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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 ?7&VT1 Tao lX*$5 课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 Kg](kP ^\+6*YE 4 专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) !Rb7q{@>
bkOm/8k|4 目 录 609=o+ L<QDC 一 课程设计书 2 |e< U %v 3F.O0Vz 二 设计要求 2 +V'r>C: }p- %~Y 三 设计步骤 2 p`d:g
BZ V)(pe #P 1. 传动装置总体设计方案 3 JR<R8+@g_ 2. 电动机的选择 4 Cn`%
*w 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 t3s}U@(C 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 .`h+fqa 5. 设计V带和带轮 6 I(7gmCV 6. 齿轮的设计 8 mmjB1L 7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 pP/o2 8. 键联接设计 26 0~S<}N 9. 箱体结构的设计 27 8 Zj>|u 10.润滑密封设计 30 `UJW:qqW 11.联轴器设计 30 AT9SD vJ [&`>&u@MK 四 设计小结 31 sIy$}_ 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 qnm9Lw# 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 mNYz7N 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。 {XC rjO| 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$LO0avvH2 i5" q1dRQ 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 m t^1[ 选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 8(;i~f:bCW 传动装置的总效率 J#]yKgT η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; l :"*]m7o_ 为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, B" z5j
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, \#r_H9&s6 为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 "U.=A7r MO/N*4U2 2.电动机的选择 tK
H!xit y<b0z\ 电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, J5T#}!f 经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, AlxS?f2w 则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 U*TN/6Qy. s`YuH <8 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, {LDb*'5Cy
3lN+fQ>)S 选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 POXn6R!mM1 {
9$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$/swwB! L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD f :5/y^M& 132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 R
<\Yg3m8 E5{)d~q 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 x?'% 2*YXm>|1 (1) 总传动比 Qu _T& 由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 ="R6YL (2) 分配传动装置传动比 P;LZ!I =× DG?\6Zh 式中分别为带传动和减速器的传动比。 ~[q:y|3b 为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 oJT@'{;*z 4.计算传动装置的运动和动力参数 )`7+o9& (1) 各轴转速 63Yu05' ==1440/2.3=626.09r/min %iC63)(M ==626.09/5.96=105.05r/min m0\}Cc (2) 各轴输入功率 {~g =×=3.05×0.96=2.93kW \#,#_ =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW QvN
<uxm 则各轴的输出功率: p|V1Gh< =×0.98=2.989kW {OrE1WHB =×0.98=2.929kW c[lob{, 各轴输入转矩 \Pmk`^T =×× N·m ^X%4@,AE 电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· ibs"Iv34 所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m > C&<dO#i =×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m Jjh!/pWZ4 输出转矩:=×0.98=43.77 N·m vXQmEIm =×0.98=242.86N·m #@s~V<rW 运动和动力参数结果如下表 RyWOiQk; 轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min +STzG/9# 输入 输出 输入 输出 +/86w59 电动机轴 3.03 20.23 1440 ?Hxgx 1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 QfWu~[ 2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 [<a%\:c m4 @b\_696. 5、“V”带轮的材料和结构
Rha3 确定V带的截型 T8TsKjqOZ 工况系数 由表6-4 KA=1.2 (G%gVk] 设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 ~.`r( V带截型 由图6-13 B型 x0$:"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[RLYu V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 6?.pKFBZ 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/ctf 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#/ -?YT Q@ W 6.齿轮的设计 w0j/\XN2s 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 izPh1YA 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 ``!G I'^ 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 ! a o6e 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 iX%[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?A h F~6#LT b}@(m$W 大齿轮的数值大.选用. WhFS2Jl0 ]GX \|1L ⑵ 设计计算 H-I{-Fm 计算模数 6):Xzx, s]H^wrg& (e9fm|n!)| 对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: Y % Ieg.o \G>ZkgU z==24.57 取z=25 KzphNHd 'e@=^FC 那么z=5.96×25=149 Qf
xH9_ }HRK?.Vj: ② 几何尺寸计算 J#Z5^)$ 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 $ouh 计算齿轮宽度 AIRr{Y }]+xFj9[> B= o''wCr% `/n M[ 圆整的 Pc_VY>Ty 2i7e# 大齿轮如上图: '91".c,3? MCc$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\(pfvo 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-Vp!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 $D G?M6 pK0"%eA 8、校核轴的疲劳强度. 9(QJT}qC ⑴. 判断危险截面 '7O3/GDK 截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. lg^Z*&( ⑵. 截面Ⅶ左侧。 "AE5
V' 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 wI(M^8F_Mf 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 -GxaV #{ 截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 ;*MLRXq 截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 AK@9?_D 截面上的弯曲应力 SL5Ai/X0N | Bi! 截面上的扭转应力 ` V##Y == O%bEB g 轴的材料为45钢。调质处理。 }_ 9Cxji 由课本得: P&f7@MOV.P -B +4+&{T 因 V:y'Qf2M 经插入后得 B
{>7-0 2.0 =1.31 @;"|@!l| 轴性系数为 } }59V&'t =0.85 VVlr*` K=1+=1.82 -fDnA4; K=1+(-1)=1.26 q.;u?,|E/ 所以 lnjXDoVb< @{25xTt 综合系数为: K=2.8 }4,L%$@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' N5lDS 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$= /=nJRC3. D 通气孔: 2j[=\K] 由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. Q%`@0#"]Sv E 盖螺钉: xX&+WR 启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 'urafE4M 钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. |.: q F 位销: ]v UwG--* 为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. M6"PX *K G 吊钩: !GjQPAW 在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. *SJ_z(CZm G"qvz{* 减速器机体结构尺寸如下: C_}]`[ s%7t"-=& 名称 符号 计算公式 结果 oq
Xg 箱座壁厚 10 XJ;57n-? 箱盖壁厚 9 G5BfNU 箱盖凸缘厚度 12 #jvtUS \ 箱座凸缘厚度 15 TQF| a\M' 箱座底凸缘厚度 25 O m|_{ 地脚螺钉直径 M24 e'NJnPO 地脚螺钉数目 查手册 6 T4Uev*A 轴承旁联接螺栓直径 M12 _`j7clEz 机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 AofKw 轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 n:?a$Ldgm 视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 Woym/[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 )mT<MkP 11. 润滑密封设计 IM'r8V 0v?"tOT! 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@!+v19^ 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; gjD Ho$ [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。
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