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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 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 "`gZ y)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 |FV qX  
     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]  
     >6834e  
1.传动装置总体设计方案: )&!@O$RS8(  
Cj\+u\U#  
    1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 v+bjC  
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, b<78K5'  
要求轴有较大的刚度。 H[k3)r2  
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 "Am0.c/  
其传动方案如下: ioCkPj  
         CyDf[C)=  
图一:(传动装置总体设计图) 8'Bl=C|0X  
lj*913aFh  
    初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 <OfzE5  
     选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 BXw,Rz }  
     传动装置的总效率 |Z|xM  
        η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; w=o m7%J@l  
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, x%ag.g2I  
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, =e{KtX.  
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 K05Y;URbd  
''Ec-b6Q-  
  2.电动机的选择 V46[whL%r  
.: ;Hh~  
    电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, >&Q. .`q  
    经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, yP]W\W'  
    则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 &YKzK)@  
     Q9zpX{JT  
    综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, zN JyF;3  
     vqZM89 xY  
    选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 tah%jRfT&  
     y'/9KrV T  
    额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 "*\3.`Kd  
                                                  7/!C  
G_4P)G3H  
方案    电动机型号    额定功率 # |[@Due  
P 'p]qN;`'O$  
kw    电动机转速 EQO7:vb  
    电动机重量 .tsB$,/  
N    参考价格 *3Z#r  
元    传动装置的传动比     @Qozud\?  
            同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     \>7-<7+I6  
1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     !iOu07<n&D  
  ITUl -L4xE  
   中心高 ~J:lC u  
        外型尺寸 (oEA)yc|  
L×(AC/2+AD)×HD        底脚安装尺寸A×B    地脚螺栓孔直径K    轴伸尺寸D×E        装键部位尺寸F×GD     `Db}q^mQ  
    132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     qrYeh`Mv  
?=rh=#  
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 TY?io@  
(@ sKE  
(1)       总传动比 tRCd(Z,WY  
    由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 t]%R4ymV  
    (2)       分配传动装置传动比 J<@]7)|U  
    =× }C#d;JC  
    式中分别为带传动和减速器的传动比。 ohk =7d.'  
    为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 n//a;m  
4.计算传动装置的运动和动力参数 C( ;7*]  
(1) 各轴转速 <:-&yDh u  
  ==1440/2.3=626.09r/min I =pdjD  
  ==626.09/5.96=105.05r/min m:CpDxzbf  
(2) 各轴输入功率 gk%ye&:f  
    =×=3.05×0.96=2.93kW =&GV\ju  
  =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW ABGL9;.8  
    则各轴的输出功率:   UU`qI}Ys8F  
=×0.98=2.989kW 6fyW6xv[,  
=×0.98=2.929kW ,fFJSY^  
各轴输入转矩  I9 m  
   =××  N·m W>Kn *Dy8~  
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· cG6+'=]3<  
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m r; !us~  
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m 4R6 .GO  
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m 5GP' cE  
=×0.98=242.86N·m s]OXB {M  
运动和动力参数结果如下表 m%puD 9  
轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     C%"@|01cO  
    输入    输出    输入    输出         \g/E4U .+  
电动机轴        3.03        20.23    1440     2=RDAipf59  
1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     `mVH94{+I  
2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     P) #rvTDRw  
\W!<xE  
5、“V”带轮的材料和结构 &(0);I@fc  
  确定V带的截型 je\UfEo%  
      工况系数     由表6-4                         KA=1.2 ` (<>`  
       设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 ~8K~@e$./  
      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 ~ nIZ g5  
        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$y  
        包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 4CqZvd C  
        带长修正系数             由表6-2       KL=1 _IGQ<U<z  
         quR':=S5f  
     V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 {k>m5L  
                             MLJ8m  
                       取Z=2 i^(0,L  
V带齿轮各设计参数附表 tfsG P]9$  
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     t C&Xm}:  
i/->g:47P  
3. 各轴输入功率 P nWh?zf#{  
    (kw)        (kw)     hFKYRZtP.8  
    2.93       2.71     r$+9grm<  
E: %%Dm  
4. 各轴输入转矩 T ,]+6kf5  
    (kN·m)        (kN·m)     edch'H^2+P  
43.77        242.86     15870xS  
Z)HQlm  
5. 带轮主要参数 mZORV3bN  
小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         \Ew2@dF{O  
    中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     1m&(3% #{  
带的根数z     4Hu.o7  
    160        368        708        2232        B        2     #fwG~Q(  
- Q,lUP  
6.齿轮的设计 3)=$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) TfMuQi'>  
    =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 U nGG%  
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$3  
查课本K的计算公式: 9U^jsb<St>  
K= +0.23×10×b t?iCq1  
  =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 weYP^>gH'  
查课本得: K=1.35 G BV]7.  
查课本得: K==1.2 vE^Hk!^  
故载荷系数: I MpEp}7  
    K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 f =B)jYI  
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 ^W{+?q'  
    d=d=50.64 K FvNsqd  
    ⑧计算模数 xQT`sK+  
    = a 39Kl_\  
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 T}jryN;J5  
    由弯曲强度的设计公式 615, P/  
    ≥ icOh/G=N;  
`9SuDuw;s  
⑴   确定公式内各计算数值 3XjM@D  
    ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m h/W@R_Y  
         确定齿数z `D6Bw=7  
    因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 X!Xl  
    传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 "9:1>Gr{G  
    Δi=0.032%5%,允许 T.]+T[}!  
    ②      计算当量齿数 sluR @[l  
    z=z/cos=24/ cos14=26.27  OQIQ   
    z=z/cos=144/ cos14=158 CA, &R <]  
    ③       初选齿宽系数 RoFy2A=_  
     按对称布置,由表查得=1 >vF=}1_L  
    ④       初选螺旋角 r~N0P|Tq  
    初定螺旋角 =14 bX23F?  
    ⑤       载荷系数K GSj04-T"  
    K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 tG+ E'OP  
    ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y ?{ns1nW:  
    查得: PBc.}TSGj  
    齿形系数Y=2.592  Y=2.211 `VM@-;@w  
     应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 l$=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$vsw  
    Y=1-=0.82 K"B2 SsC  
     =QXLr+ y@  
    ⑨       计算大小齿轮的 H*BzwbM?  
 安全系数由表查得S=1.25 /X>Fn9 mM  
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 `&xo;Vnc  
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 ]"Z*Hq z  
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 cD5c&+,&I  
    查课本得到弯曲疲劳强度极限                   @5jJoy(mX@  
    小齿轮     大齿轮 ]NgK(I U  
7/%{7q3G>  
   查课本得弯曲疲劳寿命系数: bAS('R;4  
    K=0.86        K=0.93   6Tjj++b(*  
uSh!A  
     取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 <J" 7ufHSQ  
      []= w],+lN;  
      []= 6 B>1"h%Wf  
       ocOzQ13@Y  
       0*0]R C5?  
        大齿轮的数值大.选用. ,5`pe%W7  
     *[K\_F?^h  
⑵   设计计算 )bN|*Bw3  
     计算模数 \l)<NZ\  
#'m&<g,  
p!5= 1$  
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$XT  
那么z=5.96×25=149           aBv3vSq> Q  
  1haNca_6,  
②   几何尺寸计算 T 1'8<pJ^  
    计算中心距     a===147.2 ZuF"GNUC  
将中心距圆整为110 HRP4"#9R  
)9LlM2+y  
按圆整后的中心距修正螺旋角 ,9jq @_  
?z,^QjQ}  
=arccos S ykblP37  
=D88jkQe"  
因值改变不多,故参数,,等不必修正. fNjxdG{a  
a|aRUxa0"  
计算大.小齿轮的分度圆直径 R1$O)A}k  
     F-K=Ot j  
    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{>U7i 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)  
MDETAd  
     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  
$|0_[~0-n  
G01J1Ll}  
             Vp3r  
     从动轴的设计 Y6LoPJ  
       Z7 \gj`  
        求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, KIt:ytFx  
            P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M \9[_*  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 v0pyyUqS  
    已知大齿轮的分度圆直径为 \etuIFQ#U  
        d2=252.5 "T>74bj_|Q  
而  F= OyTEd5\3  
     F= F Q)"L8v v  
`o7m)T')  
     F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N ` oBlv  
S<RJ46  
We^! (G  
Y yI4T/0s_  
⑶.   初步确定轴的最小直径 R-xWZRl>  
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 D9OI ",h  
,~ ;_ -  
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 "2cJ'n/L  
查表,选取 Fi8'3/q-^  
)ZkQWiP-  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 FcR(uv<  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 gHU/yi!T  
Kv**(~FNnH  
⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 oBVYgv)  
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与  。 g[P.lpi{U  
CuE>=y- "I  
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. _J<^'w^;%  
Vq)6+n8o  
            D        B                轴承代号     /.leY$  
   45        85        19        58.8    73.2    7209AC     D@[Mk"f  
   45        85        19        60.5    70.2    7209B     2LpJxV  
   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, #q2 cVN1  
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. } $:uN  
`N 0Mm7  
5.    求轴上的载荷   *&VH!K#@{  
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, k(Z+(Y'{q~  
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. "*o54z5"  
FI,>v`  
XW!a?aLNX  
& i,on6  
Vmj7`w&  
OoKzPePWji  
m>4jRr6sF  
np|3 os  
:[#g_*G@p  
     \79KU   
2#z6=M~A  
传动轴总体设计结构图: lSw9e<jYO  
     LM:|Kydp3  
                             ]w!gv /;  
t7|uZHKK  
                             (主动轴) nBs%k!RR  
MB42 3{j  
2UYtFWB9o  
        从动轴的载荷分析图: R["2kEF  
:+;AXnDM~  
6.     校核轴的强度 D3#/*Ky  
根据 e %VJ:Dj  
== Kfnn;  
前已选轴材料为45钢,调质处理。  j{,3!  
查表15-1得[]=60MP Jd_w:H.  
〈 []    此轴合理安全 %1Gat6V<'  
8>.l4:`  
8、校核轴的疲劳强度. 4^1B'>I  
⑴.   判断危险截面 rK%<2i  
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ  B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. eto3dJ!R  
⑵.  截面Ⅶ左侧。 TK.a6HJG  
抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 J{$+\  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 X+;F5b9z  
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 f$a%&X6"-  
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 td^2gjr^5  
截面上的弯曲应力 Q+/:5Z C  
jbQ2G|:Q  
截面上的扭转应力 reml|!F-)  
== 2kV[A92s  
轴的材料为45钢。调质处理。 0ra VC=[  
由课本得: .5+*,+-  
           JlAUie8  
因             %FnaS u  
经插入后得 @ mm*S:Gt#  
2.0         =1.31 <b!ieK?\F3  
轴性系数为 " @!z+x[8  
       =0.85 G1MuH%4  
K=1+=1.82 4HlOv % 8  
    K=1+(-1)=1.26 b#0y-bR  
所以               l!f/0Rx5  
}^uUw&   
综合系数为:    K=2.8 d=%:rLm$  
K=1.62 kR%bdN  
碳钢的特性系数        取0.1 o)'u%m  
   取0.05 fr S1<+  
安全系数 p2}$S@GD  
S=25.13 9"_JiX~3  
S13.71 q;3,}emg  
≥S=1.5    所以它是安全的 G v[W)+3f  
截面Ⅳ右侧 (j8tdEt  
抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 |K?fVL  
[\CQ_qs|  
抗扭系数   =0.2=0.2=25000 /0QGU4=  
fq/F| c  
截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 =jdO2MgSg*  
f!;i$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: AfKJa DKf  
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^tM$l\  
           <[] {EbR =  
           <[] p?X.I]=vRv  
    两者都合适 rz+G]J  
    取键标记为: )c5 M;/s  
               键2:16×36 A GB/T1096-1979 YIb5jK `  
    键3:20×50 A GB/T1096-1979 UK+;/Mtg  
10、箱体结构的设计 o%h"gbvMY!  
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, JC`|GaUy  
大端盖分机体采用配合.  WwbE xn<  
@B5@3zYs  
1.   机体有足够的刚度 )hK5_]"lmj  
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度  CJg &  
bO1J#bcZ  
2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 :bwdEni1P  
/S1EQ%_  
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm *#e%3N05_  
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 EU]{S=T  
,@%1q)S?A  
3.   机体结构有良好的工艺性. r~F T,  
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. W%b<(T;  
0z/tceW'F  
4.   对附件设计 Lx,"jA/  
A  视孔盖和窥视孔 q,V JpqQ  
在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 53P\OG^G`  
B  油螺塞: !uLAW_~  
放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 n l Xg8t^G  
C  油标: 9>u2; 'Ls  
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 K+Q81<X~  
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. PXm{GLXRS;  
CCfuz&  
D  通气孔: soW.  
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. dsX{  5  
E  盖螺钉: K CJ zE>  
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 r4dG83qg  
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. ,)'!E^n  
F  位销: |M#b`g$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     *$/7;CLq  
箱座壁厚                10     0vmMNF  
箱盖壁厚                9     -VD[iH  
箱盖凸缘厚度                12     G%S=K2 v  
箱座凸缘厚度                15     qqT6C%Q`kG  
箱座底凸缘厚度                25     T[U&Y`3g  
地脚螺钉直径                M24     U`K5 DZ~  
地脚螺钉数目        查手册        6     &WN4/=QW-J  
轴承旁联接螺栓直径                M12     ?VEJk,/k  
机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     kLMg|48fdI  
轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     suj? e6  
视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     3ag*dBbs  
定位销直径        =(0.7~0.8)        8     uljd)kLy4O  
,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 9X,dV7 yW  
    22 U4%d #  
    18     :-.R*W  
,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 \hQ[5>  
    16     wX8T;bo&  
外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     Hq$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{hb gUSj  
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&Vt4Rh  
2.载荷计算. cE/7B'cR  
公称转矩:T=95509550333.5 UAnq|NJO  
查课本,选取 gZ%B9i:  
所以转矩   /'QNlP[L;  
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 SOE#@{IXBa  
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm \o?zL7  
ED"@!M`1  
四、设计小结 ?Vb=W)Es  
    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。 Ljq/f& c  
    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。 }C/u>89%q  
五、参考资料目录 sDK lbb  
[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; +G"=1sxJ  
[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; <wFR%Y/j  
[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; v{i'o4  
[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; nj!)\U  
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 >J[g)$,  
[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; -\6tVF11z  
[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? ^b~&}uU  
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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