.P  
           -B +4+&{T  
因             V:y'Qf2M  
经插入后得 B {>7-0  
2.0         =1.31 @;"|@!l|  
轴性系数为 }}59V&'t  
       =0.85 VVlr*`  
K=1+=1.82 -f DnA4;  
    K=1+(-1)=1.26 q.;u?,|E/  
所以               lnjXD oVb<  
@{2 5xTt  
综合系数为:    K=2.8 }4,L%$@n  
K=1.62 ?` ?)QE8  
碳钢的特性系数        取0.1 4%4 }5UYN  
   取0.05 %KLpig  
安全系数 FYpzQ6s~  
S=25.13 s%W C/ZK  
S13.71 ~A\GT$  
≥S=1.5    所以它是安全的 +L;e^#>d  
截面Ⅳ右侧 |!4K!_y  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 +{oG|r3L  
z:wutqru  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 ,5h)x"s  
a^I\ /&aw'  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 #pnI\  
BI%$c~wS  
截面Ⅳ上的扭矩为   =295 e~=;c  
截面上的弯曲应力   %#kg#@z_`e  
截面上的扭转应力 $| @ (  
==K= :/nj@X6  
    K= "]} bFO7C  
所以                 YpVD2.jy  
综合系数为: 8)_XJ"9)G  
K=2.8    K=1.62 1n;0?MIZ  
碳钢的特性系数 \XZ/v*d0  
    取0.1       取0.05 <<][hQs  
安全系数 9dx/hFA  
S=25.13 Q~#Wf ?  
S13.71 &OH={Au  
≥S=1.5    所以它是安全的 X4~y7  
Fj2BnM3#  
9.键的设计和计算 cQ R]le %(  
VAHh~Q6 ;e  
①选择键联接的类型和尺寸 a .k.n<  
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. rC^WPW  
根据    d=55    d=65 [M=7M}f;  
查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 {8W'%\!=  
                     b=20     h=12     =50 n-tgX?1'  
N 5lDS  
②校和键联接的强度 *Q "wwpl?  
  查表6-2得      []=110MP R {SF(g3  
工作长度  36-16=20 4O^xY 6m  
    50-20=30 lR6@ xJd:@  
③键与轮毂键槽的接触高度 gCB |DY  
     K=0.5 h=5 )vE~'W  
    K=0.5 h=6 f.KN-f8<F  
    由式(6-1)得: \@c,3  
           <[] 2K/4Rf0;  
           <[] . YAT:;L  
    两者都合适 #lL^?|M  
    取键标记为: @@Kp67Iv  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 3YOq2pW72G  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 TrEu'yxy8*  
10、箱体结构的设计 C)ERUH2i  
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, }C"%p8=HM  
大端盖分机体采用配合. / *#r`A  
z]_wjYn Z  
1.   机体有足够的刚度 $9_xGfx}  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 ?]_$Dcmx  
*&^Pj%DX  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 R'as0 u\  
BYL)nCc  
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 "^})zf~_  
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 61C7.EZZ;  
}HYbS8'  
3.   机体结构有良好的工艺性. PR#exm&  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. 9<6;Hr,>G  
X9W@&zQ  
4.   对附件设计 :^6y7&o[  
A  视孔盖和窥视孔 O:;w3u7;u  
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 l *(8i ^  
B  油螺塞: 8mvy\l EEH  
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。 aFX=C >M  
C  油标: P^ ~yzI  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 _^Ubs>d=*  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. qd ~BnR$=  
/=nJRC3.  
D  通气孔: 2j [=\K]  
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. Q%`@0#"]Sv  
E  盖螺钉: xX&+WR  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 'urafE4M  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. |.: q  
F  位销: ]vUwG--*  
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. M6 "PX *K  
G  吊钩: !GjQPAW  
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. *SJ_z(CZm  
G" qv z{*  
减速器机体结构尺寸如下: C_}]`[  
s%7t"-=&  
名称    符号    计算公式    结果     o q Xg  
箱座壁厚                10     XJ;57n-?  
箱盖壁厚                9     G5BfNU  
箱盖凸缘厚度                12     #jvtUS\  
箱座凸缘厚度                15     TQF| a\M'  
箱座底凸缘厚度                25     O m|_{  
地脚螺钉直径                M24     e'NJnPO  
地脚螺钉数目        查手册        6     T4Uev*A  
轴承旁联接螺栓直径                M12     _`j7clEz  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     AofKw  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     n:?a$Ldgm  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     Woy m/[i  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     PO: {t  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 A:%`wX}  
    22 Q->sV$^=T  
    18     -$ls(oot  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 B6DYZ+7A  
    16     W:2( .?  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     ~,Zc%s~|  
大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     )D7m,Wi+  
齿轮端面与内机壁距离        >        10     & '`g#N  
机盖,机座肋厚                9    8.5     iOghb*aW  
轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) +{.WQA}z\  
150(3轴)     %YscBG  
轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) e#8Q L  
150(3轴)     &DX! f  
     )m T<MkP  
11. 润滑密封设计 IM'r8 V  
0v?"t OT!  
    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. 6<QQ@5_  
    油的深度为H+ JX;G<lev  
         H=30  =34 *w\W/Y  
所以H+=30+34=64 <iC(`J$D  
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 z>Y-fN`,  
     N =}A Z{$  
    密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 X&`t{Id?6  
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     zTSTEOP}%Y  
    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 AQvudx)@"  
    大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 ]h+j)J}[A  
     F^;ez/Gl  
12.联轴器设计 EV%gF   
hL{KRRf>  
1.类型选择. :4/3q|cn  
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 .Yn_*L+4*  
2.载荷计算. ?+@?Up0wGO  
公称转矩:T=95509550333.5 f.$af4 u  
查课本,选取 qo bc<-  
所以转矩   7R\<inCQ  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 @qAS*3j  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm O_7|C\]  
]{@-HTt  
四、设计小结 Why`ziks  
    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。 Z@!+v 19^  
    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。 Wh*uaad7  
五、参考资料目录 H<,gU`&R  
[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; 7Ak6,BuI%  
[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; n{mfn *r.  
[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; gjDHo$  
[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; 0aB;p7~&  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 eD6fpe\(  
[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; ](8[}CeL  
[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? Y$@?.)tY  
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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