机械设计基础课程设计任务书 $9`#p/V
ooVs8T2
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 M8~3 0L
<MbhBIejr
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) "Wj{+|f
GeP={lj
目 录 Wq4<9D
:IZAdlz[@
一 课程设计书 2 <L]Gk]k_R
/9pxEidVAS
二 设计要求 2 N0p6xg~
b$b;^nly
三 设计步骤 2 /wLBmh1"
Y!L-5|G
1. 传动装置总体设计方案 3 86=W}eV1r
2. 电动机的选择 4 pT|s#-}
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 6.)ug7aF
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 O(/~cQ
5. 设计V带和带轮 6 Tdcc<T
6. 齿轮的设计 8 5?^#v
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 >Hnm.?-AWl
8. 键联接设计 26 &x1A{j_
9. 箱体结构的设计 27 4:/V|E\D
10.润滑密封设计 30 GURiW42
11.联轴器设计 30 xqX3uq
;M.Q=#;E
四 设计小结 31 t1w]L
五 参考资料 32 o-@01_j
1b3 a(^^E
一. 课程设计书 46g0
e
设计课题: %C/p+Tg
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 =6~
表一: BaQyn 6B
题号 \x-2qlZ
Z+v,o1
参数 1 4H6Fq*W{k
运输带工作拉力(kN) 1.5 KVOV<uDCj
运输带工作速度(m/s) 1.1 0I.KHIBk
卷筒直径(mm) 200 Ca0sm
&\9%;k
二. 设计要求 ?+Gt?-! 5q
1.减速器装配图一张(A1)。 xS 1|t};
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 r,JQR)l0@V
3.设计说明书一份。 Z9DfwWI2nu
` Tap0V
三. 设计步骤 jkL=JAcf~
1. 传动装置总体设计方案 *<sc[..)
2. 电动机的选择 K80f_iT5
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 I#2$CSJ
4. 计算传动装置的运动和动力参数 +bE{g@%@+
5. “V”带轮的材料和结构 R$awo/'^
6. 齿轮的设计 /F;2wT;
7. 滚动轴承和传动轴的设计 Q/SO%E`E
8、校核轴的疲劳强度 >+J}mo=*
9. 键联接设计 *F1TZ_GS
10. 箱体结构设计 e8<}{N0,n
11. 润滑密封设计 }!_z\'u
12. 联轴器设计 _]zX W
@4y?XL(n
1.传动装置总体设计方案: F- -g?Q^
3WP\MM
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 $sY'=S
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, "Ol:ni1
要求轴有较大的刚度。 SEM?vQ
0"}
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|zavH#P
其传动方案如下: #//xOL3J
HDV-qYD|O~
图一:(传动装置总体设计图) nms[No?
Hl}lxK,]
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 2H%lN`
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 av!;k2"
传动装置的总效率 71@eJQ
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; )zxb]Pg+
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, pL,XHR@Iv
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率,
?^Aj\z>
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 :4zu.
6]iU-k0b
2.电动机的选择 , ~
1+MZ=
Led\S;pl
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, UE^o}Eyg
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, @.7/lRr@bp
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。 /[_aK0U3
82@^vX
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, Gl>\p
Q!q6R^5!K
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 {3
O(I^:_eH
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 $=.%IJ_MAz
u~OlJ1V
t[TM\j0jW
方案 电动机型号 额定功率 6agq^wI
P JxinfWk
kw 电动机转速 _S{TjGZ&
电动机重量 \H .Cmm^I
N 参考价格 `"65 _?B i
元 传动装置的传动比 T!]rdN!
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 =J1V?x=l@
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 =
zmxki
KNmU2-%l
中心高 {Lal5E4-
外型尺寸 Q`*U U82!
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD -]^JaQw
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 [TA.|7&
E "=4(
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 SY5}Bu#
OvT[JpV
(1) 总传动比 = vqJ0 !
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 ke2dQ^kc4
(2) 分配传动装置传动比 )ItABl[{
=× R|*0_!O:[
式中分别为带传动和减速器的传动比。 A4,%l\di<
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 .bY>++CAPA
4.计算传动装置的运动和动力参数 We$
n
(1) 各轴转速 !@lx|=#
==1440/2.3=626.09r/min /lR*ab
==626.09/5.96=105.05r/min ^S`hKv&87
(2) 各轴输入功率 i&H^xgm
=×=3.05×0.96=2.93kW 'nPI
zK<v
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW B0yJ9U= Fj
则各轴的输出功率: iT&4;W=72~
=×0.98=2.989kW s3sRMB2
=×0.98=2.929kW )&T 5/+
各轴输入转矩 Jw5@#j
=×× N·m O>~@>/#
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· EHq;eF
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m wL~A L
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m W#U|;@"
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m 3:xx:Jt
=×0.98=242.86N·m }IWt\a<d
运动和动力参数结果如下表 +JYb)rn$^
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min Wi=zu[[qc
输入 输出 输入 输出 H<!q@E
;
电动机轴 3.03 20.23 1440 2'=)ese
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 Vj4 h#NN$
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 w-JWMgY8w
n@tt.n!{l
5、“V”带轮的材料和结构 1|8Bv0-b
确定V带的截型 Psf'^42(v
工况系数 由表6-4 KA=1.2 ^[SW07o~
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 \%r0'1f
V带截型 由图6-13 B型 ,gk'8]
<xSh13<
确定V带轮的直径 d1_kw
A2y
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm
;@k=9o]A
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s
kntY2FM
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm 5 ph CEKt;
{HY3E}YJL
确定中心距及V带基准长度 ]h1.1@ >xc
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 ].d%R a:{
360<a<1030 7WH'GoBh
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm nGWy4rY2S
\(7A7~
初定V带基准长度 9O&m7]3
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm EGI$=Y
e46`"}r
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm ]#4kqj}
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm nHeJ20
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 j]&Qai~}Y
C.ynOo,W
确定V带的根数 !pU^?Hy=
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw Z[VrRT,\c
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 Jc?zX8>Ae:
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 i 1w]j
带长修正系数 由表6-2 KL=1 (KN",u6F
XM5)|D
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 B &B4 P
:0(^^6Q\
取Z=2 _)<5c!
V带齿轮各设计参数附表 DjaXJ?'
@TW:6v`
各传动比 zQ:nL*X'Z"
/,uxj5_cT
V带 齿轮 Zs t)S(
2.3 5.96 HOu$14g
g&$5!ifgi
2. 各轴转速n H0tu3Pqk
(r/min) (r/min) !21G$[H
626.09 105.05 c}$>UhLe
=Bc{0p*
3. 各轴输入功率 P G6{PrV#
(kw) (kw) kD+#| f
2.93 2.71 tk-)N+M.
QZ(O2!Mg
4. 各轴输入转矩 T &k| EG![
(kN·m) (kN·m) %"c;kvw
43.77 242.86 Uu+ibVM$
;
Yc\O:Qq
5. 带轮主要参数 indbg
d
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) %4rlB$x
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 +%[,
m&
带的根数z WwoT~O8R
160 368 708 2232 B 2 gA_oJW4_
D1deh=
6.齿轮的设计 |UlR+'rl
Fv,c8f
(一)齿轮传动的设计计算 ik?IC$*n3i
0=7Ud<
齿轮材料,热处理及精度 (&)uWjq
`
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 a'-xCV|^
(1) 齿轮材料及热处理 R~A))4<%%
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 >cjxu9Vr1K
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 LjGLi>kI~
② 齿轮精度 ZTqt 4H
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 H/[(T%]o
S.iUiS"
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 kz1Z K
按齿面接触强度设计 wp8-(E^
tMU10=d
确定各参数的值: B
(h`~pb
①试选=1.6 gjK: a@{
选取区域系数 Z=2.433 HW_2!t_R
-$%~EY}
则 yTbtS-
②计算应力值环数 [Z'4YXS
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) aB G*
=1.4425×10h *a_QuEw_k
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) /;Cx|\
③查得:K=0.93 K=0.96 Z$Ps_Ik
④齿轮的疲劳强度极限 ;CL^2{
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: uVZm9Sp
[]==0.93×550=511.5 <.lN'i;(
@:'E9J06
[]==0.96×450=432 biV|W@JM
许用接触应力 "lA$;\&
c}=[r1M*
⑤查课本表3-5得: =189.8MP NJ}xqg
=1 Tnf&32IA
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 @$QtY(a
=4.47×10N.m tx3p,
X
3.设计计算 n#GHa>p.-
①小齿轮的分度圆直径d \n#l+R23
bDw\;bnG
=46.42 [sPLu)q2
②计算圆周速度 \q-["W34
1.52 |SJ%Myy
③计算齿宽b和模数 Y'6P ~C;v
计算齿宽b ONcS,oHW
b==46.42mm j\.pS^+
计算摸数m JKXIxw>q
初选螺旋角=14 sh<JB`^$(?
= HwMe^e;
④计算齿宽与高之比 =o"sBVj
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 y(K:,CI
=46.42/4.5 =10.32 #eI`l`}
⑤计算纵向重合度 5=MM^$QG
=0.318=1.903 2)^T[zHe
⑥计算载荷系数K aJNsJIY+
使用系数=1 uTrGb:^
根据,7级精度, 查课本得 ^&c|z35F
动载系数K=1.07, OHF:E44k
查课本K的计算公式: y3V47J2o
K= +0.23×10×b ol4!#4Y&{
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 IP1{gMG
查课本得: K=1.35 R&R{I/;i*.
查课本得: K==1.2 G! ryW4
故载荷系数: 6ozBU^n
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 <8Q?kj
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 Zf\It<zT5
d=d=50.64 @(tiPV
⑧计算模数 O
>&,h^
= 2-wvL&pi)
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 g5&,l
由弯曲强度的设计公式 <J1$s_^`
≥ ws}>swR,
MdNV3:[ \
⑴ 确定公式内各计算数值 BtWm ZaKi
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m kObgoMT<[
确定齿数z Vuo 8[h>
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 L@5g#mSl
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 PmE2T\{s!
Δi=0.032%5%,允许 m4T`Tg#P
② 计算当量齿数 h@?BA<'S
z=z/cos=24/ cos14=26.27 pe@/tO&I
z=z/cos=144/ cos14=158 h<2O+"^
③ 初选齿宽系数 ^Ul*Nm
按对称布置,由表查得=1 [+$o`0q;N?
④ 初选螺旋角 8|#p D4e
初定螺旋角 =14 (kI@U![u
⑤ 载荷系数K +4p gPv
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 d `+cNKf
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y ze%)fZI0f
查得: J$<g"z3
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 3UX} )mW
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 uO`YA]
Bx&wS|-) D
⑦ 重合度系数Y AfW9;{j&I
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 4q5bW+$Xj
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 Q|}Pc>ae
=14.07609 ddD $ 4+
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 ((%g\&D
⑧ 螺旋角系数Y {utIaMb]&v
轴向重合度 =1.675, Z66@@?`
Y=1-=0.82 7e-l`]
y/@.T\p
⑨ 计算大小齿轮的 $r=Ud >
安全系数由表查得S=1.25 FVcooV
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 K:eP Il{JE
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10
MoP0qNk
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 k/#& ]8(
查课本得到弯曲疲劳强度极限 0zAj.iG
小齿轮 大齿轮 aTy&"
P1
`-OM
查课本得弯曲疲劳寿命系数: VFMg$qv|_
K=0.86 K=0.93 =r:-CRq(
7L:$Amb_F
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 ^*]0quu=z
[]= k iCg+@nT
[]= q|%(47}z
29#;;n}p
v(t?d
大齿轮的数值大.选用. AT U
2\Y
|EaEdA@T
⑵ 设计计算 rX#}2
计算模数 cwxO|
.m
HJ*W3Mg
*5#Y[c
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: jibrSz
#9Z*.
z==24.57 取z=25 /*lSpsBn
bewi.$E{
那么z=5.96×25=149 &4yI]
|!)3[<.
② 几何尺寸计算 g<Sa{<0
计算中心距 a===147.2 ,g$N
将中心距圆整为110 U:E:"
:R<n{%~
按圆整后的中心距修正螺旋角 Rd5r~iT
#$Z|)i]w
=arccos @"H+QVJ@
-)aBS3
因值改变不多,故参数,,等不必修正. 16YJQ ue
s]r"-^eS3
计算大.小齿轮的分度圆直径 Dg@>d0FW
4y+]V~p
d==42.4 ge[+/$(1
#kV`G.EX
d==252.5 h"')D
q7wd9 6G:
计算齿轮宽度 It4J\S
^6ZA2-f/<8
B= n}yqpW!%n
b#.hw2?a`
圆整的 SN'LUwaMp!
+aV>$Y
大齿轮如上图:
8KW}XG
'@Y@H,
xUzSS@ot^
>"S'R9t
7.传动轴承和传动轴的设计 M,PZ|=V6a
t_WNEZW7f
1. 传动轴承的设计 56AaviE C
yKa}U!$
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 VWmZ|9Ri
P1=2.93KW n1=626.9r/min 7k:}9M~
T1=43.77kn.m t}`|\*a
⑵. 求作用在齿轮上的力 >ea<6&!Ee
已知小齿轮的分度圆直径为 ^^%sPtp
d1=42.4 pP)0 l
而 F= 'd1E~A
F= F +tOBt("5/
EZc!QrY
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N nKh._bvfX
:*6tbUp
DCmNxN
g{f1JTJ7
⑶. 初步确定轴的最小直径 HH2*12e
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 +8Zt<snG
7##nY3",^
"a6
wd
GOa](oD}
从动轴的设计 lb&tAl"D
p H?VM&x
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, OHqLMBW!!
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M 'sY>(D*CQ
⑵. 求作用在齿轮上的力 Hv<%_t_/
已知大齿轮的分度圆直径为 ?'$=G4y&?
d2=252.5 @k,u xe-
而 F= OsAXHjX}
F= F -(qoz8H5
Lz=nJn
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N oFHVA!lqe
<2ffcBv
1?)<*[
-Z<e`iFQS
⑶. 初步确定轴的最小直径 &m4
\"X@
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 _W]2~9
wQp,RpM
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 v(=fV/
查表,选取 s>"=6 gb
X!CLOHVAa
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 [lQp4xgxi
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 #'^p-Jdm
=1^Ru*G
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 c$?qN&X_K
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 。 27E6S)zv
bI@+Or
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. I4
Tc&b
TpZ) wC
D B 轴承代号 BYVp~!u
45 85 19 58.8 73.2 7209AC 7-w
+/fv
45 85 19 60.5 70.2 7209B ?Hf^&yo
50 80 16 59.2 70.9 7010C y*\ M7}](
50 80 16 59.2 70.9 7010AC GfJm&'U&
%6L!JN
_"a(vfl#
;#3!ZB:}
=a?l@dI]
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 p4W->AVv$
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, sryujb.,
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. K,|Gtaa~
h}z^NX
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. !;'U5[}8
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, =d7 lrx+z
高速齿轮轮毂长L=50,则 =35EG{W(
y= cBpC
L=16+16+16+8+8=64 @6
gA4h
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. VV?+q)
=^q:h<
5. 求轴上的载荷 0l.+yr}PE
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, # u^F B
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. 6N~~:Gt
cm-cwPAh
g}$]K!F
rA8neO)
xlgN}M
*FK!^Y
o*f7/ZP1o
\P}~ICZA
V`S6cmwdc\
8Th|'
`"zX<
传动轴总体设计结构图: +X
cB 5S>
pL.r
9T.
#2_phm'
ut& RKr3
(主动轴) cEve70MV
RQ9fA1YP
2!7wGXm~U
从动轴的载荷分析图: Cj_cu
9d#-;qV
6. 校核轴的强度 '2uQ
根据 T1M4@j
== .FqbX5\p,
前已选轴材料为45钢,调质处理。 wcsUb9(
查表15-1得[]=60MP BGLJ>zkq
〈 [] 此轴合理安全 d=xU
f`^
-zN*2T
8、校核轴的疲劳强度. a&.8*|w3
⑴. 判断危险截面 4@/[aFH
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. ;[ pyKh
⑵. 截面Ⅶ左侧。 UXDd8OJL
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 Rl.3p<sX
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 xo6-Y=c8
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 S,n*1&ogj
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 8nt:peJ$+
截面上的弯曲应力 DFVaZN?~
lDCoYX_
截面上的扭转应力 F.c,F R2
== ,l&Dt,
轴的材料为45钢。调质处理。 qg'RD]a> R
由课本得: B r`Xw^S
jXSo{
因 A%k@75V@
经插入后得 X4Q?]{
2.0 =1.31 +a"MSPC4w
轴性系数为 3-lJ] 7OT
=0.85 52C>f6w
K=1+=1.82 ;&s`g
K=1+(-1)=1.26 wta\C{{
所以 fp.,MIS
r[q-O&2&
综合系数为: K=2.8 |k^'}n
K=1.62 =Qsh3b&<P
碳钢的特性系数 取0.1 k9~NIvnB`
取0.05 ;Lu%v%BM
安全系数 CDK0 $W n
S=25.13 brl(7_2
S13.71 -iR}kP|
≥S=1.5 所以它是安全的 jdK~]eld=
截面Ⅳ右侧 0x4Xs
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 l"W9uS;\T
/$|C s
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 I
^?TabL
p3&/F=T;)
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 V\W?@V9g-
g1@zk$
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 dPc*!xrq
截面上的弯曲应力 4`I2tr
截面上的扭转应力 A0m
==K= Nv,1F
K= WldlN?[j
所以 )M<"YI)g
综合系数为: .__XOd}K
K=2.8 K=1.62 =ps3=D
碳钢的特性系数 F=7X,hK
取0.1 取0.05 A5S9F8Q/]
安全系数 O:IU|INq8
S=25.13 jV2L;APCq
S13.71 ]>tYU
≥S=1.5 所以它是安全的 5z~rl}`v
'Ybd'|t{}
9.键的设计和计算 (dd+wx't
|]1-ck!
①选择键联接的类型和尺寸 VUpa^R
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. _PLY<i2vr
根据 d=55 d=65 [CL.Xil=
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 E
(
b=20 h=12 =50 Bi;D d?.
Y,w'Op
②校和键联接的强度 IppzQ0'=y1
查表6-2得 []=110MP 9^6E>S{=
工作长度 36-16=20 O-J;iX }
50-20=30 "(zvI>A
③键与轮毂键槽的接触高度 K+ZJSfO6
K=0.5 h=5 GqMa|8j
K=0.5 h=6 M<s16
由式(6-1)得: 4QC"|<9R
<[] f4UnLig
<[] H=Scrvfx
两者都合适 :)o 4fOJ8
取键标记为: KJn@2x6LP
键2:16×36 A GB/T1096-1979 Jmrs@
键3:20×50 A GB/T1096-1979 $0$'co"
10、箱体结构的设计 *`2.WF@E)
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, BmR++ ?L
大端盖分机体采用配合. &|yQwNA*a"
3<}\{ jT
1. 机体有足够的刚度 %IrR+f+H
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 QZ?# ixvJ
2;Vss<hR4A
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 f++MH]I;
/kV3[Rw+
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 [Jv0^"]
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 JjA3G`m=
EQ
'L"
3. 机体结构有良好的工艺性. B7PkCS&X
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. I> <B6pIR
Hdvtgss!
4. 对附件设计 8Na.H::cZ
A 视孔盖和窥视孔 sZe$?k|
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
mhM
B 油螺塞: H#H@AY3Y
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。 >QyJRMY
C 油标: F.{{gpI
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 q^!_jMN5
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. ` 9;0Y
zs/4tNXw
D 通气孔: -55[3=#
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. ;f;A"
E 盖螺钉: eTg8I/)%B
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 aQ!QrTua-
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. o>|&k]W/
F 位销: d}D%%noIu
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. pK` 1pfih
G 吊钩:
NOY`1i
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. A]0A,A0
l5h+:^#M5c
减速器机体结构尺寸如下: Xir ERc.e
9S'u1%
名称 符号 计算公式 结果 E_q/*}]pE
箱座壁厚 10 r]q;>\T'
箱盖壁厚 9 G^r`)ND
箱盖凸缘厚度 12 D;nd_{%
箱座凸缘厚度 15 LZ#=Ks
箱座底凸缘厚度 25 ;R5@]Hg6q
地脚螺钉直径 M24 B":9C'tip
地脚螺钉数目 查手册 6 DWv(|gO
轴承旁联接螺栓直径 M12 1G}f83yR
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 0Q7teXRM
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 )Ehi8
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 6jw9p+.
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 R*[X. H
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 yv[3&E?
22 uzoI*aqk-s
18 zA%YaekJ
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 $-D}y:
16 ^VC/tJ
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 _0cCTQE
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 C/$bgK[ev
齿轮端面与内机壁距离 > 10 jJY{np
机盖,机座肋厚 9 8.5 Hs:0j$
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) SFu]*II;{
150(3轴) xzi_u.iOP
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) L<XAvg
150(3轴) A%[e<vj9
{EfA#{x
11. 润滑密封设计 ]OSq}ul
qX[{_$^Q
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. zif&