机械设计基础课程设计任务书 7[K3kUm[
l]Ym)QP
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 Y7I\<JG<
Gxxz4
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) T2tvU*[=
R(8?9-w
目 录 EQw7(r|v:
3-1a+7fD
一 课程设计书 2 ]ZW-`U MO
Q7d@+C
二 设计要求 2 v9KsE2Ei
(plT/0=^t
三 设计步骤 2 x%[NK[^&
?Pf#~U_
1. 传动装置总体设计方案 3 S;D]ym
2. 电动机的选择 4 XJy.xI>;
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 o61rTj
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 >El]5M7h7
5. 设计V带和带轮 6 gSj0+|
6. 齿轮的设计 8 G-R83Orl
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19
]w$cqUhM
8. 键联接设计 26 loE;q}^
9. 箱体结构的设计 27 K)+]as
10.润滑密封设计 30 M&gi$Qs[E
11.联轴器设计 30 '.>y'=
D`'Cnt/
四 设计小结 31 =K|#5p`
五 参考资料 32 >LN*3&W
0w< ilJ
一. 课程设计书 =VT\$
5A
设计课题: D&G?Klq
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 ~ISY( &
表一: 7sWe32
题号 qdmAkYUC
""|;5kJS4
参数 1 :=5X)10
运输带工作拉力(kN) 1.5 1w7XM0SHcn
运输带工作速度(m/s) 1.1 .}Ys+d1b9c
卷筒直径(mm) 200 q4G$I?4
d<HO~+9
二. 设计要求 V}7)>i$A
1.减速器装配图一张(A1)。 v&d'ABeT
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 R?/xH=u>
3.设计说明书一份。 h| `R[
[u^ fy<jdp
三. 设计步骤 ka ;=%*7T
1. 传动装置总体设计方案 #b:YY^{g_
2. 电动机的选择 A=Hv}lv
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 ^q0`eS
4. 计算传动装置的运动和动力参数 @uN+]e+3
5. “V”带轮的材料和结构 _8F;-7Sz
6. 齿轮的设计 F< 5kcu#iL
7. 滚动轴承和传动轴的设计 z 0zB&}
8、校核轴的疲劳强度 ) j&khHD
9. 键联接设计 ~x+'-2A46
10. 箱体结构设计 I|>.&nb
11. 润滑密封设计 UUZm]G+
12. 联轴器设计 pFZ$z?lI
ja/wI'J<
1.传动装置总体设计方案: &5bIM>)v
[wiB1{/Ls.
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 |%fNLUJ)
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, S'w}Ir
要求轴有较大的刚度。 1@|%{c&+9
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。 72J=_d>+
其传动方案如下: 8 4reyA
4GeN<9~YS
图一:(传动装置总体设计图) 7ncR2-{g
4K dYiuz0`
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 1ah,Zth2
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 NjA[(8\:
传动装置的总效率 A:2CP&*
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; tX@y ]"
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, v.vkQQ0[9
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, +]NpcE'
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 1>Vq<z
N#)Klq87z
2.电动机的选择 S1@r.z2L
Nq\)o{<1
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=vo5)t
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, M8 \/[R\
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。 nN@
Ch
*zDDi(@vtK
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, |O'*CCrCL
* a1q M?
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 "lC>_A
j)@{_tv6;
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 9=/4}!.
) R5j?6}xF
\-{$IC-L
方案 电动机型号 额定功率 ?OoI63&
P %H&WihQ
kw 电动机转速 nnE'zk<"
电动机重量 LjW32>B
N 参考价格 R+e)TR7+
元 传动装置的传动比 b\o>4T
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 r|\{!;7
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 *)I^+zN
].aFdy
中心高 ht>/7.p]
外型尺寸 iycceZ
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 yD.(j*bMK;
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 >hq{:m
q@XJ,e1A
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 *icaKy3
_5(p=Zc
(1) 总传动比 h"Wpb}FT
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 `'3 De(
(2) 分配传动装置传动比 5WxNH}{
=× S% Ky+0
式中分别为带传动和减速器的传动比。 1=sL[I 7<
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 u;1[_~
4.计算传动装置的运动和动力参数 !
9*l!(
(1) 各轴转速 be]/ROP>H
==1440/2.3=626.09r/min 3B,dL|q(@J
==626.09/5.96=105.05r/min {}iS5[H]
(2) 各轴输入功率 0.nkh6?
=×=3.05×0.96=2.93kW 0Bkz)4R
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW
$?gKIv>g
则各轴的输出功率: _?'W30Dg
=×0.98=2.989kW #*"V'dj;e
=×0.98=2.929kW L\c3D|
各轴输入转矩 (e!Yu#-
=×× N·m Knb(MI6
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· fZsw+PSy
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m kjdIk9 Y
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m s~B)xYmyB'
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m T3"'`Sd9;
=×0.98=242.86N·m 45<gO1
运动和动力参数结果如下表 P0OMu/
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min t98S[Z(-%+
输入 输出 输入 输出 p W5D!z
电动机轴 3.03 20.23 1440 T;{:a-8
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 n6Uf>5
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 _nxu8g]
N`fFYO
5、“V”带轮的材料和结构 v.TgB)
确定V带的截型 *mWl=J;u
工况系数 由表6-4 KA=1.2 P0hr=/h4
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 n4 N6]W\5
V带截型 由图6-13 B型 ]>k8v6*=
Q!=`|X|:
确定V带轮的直径 bT
T>
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm Xppb|$qp4H
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s ev+H{5W8
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm vJVh%l+
3b_/QT5!
确定中心距及V带基准长度 =OPX9oG
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 ^*B@=
360<a<1030 ,2^A<IwR
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm %0}}Qt
1|H4]!7kE
初定V带基准长度 k2,`W2]^E
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm Mk973'K'
>m<T+{`
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm }fo_"bs@
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm yuJ>xsM
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 CRNi*u
_G.!^+)kEm
确定V带的根数 NW3qs`$-(
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw um_J%v6ER
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 8d Fqwpw8
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 0a<h,s0"2
带长修正系数 由表6-2 KL=1 a'Zw^g
gVh&c4
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 n|DMj[uT
rbIYLVA+V
取Z=2 {^uiu^RAc
V带齿轮各设计参数附表 qP##C&+#q
cTRtMk%^
各传动比 2*#i/SE_
U@n5:d=
V带 齿轮 K`<HZK
2.3 5.96 XIZN9/;
kw gLK@@%1
2. 各轴转速n LayK&RwL
(r/min) (r/min) aot2F60J,
626.09 105.05 ]vs}-go
d]^m^
3. 各轴输入功率 P W(4$.uZ)
(kw) (kw) JZ5 ";*,
2.93 2.71 G{>PYLxOb
.sM,U
4. 各轴输入转矩 T FeO1%#2<y
(kN·m) (kN·m) .8%b;b
43.77 242.86 S&XlMu
+S-60EN*A
5. 带轮主要参数 !]D`|HoW
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) enQW;N1_M
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 )s,tBU+N
带的根数z )S`[ gK
160 368 708 2232 B 2 K\8zhY
yqL" YD
6.齿轮的设计 PUZcb+%]h
!.t D.(XP
(一)齿轮传动的设计计算 tCGx]\
p8@&(+z
齿轮材料,热处理及精度 BKb#\(95*
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 6<QC|>p
(1) 齿轮材料及热处理 SDE$ymPx
① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 .QZjJ9pvK
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 &IzNoB
② 齿轮精度 |K{d5\_
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 6aHD?a o
*V\.6,^v
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 "M /Cl|z
按齿面接触强度设计 5p:BHw;%;
2fu<s^9dh
确定各参数的值: Yo'Y-h#
①试选=1.6 lz<'
L.
.
选取区域系数 Z=2.433 r<:d+5"
yTK3eK
则 pmWy:0 R
②计算应力值环数 gC iM\Qx
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) Z2})n
-
=1.4425×10h -vT{D$&1
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) :#?_4D!r
③查得:K=0.93 K=0.96 pOn &D
④齿轮的疲劳强度极限 Cojs;`3iF:
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: gt(p%~
[]==0.93×550=511.5 \#VWZ\M8a
FJCORa@?_
[]==0.96×450=432 &QW&K
许用接触应力 cHT\sJo`l
& /T}
⑤查课本表3-5得: =189.8MP E0fMFG^P
=1 Ert={"Q
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 qGMU>J.;c
=4.47×10N.m $%"hhju
3.设计计算 ob2_=hQnC
①小齿轮的分度圆直径d Y%0rji
{J,"iJKop
=46.42 D&uaA-;s
②计算圆周速度 6S3D#SY
1.52 n;kWAYgg
③计算齿宽b和模数 r4K9W90
计算齿宽b :A @f[Y'9
b==46.42mm N wNxO
计算摸数m -=gI_wLbM
初选螺旋角=14 f+s)A(?3
= rCczQ71W
④计算齿宽与高之比 pL;e(lM
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 U/s
Z1u-
=46.42/4.5 =10.32 r2'K'?T3
⑤计算纵向重合度 U!c+i#:t
=0.318=1.903 <8kCmuGlk
⑥计算载荷系数K 7#G!es
使用系数=1 glU9A39qx?
根据,7级精度, 查课本得 O#18a,o@
动载系数K=1.07, }s@IQay+
查课本K的计算公式: (GL'm[V
K= +0.23×10×b a.gMH
uL
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 +6jGU'}[
查课本得: K=1.35 #rGCv~0*l
查课本得: K==1.2
8J$1N*J|
故载荷系数: tKLeq(
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 &-Wt!X 3
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 3gVU#T[[
d=d=50.64 j?]+~
⑧计算模数 0n`Temb/
= Q$]1juqg
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 <D)@;A
由弯曲强度的设计公式 .|07IH/Di{
≥ +4T.3Njjn
&K9RV4M5
⑴ 确定公式内各计算数值 kv2o.q
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m !]A/ID0K
确定齿数z V(0Y
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 g4Dck4^!4
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 qk3~]</
Δi=0.032%5%,允许 BxlhCu
② 计算当量齿数 \_R<Q?D+
z=z/cos=24/ cos14=26.27 zZRLFfz<9
z=z/cos=144/ cos14=158 o~9*J)X5i
③ 初选齿宽系数 AI{0;0
按对称布置,由表查得=1
2~g-k3
④ 初选螺旋角 :R:@V#Y
初定螺旋角 =14 Lk#)VGk:
⑤ 载荷系数K b`S9#`
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 hslT49m>
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y t5K#nRd Z:
查得: +`Nu0y!rj
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 %P<fz1
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 'sa)_?Hy
[qkW/qS
⑦ 重合度系数Y mdrqX<x'~
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 U*sQ5uq
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 AU%Yr6
=14.07609 >Jn` RsuV
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 =X[?d/[
⑧ 螺旋角系数Y =B;qy7?
轴向重合度 =1.675,
:KG=3un]
Y=1-=0.82 RN@)nc_
Xg_l4!T_l
⑨ 计算大小齿轮的 IV':sNV
安全系数由表查得S=1.25 &{a#8sbf#c
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 $qZ6i
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 ZK'WKC
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 KOXG=P0
查课本得到弯曲疲劳强度极限 )*uo tV
小齿轮 大齿轮 $/#[,1
+=|%9%
查课本得弯曲疲劳寿命系数: AOcUr)
K=0.86 K=0.93 Lp|n)29+du
oVbs^sbRH
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 2Y[n
[]= &;JeLL1J
[]= Zj ^e8u=T
"ixea- 2
w7pX]<?R"
大齿轮的数值大.选用. j)iUg03>/4
a#CjGj)
⑵ 设计计算 FS @55mQ
计算模数 0ZI}eZA j
u=~`5vA
'
\>k7?@
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: G
OG[^T
OR+py.vK
z==24.57 取z=25 *L*{FnsV
awz.~c++
那么z=5.96×25=149 bi@'m?XwJ
ObreDv^,
② 几何尺寸计算 |90/tNe
计算中心距 a===147.2 ".( G,TW
将中心距圆整为110 KE5>O1
I7Abf7>*Q
按圆整后的中心距修正螺旋角 ph!h8@e
ta x:9j|~
=arccos 'T7 3V
yqtHlz%
因值改变不多,故参数,,等不必修正. Uy)pEEu
+eLL)uk
计算大.小齿轮的分度圆直径 8o
$` '
U-,s/VQ?
d==42.4 THK^u+~LM
-w)v38iX!
d==252.5 " L,9.b
l)jP!k
计算齿轮宽度 .i|nn[H &
N0\<B-8+,>
B= ? `kZ 6$
TA:#K
圆整的 "<)Jso|
p-DHTX
大齿轮如上图: -GB,g=Dk
jt* B0'Sa
cdSgb3B0
DeT$4c*:[
7.传动轴承和传动轴的设计 A>FWvlLw'm
"K+EZ%~<
1. 传动轴承的设计 H<?s[MH[
"d}ey=$h4
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 (#z6w#CU(
P1=2.93KW n1=626.9r/min _nX8f
&
T1=43.77kn.m ;$4&Qp:#
⑵. 求作用在齿轮上的力 a=9QwEZ
已知小齿轮的分度圆直径为 %S$$*|_G
d1=42.4 N:+d=G`x
而 F= A
McZm0c`
F= F ?FR-aXx
H(M{hfa|
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N j}(m$j'
.EH1;/
YGc:84S
:l iDoGDi
⑶. 初步确定轴的最小直径 JB.U&
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 =2} kiLKO
3Z#WAhfS:
t&EY$'c
N|Xm{@C
从动轴的设计 "{t]~urLd
L$kB(Brw
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, K"X"2c1o
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M tp&|*M3
⑵. 求作用在齿轮上的力 AR$SQ_4
已知大齿轮的分度圆直径为 |z:4T%ES
d2=252.5 'lu3BQvfh
而 F= O(D2F$VlL
F= F e:C4f
HXZ,"S
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N * >8EMq\^
3 5L0CM
H3ovF
_)~VKA]""
⑶. 初步确定轴的最小直径 Y}<%~z#.4
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 &"hEKIqL
*0Fz." v
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 mF jM6pmo
查表,选取 Eciu^
Vi}E9I4
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 X:g#&e_
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 zZ<*
ae]6F_Qtc*
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 >'.: Acn
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 Q {BA`Q@V
kY{$[+-jR
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. #k`gm)|
F qgs
S
D B 轴承代号 oDi+\0
45 85 19 58.8 73.2 7209AC uI%7jA~@
45 85 19 60.5 70.2 7209B Zzz94`
50 80 16 59.2 70.9 7010C Z,Us<du
50 80 16 59.2 70.9 7010AC 7\R"RH-
w1aoEo "S
{>~9?Xwh
CgYX^h?Y9
/!MKijI
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 2+~gZxHq
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, G43r85LO
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. yBIX<P)vE'
gw[Eu>I
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. +{I" e,Nk
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, aW{5m@p{"
高速齿轮轮毂长L=50,则 a
}*i [
e"NP]_vh,
L=16+16+16+8+8=64 R*6B@<p,i
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. /S1/ ZI
^m&P0
5. 求轴上的载荷 Vp|?R65S*
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, %9Z0\
a)[
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. TO"Md["GI
y)CvlI
~T-uk
hwJ>IQ1
Gsb^gd
UOl*wvy
pq&[cA_w
$/;K<*O$
_N^w5EBC]
LbRQjwc]W
:Q]"dbY^
传动轴总体设计结构图: @p
WN5VL
ljOY;WV3
fi%i
2Wy
vO~Tx
(主动轴) ; teM^zyI
GJrmK
*qk7e[IP
从动轴的载荷分析图: "NGfT:HV
%<(d%&~
6. 校核轴的强度 t&J A1|q
根据 R]&Csr#~
== %]DA4W
前已选轴材料为45钢,调质处理。 G:tY1'5
查表15-1得[]=60MP 'hs4k|B
〈 [] 此轴合理安全 gK({InOP
% ym};7'&b
8、校核轴的疲劳强度. "V26\
⑴. 判断危险截面 UF#!6"C@
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. 9,`i[Dzp
⑵. 截面Ⅶ左侧。 }P.Z}n;Uj
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 A`Y^qXFb`
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 :,Y1#_\
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 xn503,5G*7
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 UgS`{&b36
截面上的弯曲应力 ~h;
-kMw[Y
截面上的扭转应力 >WDHRC
== B#jnM~fJz
轴的材料为45钢。调质处理。 uMZ~[Sz
由课本得: 7KhS{w6
L#byYB;E{
因 eDZ8F^0
经插入后得 \+O.vRc"M
2.0 =1.31 <;PKec
轴性系数为 =zK4jiM1
=0.85 \j62"
K=1+=1.82 wb?k
K=1+(-1)=1.26 Hf]:mhH
所以 =N\; ?eF(
DMG~56cTO,
综合系数为: K=2.8 A%W]XEa<
K=1.62 P7XZ|Td4*
碳钢的特性系数 取0.1 BL16?&RK
取0.05 h'
!C
安全系数 rBTg"^jsw
S=25.13 6Qt(Yu*s
S13.71 b3E1S+\=~
≥S=1.5 所以它是安全的 .F 6US<]
截面Ⅳ右侧 |du%c`wl
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 \~E?;q!
$e7%>*?m
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 v7
*L3Ol
Yjc U2S"=P
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 '@.6Rd 8
FDLo|aP/v
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 {f#QZS!E
截面上的弯曲应力 (6ga*5<
截面上的扭转应力 `5Kg[nB:
==K= D :U6r^c
K= B\RAX#
所以 <WZ{<'ajI
综合系数为: &<98nT
K=2.8 K=1.62 5:IDl1f5
碳钢的特性系数 F%|P#CaB
取0.1 取0.05 $45|^.b
安全系数 ?pW1}:z
S=25.13 7s?#y=M
S13.71 A,<5W }
≥S=1.5 所以它是安全的 r{R<J?Y
&S{r;N5u
9.键的设计和计算 hi!A9T3%}M
z1Ieva]
①选择键联接的类型和尺寸 u>fMO9X}2
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. HRyFjAR\?
根据 d=55 d=65 gvuv>A}vJ
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 B.r^'>jQ
b=20 h=12 =50 6T$=(I <4
=m2_:&@0x
②校和键联接的强度 (`dz37@*
查表6-2得 []=110MP uAA2G\3
工作长度 36-16=20 LRu,_2"
50-20=30 YQN:&Cls
③键与轮毂键槽的接触高度 !~vK[G(R
K=0.5 h=5 (uvQ/!
K=0.5 h=6 (Ut8pa+yX
由式(6-1)得: !YAX.e
<[] 0 MK}
<[] u?`{s88_mF
两者都合适 S=r0tao,!v
取键标记为: l{dsm1#W~
键2:16×36 A GB/T1096-1979 ev;&n@k_I
键3:20×50 A GB/T1096-1979 F9j@KC(yg
10、箱体结构的设计 "++\6H<
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, Qf( A
大端盖分机体采用配合. ej-A=avd
EN2t}rua
1. 机体有足够的刚度 Pjs=n7
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 N=\zx^w,
b M1\z
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 61H_o7XXk
r5~W/eE
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 bIiuna\
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 N4ZV+
|
IADHe\.
3. 机体结构有良好的工艺性. OWewV@VXR
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. Qz[^J
P'qBqx[
4. 对附件设计 1GK.:s6.f
A 视孔盖和窥视孔 .m]}Ba}J$
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 |)!f".`
B 油螺塞: o+Jnn"8
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。 q|<B9Jk
C 油标: 33DP?nI}
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 csW\Q][
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. :*KTpTa
=Mx"+/Yo*
D 通气孔: s9+):,dKP
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. jXeE]A"
E 盖螺钉: + kMj|()>\
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 LXo$\~M8G8
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. S&}7XjY
F 位销: R)66qRf
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. 7_2D4CI
G 吊钩: $"vz>SuB
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. 3l<qcKKc
3FR(gr$X
减速器机体结构尺寸如下: c7r(&h
wL8ji>"
名称 符号 计算公式 结果 T MMKRC1<
箱座壁厚 10 .hmeP
MK
箱盖壁厚 9 'UsR/h5T
箱盖凸缘厚度 12 XA!a^@<H
箱座凸缘厚度 15 Cy?]o?_?
箱座底凸缘厚度 25 /.0K#J:
地脚螺钉直径 M24 o08g]a
地脚螺钉数目 查手册 6 ,A{Bx`o?
轴承旁联接螺栓直径 M12 I9Ohz!RQ
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 Y|LL]@Lv
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 yDqwz[v b
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 7_ix&oVI
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 P6GTgQ<'BA
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 zj r($?
22 6#U~>r/
18 >;4q
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 r[!~~yu/o
16 I4N7wnBp
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 5&s6(?,Eu
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 jz<}9Kze
齿轮端面与内机壁距离 > 10 PFX,X
机盖,机座肋厚 9 8.5 s@{82}f~
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) #`3Q4
150(3轴) X&zGgP/
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) vE)N6Ss
150(3轴) xK6`|/e
Ll=G+cw6P
11. 润滑密封设计 {nmu(EP
y7UU'k`
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. c)#7T<>*'
油的深度为H+ z~h?"'
H=30 =34 #k9&OS?
所以H+=30+34=64 SOR\oZ7
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 7310'wc
KuwhA-IL
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 }SWfP5D@
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 vy~6]hH
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 5Yv*f:
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 >!1]G"U
{ 8 K
12.联轴器设计 "m^gCN}c
/4Wf\
Zu
1.类型选择. Xi"9y @
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 i{EQjZ
2.载荷计算. SlB`ktcfI
公称转矩:T=95509550333.5 6kp)'wz`
查课本,选取 YMu#<ZG
所以转矩 _:\rB
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 |5(un#
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm UhW{KIW
E&J<qTH9
四、设计小结 K7C
<}y
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。 (KC08
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。 g"sb0d9
五、参考资料目录 Y&b Yaq
[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; 9QP=
[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; 4e>f}u5
[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; BywEoS
[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; H%m^8yW1
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 /{buFX2"}
[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; sRT5i9TQ
[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。