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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 Q.E^9giC KsU&<eQ 课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 H-
qP>: 6p]R)K>wS 专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) 8YLZ)k' ,bwopRcA 目 录 "`gZy)E U W)&Eky 一 课程设计书 2 nIKT w >iWf7-: 二 设计要求 2 f{5|}PL Sfa
m=.l 三 设计步骤 2 H6\ x.J^, W!0 1. 传动装置总体设计方案 3 [ma#8p) 2. 电动机的选择 4 iXS-EB/ 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 CU^3L|f2N 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 :!YJ3:\ 5. 设计V带和带轮 6 =? *"V-l 6. 齿轮的设计 8 -L50kk>h 7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 Jq<`j<'9 8. 键联接设计 26 Wu;|(2I 9. 箱体结构的设计 27
D6!+ 10.润滑密封设计 30 wOkJ:k 11.联轴器设计 30 w|FVqX Jas|P}{=fT 四 设计小结 31 IoHkcP[H 五 参考资料 32 Rf0\CEc -/2$P 一. 课程设计书 X*yp=qI 设计课题: QV7c9)<]'} 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 ,u^0V"hJ 表一: a`X&;jH0ef 题号 YeVc,B' BW-P%:B1!R 参数 1 ot<o& 运输带工作拉力(kN) 1.5 JG4*B|3 运输带工作速度(m/s) 1.1 YYr&r.6 卷筒直径(mm) 200 u0KZrz Vd>.fb\U2 二. 设计要求 eo52X&I 1.减速器装配图一张(A1)。 p[cL#fBz 2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 .EZ{d 3.设计说明书一份。 $ 14DTjj Z=[a 8CU 三. 设计步骤 FY}*Z=D% 1. 传动装置总体设计方案 =i>F^7)U1 2. 电动机的选择 <$2zr4 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 @,`=~_J 4. 计算传动装置的运动和动力参数 #TwE??ms 5. “V”带轮的材料和结构 \.|A,G= 6. 齿轮的设计 T`{MQ:s 7. 滚动轴承和传动轴的设计 VgTI2 8、校核轴的疲劳强度 'J0s%m|j 9. 键联接设计 g*.(!
! 10. 箱体结构设计 _ rVX_
11. 润滑密封设计 NKhR%H 12. 联轴器设计 m$qC
8z] >683 4e 1.传动装置总体设计方案: )&!@O$RS8( Cj\+u\U# 1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 v+bjC 2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, b<78K5' 要求轴有较大的刚度。 H[k3)r2 3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 "Am0.c/ 其传动方案如下: ioCkPj CyDf[C)= 图一:(传动装置总体设计图) 8'Bl=C|0X lj*913aFh 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 <OfzE5 选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 BXw,Rz } 传动装置的总效率 |Z|xM η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; w=o m7%J@l 为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, x%ag.g2I η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, =e{KtX. 为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 K05Y;URbd ''Ec-b6Q- 2.电动机的选择 V46[whL%r .: ;Hh~ 电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, >&Q. .`q 经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, yP]W\W' 则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 &YKzK)@ Q9zpX{JT 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, zNJyF;3 vqZM89xY 选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 tah%jRfT& y'/9KrV
T 额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 "*\3.`Kd 7/!C G_4P)G3H 方案 电动机型号 额定功率 # |[@Due P 'p]qN;`'O$ kw 电动机转速 EQO7:vb 电动机重量 .tsB$,/ N 参考价格 *3Z#r 元 传动装置的传动比 @Qozud\? 同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 \>7-<7+I6 1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 !iOu07<n&D ITUl-L4xE 中心高 ~J:lCu 外型尺寸 (oEA)yc| 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 `Db}q^mQ 132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 qrYeh`Mv ?=rh= # 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 TY?io@ (@ sKE (1) 总传动比 tRCd(Z,WY 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 t]%R4ymV (2) 分配传动装置传动比 J<@]7)|U =× }C#d;JC 式中分别为带传动和减速器的传动比。 ohk =7d.' 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 n//a;m 4.计算传动装置的运动和动力参数 C ( ;7*] (1) 各轴转速 <:-&yDh u ==1440/2.3=626.09r/min I =pd jD ==626.09/5.96=105.05r/min m:CpDxzbf (2) 各轴输入功率 gk%ye&:f =×=3.05×0.96=2.93kW =&GV\ju =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW ABGL9;.8 则各轴的输出功率: UU`qI}Ys8F =×0.98=2.989kW 6fyW6xv[, =×0.98=2.929kW ,fFJSY^ 各轴输入转矩 I9m =×× N·m W>Kn*Dy8~ 电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· cG6+'=]3< 所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m r; !us~ =×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m 4R6 .GO 输出转矩:=×0.98=43.77 N·m 5GP'cE =×0.98=242.86N·m s]OXB {M 运动和动力参数结果如下表 m%puD9 轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min C%"@|01cO 输入 输出 输入 输出 \g/E4U.+ 电动机轴 3.03 20.23 1440 2=RDAipf59 1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 `mVH94{+I 2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 P)
#rvTDRw \W!<xE 5、“V”带轮的材料和结构 &(0);I@fc 确定V带的截型 je\UfEo% 工况系数 由表6-4 KA=1.2 `(<>` 设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 ~8K~@e $./ V带截型 由图6-13 B型 LBR_Q0EP @P/{x@J 确定V带轮的直径 $[e*0!e 小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm J u7AxTf~
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s R?R6|4 大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm K\PS$ Y&?]t 确定中心距及V带基准长度 ~ nIZg5 初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 IU/*YI%W 360<a<1030 xk9]jQ7 要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm {S c1!2q Sw~<W%! ? 初定V带基准长度 Q_S
fFsY Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm E#OKeMK 5k @k V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm ;(A'XA4
6N 传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm BDA\9m^3 小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 mz''-1YY$ ~W4<M:R 确定V带的根数 5UqCRz<,R 单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw Qw ED>G| 额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 G[<iVt$y 包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 4CqZvdC 带长修正系数 由表6-2 KL=1 _IGQ<U <z quR':=S5f V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 {k>m5L MLJ8m 取Z=2 i^( 0,L
V带齿轮各设计参数附表 tfsG
P]9$ qe0@tKim 各传动比 t}K?.To$ l#%w,gX V带 齿轮 &p*N8S8 2.3 5.96 $W)FpN;CW/ ^#%[ 2. 各轴转速n ($-o"y"x (r/min) (r/min) }9'rTLM 626.09 105.05 tC&Xm}: i/->g:47P 3. 各轴输入功率 P nWh?zf#{ (kw) (kw) hFKYRZtP.8 2.93 2.71 r$+9grm< E:%%Dm 4. 各轴输入转矩 T ,]+6kf 5 (kN·m) (kN·m) edch'H^2+P 43.77 242.86 15870xS Z)HQlm 5. 带轮主要参数 mZORV3bN 小轮直径(mm) 大轮直径(mm) \Ew2@dF{O 中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 1m&(3%#{ 带的根数z 4Hu.o 7 160 368 708 2232 B 2 #fwG~Q( -Q,lUP 6.齿轮的设计 3)=$BSC% \aG>(Mr (一)齿轮传动的设计计算 :Y"f.> xi-^_I 齿轮材料,热处理及精度 YoXXelO&
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 @wB$qd;v (1) 齿轮材料及热处理 s+4G`mq>* ① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 %H:!/'45 高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 W}KtB1J
② 齿轮精度 >%xJ e' 按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 RS$e^_ W @]~\H-8 2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 D:%v((Ccw 按齿面接触强度设计 f9!wO';P6 <^M`U> 确定各参数的值: 2/I^ :*e ①试选=1.6 wAITE|H<zj 选取区域系数 Z=2.433 )wAqaG_d cU+/I>V 则 %c[by ②计算应力值环数 #b:8-Lt:M N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) TfMuQ i'> =1.4425×10h .F9>|Xx[ N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) :H6Ipa ③查得:K=0.93 K=0.96 r..\(r ④齿轮的疲劳强度极限 ^;N+"oq!y 取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: d!8`}L:=M []==0.93×550=511.5 UnGG% MOdodyG []==0.96×450=432 faThXq8B 许用接触应力 qbmy~\ZY u=A&n6Q[Vo ⑤查课本表3-5得: =189.8MP [CJ&Yz Ji =1 fH>]>2fS T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 u3Ua>A- =4.47×10N.m S's\M5 3.设计计算 *l^h;RSx ①小齿轮的分度圆直径d ?> }bg R9~%ORI#; =46.42 _a^%V9t ②计算圆周速度 q*,];j/>k 1.52 }h>QkV,{2 ③计算齿宽b和模数 eXUXoK=T 计算齿宽b Zn|vT&:Hg b==46.42mm h`,dg%J*B 计算摸数m NFv9%$l- 初选螺旋角=14 B<x)^[ <v = L+bU~N,+A ④计算齿宽与高之比 t(}\D]mj 齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 '*|Wi}0R =46.42/4.5 =10.32 # KK>D?.: ⑤计算纵向重合度 =.f]OWehu. =0.318=1.903 /X{:~*.z ⑥计算载荷系数K ng^`s}?o 使用系数=1 Rcfh*"k 根据,7级精度, 查课本得 s9?klJg 动载系数K=1.07, Tt<Ry'Z$3 查课本K的计算公式: 9U^jsb<St> K= +0.23×10×b t?iCq1 =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 weYP^>gH' 查课本得: K=1.35 G BV]7. 查课本得: K==1.2 vE^Hk!^ 故载荷系数: IMpEp}7 K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 f =B)jYI ⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 ^W{+?q' d=d=50.64 KFvNsqd ⑧计算模数 xQT`sK+ = a39Kl_\ 4. 齿根弯曲疲劳强度设计 T}jryN;J5 由弯曲强度的设计公式 615, P/ ≥ icOh/G=N; `9SuDuw;s ⑴ 确定公式内各计算数值
3XjM@D ① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m h/W@R_Y 确定齿数z `D6Bw=7 因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 X!Xl 传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 "9:1>Gr{G Δi=0.032%5%,允许
T.]+T[}! ② 计算当量齿数 sluR@[l z=z/cos=24/ cos14=26.27 OQIQ z=z/cos=144/ cos14=158 CA, &R<] ③ 初选齿宽系数 RoFy2A=_ 按对称布置,由表查得=1 >vF=}1_L ④ 初选螺旋角 r~N0P|Tq 初定螺旋角 =14 bX23F? ⑤ 载荷系数K GSj04-T" K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 tG+ E'OP ⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y ?{ns1nW: 查得: PBc.}TSGj 齿形系数Y=2.592 Y=2.211 `VM@-;@w 应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 l$=Y(Xk R]L|&{ ⑦ 重合度系数Y W7r1!/ccj 端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 Z6#}6Y{ =arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 z'GYU= =14.07609 <1cYz\/!M 因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 O:3LA-vA ⑧ 螺旋角系数Y zcnp?% 轴向重合度 =1.675, 1$vsw Y=1-=0.82 K"B2
SsC =QXLr+
y@ ⑨ 计算大小齿轮的 H*BzwbM? 安全系数由表查得S=1.25 /X>Fn9mM 工作寿命两班制,8年,每年工作300天 `&xo;Vnc 小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 ]"Z*Hq
z 大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 cD5c&+,&I 查课本得到弯曲疲劳强度极限 @5jJoy(mX@ 小齿轮 大齿轮 ]Ng K(IU 7/%{7q3G> 查课本得弯曲疲劳寿命系数: bAS('R;4 K=0.86 K=0.93 6Tjj++b(* uSh!A 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 <J" 7ufHSQ []= w],+l N; []= 6B>1"h%Wf ocOzQ13@Y 0*0]RC5? 大齿轮的数值大.选用. ,5`pe%W7 *[K\_F?^h ⑵ 设计计算 )bN|*Bw3 计算模数 \l)<NZ\ #'m&<g, p!5=1$ 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: 5=]q+&y\H lYEMrr!KQw z==24.57 取z=25 |L|)r)t baJ(Iy$XT 那么z=5.96×25=149 aBv3vSq>Q 1haNca_6, ② 几何尺寸计算 T1'8<pJ^ 计算中心距 a===147.2 ZuF"GNUC 将中心距圆整为110 HRP4"#9R )9LlM2+y 按圆整后的中心距修正螺旋角 ,9jq
@_ ?z,^QjQ} =arccos S
ykblP37 =D88jkQe" 因值改变不多,故参数,,等不必修正. fNjxdG{a a|aRUxa0" 计算大.小齿轮的分度圆直径 R1$O )A}k F-K=Otj d==42.4 :6R0=oz 2p'ujAK d==252.5 Bc1[^{`bq^ %g1{nGah 计算齿轮宽度 P=v 0|Y*q| I{>U 7i
5 B= (Ic{C5' Ut"~I)S{LT 圆整的 $x_6
.AOZ, Lbb{ z 大齿轮如上图: dMkDNaH, FCO5SX#-g Vf?+->-?{ XP#j9CF#. 7.传动轴承和传动轴的设计 Om
#m": Q.SLiI
1. 传动轴承的设计 fa#xEWaFr ]WZ_~8 ⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 />1Ndj P1=2.93KW n1=626.9r/min "$)Nd+ny T1=43.77kn.m nsO! ⑵. 求作用在齿轮上的力 :|%dV}j 已知小齿轮的分度圆直径为 k&Z3v. d1=42.4 wk
@-O}W 而 F= _3_d;j#G U F= F BLc&q) MD ETAd F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N c*0pF=3 SCbN(OBN! w[g(8#* ;Y:_}kN8_ ⑶. 初步确定轴的最小直径 Co e
q< 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 ,SEC~)L $|0_[~0-n G01 J1Ll} Vp3r 从动轴的设计 Y6LoPJ Z7 \gj` 求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, KIt:ytFx P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M \9[_* ⑵. 求作用在齿轮上的力 v0pyyUqS 已知大齿轮的分度圆直径为 \etuIFQ#U d2=252.5 "T>74bj_|Q 而 F= OyTE d5\3 F= F Q)"L 8v
v `o7m)T') F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N ` oBlv S<RJ46 We^!(G YyI4T/0s_ ⑶. 初步确定轴的最小直径 R-xWZRl> 先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 D9OI",h ,~;_- 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 "2cJ'n/L 查表,选取 Fi8'3/q-^ )ZkQWiP- 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 FcR(uv< 选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 gHU/yi!T Kv**(~FNnH ⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 oBVYgv) 为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 g[P.lpi{U CuE>=y-"I 初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. _J<^'w^;% Vq)6+n8o D B 轴承代号 /.leY$ 45 85 19 58.8 73.2 7209AC D@[Mk"f 45 85 19 60.5 70.2 7209B 2LpJ xV 50 80 16 59.2 70.9 7010C P#`Mg@. 50 80 16 59.2 70.9 7010AC k!/"J
; u&Ze$z 6#NptXB kYxb@Zn=| *G{%]\s? 对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 FB<#N+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, MMs#Y1dH 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. -Fcg}\9 j(j o8 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. 2FHWOy
/N@ 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, #q2cVN1 高速齿轮轮毂长L=50,则 n-q W}6(; tI L=16+16+16+8+8=64 INQ0h `T 至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. } $:uN `N0Mm7 5. 求轴上的载荷 *&VH!K#@{ 首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, k(Z+(Y'{q~ 查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. "*o54z5" FI,>v` XW!a?aLNX & i,on6 Vmj7`w& OoKzPePWji m>4jRr6sF np|3 os :[#g_*G@p \79KU 2#z 6= M~A 传动轴总体设计结构图: lSw9e<jYO LM:|Kydp3 ]w!gv
/; t7 |uZHKK (主动轴) nBs%k!RR MB423{j 2UYtFWB9o 从动轴的载荷分析图: R["2kEF :+;AXnDM~ 6. 校核轴的强度 D3#/*Ky 根据 e%VJ:Dj == Kfnn; 前已选轴材料为45钢,调质处理。 j{,3! 查表15-1得[]=60MP Jd_w:H. 〈 [] 此轴合理安全 %1Gat6V<' 8>.l4:` 8、校核轴的疲劳强度. 4^1B'>I ⑴. 判断危险截面 rK%<2i 截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. eto3dJ!R ⑵. 截面Ⅶ左侧。 TK.a6HJG 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 J{$+\ 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 X+;F5b9z 截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 f$a%&X6"- 截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 td^2gjr^5 截面上的弯曲应力 Q+/:5Z
C jbQ2G|:Q 截面上的扭转应力 reml|!F-) == 2kV[A92s 轴的材料为45钢。调质处理。 0raVC=[ 由课本得: .5+*,+- JlAUie8 因 %FnaS
u 经插入后得 @
mm*S:Gt# 2.0 =1.31 <b!ieK?\F3 轴性系数为 "@!z+x[8 =0.85 G1MuH%4 K=1+=1.82 4HlOv%8 K=1+(-1)=1.26 b#0y-bR 所以 l!f/0Rx5 }^uUw& 综合系数为: K=2.8 d=%:rLm$ K=1.62 kR%bdN 碳钢的特性系数 取0.1 o)'u%m 取0.05 frS1<+ 安全系数 p2}$S@GD S=25.13 9"_JiX~3 S13.71 q;3,}emg ≥S=1.5 所以它是安全的 Gv[W)+3f 截面Ⅳ右侧 (j8tdEt 抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 |K?fVL [\CQ_qs| 抗扭系数 =0.2=0.2=25000 /0QGU4= fq/F|c 截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 =jdO2MgSg* f!;i$Oif 截面Ⅳ上的扭矩为 =295 rDkAeX0 截面上的弯曲应力 }J .f
5WaG 截面上的扭转应力 d;&'uiS ==K= "pq#A* K= A0.)=q 所以 <mlQn?u 综合系数为: AfKJaDKf K=2.8 K=1.62 JDv7jy 碳钢的特性系数 'U]= T< 取0.1 取0.05 /km^IH 安全系数 TkhbnO g6 S=25.13 BMU}NZA S13.71 0'O; H[nrl ≥S=1.5 所以它是安全的 ]xQPSs_ u`Djle 9.键的设计和计算 6'W79 =O~1L m; ①选择键联接的类型和尺寸 {snLiCl 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. .>>@q!!s! 根据 d=55 d=65 lZCvH1&" 查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 .!0),KmkK b=20 h=12 =50 iRo UM.% B&A4-w v ②校和键联接的强度 8'J>@ uW 查表6-2得 []=110MP 5sC{5LJzC 工作长度 36-16=20 FT73P0!8. 50-20=30 jPYed@[+ ③键与轮毂键槽的接触高度 uRG0}>]|U K=0.5 h=5 BDZB;DPb K=0.5 h=6 s]`&9{=E 由式(6-1)得: K^t M$l\ <[] {EbR
= <[] p?X.I]=vRv 两者都合适 rz+G]J 取键标记为: )c5M;/s 键2:16×36 A GB/T1096-1979 YIb5jK` 键3:20×50 A GB/T1096-1979 UK+;/Mtg 10、箱体结构的设计 o%h"gbvMY! 减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, JC`|GaUy 大端盖分机体采用配合. WwbExn< @B5@3zYs 1. 机体有足够的刚度 )hK5_]"lmj 在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 CJg & bO1J#bcZ 2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 :bwdEni1P /S1EQ%_ 因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm * #e%3N05_ 为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 EU]{S=T ,@%1q)S?A 3. 机体结构有良好的工艺性. r~F T, 铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. W%b<(T;
0z/tceW'F 4. 对附件设计 Lx,"jA/ A 视孔盖和窥视孔 q,VJpqQ 在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 53P\OG^G` B 油螺塞: !uLAW_~ 放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 nlXg8t^G C 油标: 9>u2;
'Ls 油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 K+Q81<X~ 油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. PXm{GLXRS; CCfuz & D 通气孔: soW. 由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. dsX{5 E 盖螺钉: KCJ zE> 启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 r4dG83qg 钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. ,)'!E^n F 位销: |M#b`g$JO, 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. "5%G[MB G 吊钩: '?t]iRCeI7 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. !I]fNTv< #9}KC 9f 减速器机体结构尺寸如下: *CA|}l \lCr~D5 名称 符号 计算公式 结果 *$/7;CLq 箱座壁厚 10 0vmMNF 箱盖壁厚 9 -VD[iH 箱盖凸缘厚度 12 G%S=K2v 箱座凸缘厚度 15 qqT6C%Q`kG 箱座底凸缘厚度 25 T[U&Y`3g 地脚螺钉直径 M24 U`K5 DZ~ 地脚螺钉数目 查手册 6 &WN4/=QW-J 轴承旁联接螺栓直径 M12 ?VEJk,/k 机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 kLMg|48fdI 轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 su j? e6 视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 3ag*dBbs 定位销直径 =(0.7~0.8) 8 uljd)kLy4O ,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 9X,dV7 yW 22 U4%d# 18 :-.R*W ,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 \hQ[5> 16 wX8T;bo& 外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 Hq$AF 大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 jIK*psaV 齿轮端面与内机壁距离 > 10 [%YA42_`LD 机盖,机座肋厚 9 8.5 :N\*;> 轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) Z}f$KWj 150(3轴) H:#b(&qw2 轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) sI/Hcm 150(3轴) tS#EqMf&o w4:S>6X 11. 润滑密封设计 d{hbgUSj 1d7oR`qr 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. {2R b^K 油的深度为H+ gZ
H=30 =34 b=:AFs{ 所以H+=30+34=64 !~04^( 其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 yY4*/w7*j4 hdW",Bf' 密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 uT8/xNB! 凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 $6XSW 密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 # ,u7lAz 大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 upQ:C>S Ah='E$t 12.联轴器设计 A`Z!=og= %'"#X?jk1 1.类型选择. `/f9
mn 为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 (WR&Vt4R | |