机械设计基础课程设计任务书
({=gw9f
RSfzRnhmr
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 |a!fhl+
}x
wu*Zx
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) jav#f{'
mFZ?hOyP.
目 录 <z!CDg4
%$Aqle[
一 课程设计书 2 _n` a`2C|m
byfJy^8G
二 设计要求 2 a)'5Nw9*
;{"+g)u
三 设计步骤 2 [Yc G(^^
|Xk4&sDrK
1. 传动装置总体设计方案 3 }-6)gWe
2. 电动机的选择 4 oczN5YSt
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 :65~[$2
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 ynhmMy%
5. 设计V带和带轮 6 #hsx#x||
6. 齿轮的设计 8 %GS(:]{n
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 ML>[^F
8. 键联接设计 26 ={xE!"
9. 箱体结构的设计 27 rq/I` :
10.润滑密封设计 30
#c66)
11.联轴器设计 30 [a
wjio
&Ob!4+v/GP
四 设计小结 31 8{X"h#
五 参考资料 32 z=3\Ab
x"
L20}
一. 课程设计书 [+DW >Et
设计课题: +lMX{es\O
设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V _<OSqE
表一: _ "VkGG
题号 /
:n#`o=;
Kiu_JzD
参数 1 &?yZv{
运输带工作拉力(kN) 1.5 7G>dTO
运输带工作速度(m/s) 1.1 o_^?n[4
卷筒直径(mm) 200 K%RxwM
n$ou- Q
二. 设计要求 De(Hw&
IV
1.减速器装配图一张(A1)。 aN8|J?JH
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。
{*I``T_+
3.设计说明书一份。 D,k"PaLP
!*%WuyCgr4
三. 设计步骤 bKN@j'M
1. 传动装置总体设计方案 'GS"8w~j
2. 电动机的选择 --c"0,7
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 "\o+v|;
4. 计算传动装置的运动和动力参数 Qh'ATo
5. “V”带轮的材料和结构 ;k>&FWEG
6. 齿轮的设计 m1Mt#@,$
7. 滚动轴承和传动轴的设计 YLzx<~E4a
8、校核轴的疲劳强度 Nbi.\
9. 键联接设计 u /\EtSH
10. 箱体结构设计 EH!
q=&d
11. 润滑密封设计 .jk@IL
12. 联轴器设计 O4V.11FnW
ne_TIwf w-
1.传动装置总体设计方案: f m)pulz
O#S;q5L@
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 /! "|_W|n
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, qfMo7e@6*
要求轴有较大的刚度。 B=^)Ub5'
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。 HV{wI1
其传动方案如下: 8)10o,#L
;E3>ay6m8
图一:(传动装置总体设计图) 9vGu0Um
U$WxHYo
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 G2Qlt@.T
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 3 +G$-ru
传动装置的总效率 Z:sg}
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; 1]@}|
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, )W;o<:x3
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, z4jR[x,
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 vnM@QfN
uP~@U" !
2.电动机的选择 =IQ5<;U3
;
Q3n
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, "2)H'<
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, 0+kH:dP{
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。 5#+^E{
~&7MkkftM
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, ZK@N5/H(
0;AA/
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 6i.-6></
Rld!,t
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 XF;ES3 d
~,oMz<iMV
5ft`zf
方案 电动机型号 额定功率 o:3dfO%nuM
P JNt^ (z
kw 电动机转速 7 /VK##z
电动机重量 ToXki,
N 参考价格 P(,p'I;j
元 传动装置的传动比 Vr^n1sgE}r
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 $m].8?
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 0 yuW*z
W;'!gpa
中心高 jY%na
HaI
外型尺寸 '%dfzK*Z
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD YkniiB[/
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 ]+XYEv
2.l Z:VLN
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 i+S)
K
Y&d00
(1) 总传动比 jv%kOovj
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 -EkWs/'h
(2) 分配传动装置传动比 <SgM@0m
=× t>urc
式中分别为带传动和减速器的传动比。 W&&;:Fr
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 f78An 8
4.计算传动装置的运动和动力参数 jr /pj?
(1) 各轴转速 q_g+Jf
P-D
==1440/2.3=626.09r/min QS` PpyBkd
==626.09/5.96=105.05r/min pb
~uE
(2) 各轴输入功率 52 fA/sx
=×=3.05×0.96=2.93kW 723bkJw
V
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW #\.,? A}9
则各轴的输出功率: JORGj0v
=×0.98=2.989kW Jq&uF*!
=×0.98=2.929kW .TND a&
各轴输入转矩 zr+zhpp
=×× N·m u09:Z{tL;@
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· F+,~v-
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m '_w=k4
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m Ma.`A
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m P@$/P99
=×0.98=242.86N·m xLNtIzx
运动和动力参数结果如下表 5NS[dQG5
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min K?B{rE Lp
输入 输出 输入 输出 OjJXysslXO
电动机轴 3.03 20.23 1440 "a
ueL/dgN
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 [ sN EHf
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 XC0bI,Fu,
-:2$ %
5、“V”带轮的材料和结构 rz wF~-m +
确定V带的截型 9[b<5Llt
工况系数 由表6-4 KA=1.2 tyXuG<
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 ?Z Rs\+{vG
V带截型 由图6-13 B型 \Xm,OE_v"
.S(TxksCz
确定V带轮的直径 m?pstuUK(
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm ,SynnE68
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s 5][Ztx
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm -+ SF
Cjqklb/
确定中心距及V带基准长度 DoJ\ q+
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 PP;}e
360<a<1030 /^X/ 8
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm +$C4\$t
6x h:/j3
初定V带基准长度 }.3nthgz
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm tZ=E')!\
Gn|F`F
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm uD1e!oU
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm 4L ;% h
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 $@^pAP
Hyb3 ;yQ
确定V带的根数 \>jLRb|7Ts
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw ;>
_$`
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 (qqOjz
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 Z*y`R
XE
带长修正系数 由表6-2 KL=1 %_+2@\
,uo'c_f(e
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 A'q#I>j`
2^mJ+v<
取Z=2 ]ndvt[4L
V带齿轮各设计参数附表 :=/85\P0SU
?WF/|/
各传动比 jhXkSj
';TT4$(m
V带 齿轮 #w,Dwy
2.3 5.96 6l5:1|8b,!
^T ?RK"p
2. 各轴转速n ;A|-n1e>Hc
(r/min) (r/min) 4{hps.$?~
626.09 105.05 YVYu:}e3)
sm0x LZ
3. 各轴输入功率 P >TOu|r
(kw) (kw) MHh~vy'HB5
2.93 2.71 U7`A497Z
m@"QDMHk.
4. 各轴输入转矩 T J?Ra bYd ~
(kN·m) (kN·m) ]Y2RqXA*
43.77 242.86 :n0vQ5a
?&|5=>u2}$
5. 带轮主要参数 19O,a#{KHf
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) gZLP\_CL
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 xl6,s>ob
带的根数z Xe<sJ.&Wf
160 368 708 2232 B 2 4SlADvGl
r G4';V^q
6.齿轮的设计 &j4 xgh 9
E=e*VEjy
(一)齿轮传动的设计计算 [z9`)VIe
c0%"&a1]]V
齿轮材料,热处理及精度 1QLbf*zeIW
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 FN\E*@>X=
(1) 齿轮材料及热处理 A6:es_
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 BFL`!^
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 t?}zdI(4
② 齿轮精度 ]z l[H7
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 B$b +Ymu
AtdlZ
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 k p<OJy
按齿面接触强度设计 /LO-HnJ
zUKmx y@
确定各参数的值: 3):A
①试选=1.6 ]}U*_rM:
选取区域系数 Z=2.433 /9HVY
%n
:?/cPg'D
则 JBJhG<J
②计算应力值环数 +)y^'Qs
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) Ag&0wN+jTM
=1.4425×10h a4XU?-sUh
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) xZ6~Ma2z
③查得:K=0.93 K=0.96 (vb
SM}P
④齿轮的疲劳强度极限 ;?8_G%va
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: ~kZ G{
[]==0.93×550=511.5 w*oeK
kO|L bQ@=q
[]==0.96×450=432 <)u`~$n2
许用接触应力 95YL]3V
rcMwFE?|xq
⑤查课本表3-5得: =189.8MP p(~Yx3$*
=1 %KmiH
;U
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 +tVaBhd!
=4.47×10N.m TNGU6j}oq
3.设计计算 H`0|tepz
①小齿轮的分度圆直径d ,QcF|~n
@7?#Y|`
=46.42 Y8o)FVcyNy
②计算圆周速度 .Yf:[`Q6g
1.52 B5X(ykaX~
③计算齿宽b和模数 Ed_N[I
计算齿宽b )rekY;
b==46.42mm r7b1-
计算摸数m qWODs
初选螺旋角=14 B)qWtMZx
= _NMm/]mN /
④计算齿宽与高之比 QKr,g
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 ^R# E:3e
=46.42/4.5 =10.32 !"\80LP
⑤计算纵向重合度 i70wrW#k
=0.318=1.903
[/e<l&y
⑥计算载荷系数K :E:38q,hG
使用系数=1 XDFx.)t
根据,7级精度, 查课本得 3?1`D/
动载系数K=1.07, H[S%J3JI
查课本K的计算公式: Y*H|?uNF
K= +0.23×10×b Kjs.L!W
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 %O! v"Xh
查课本得: K=1.35 {&\jW!&n
查课本得: K==1.2 4A_[PM
故载荷系数: <})2#sZO!
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 UE$UR#T'w
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 ~c %hWt
d=d=50.64 "
N9 <w U
⑧计算模数 :TJv=T'p'
= 0l-Ef1
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 4:r!|PJn{G
由弯曲强度的设计公式 .=X}cJ]`[
≥ >D(R YI
[3{W^WSOz
⑴ 确定公式内各计算数值 @wE5S6! B\
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m "4uS3h2r
确定齿数z (]Y 5eM
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 NhaI<J
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96
0tEYU:Qu
Δi=0.032%5%,允许 cp#JBHO
② 计算当量齿数 ha(Z<
z=z/cos=24/ cos14=26.27 t.`@{R$hoA
z=z/cos=144/ cos14=158 f;1K5Y
③ 初选齿宽系数 G0^2Wk[
按对称布置,由表查得=1 ;|vpwB@B
④ 初选螺旋角 %<an9WMF
初定螺旋角 =14 >hk=VyU;
⑤ 载荷系数K il:$sd
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 dIRm q+d^
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y 1:f9J
查得: 1n:8s'\
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 S$Q8>u6Wk
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 }Ub6eXf(2
=
c>Qx"Sw
⑦ 重合度系数Y /J:bWr
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 Hhari!RXC
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 dt`{!lts'
=14.07609 ^(|vsFzn
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 m0c P (
⑧ 螺旋角系数Y W!?7D0q
轴向重合度 =1.675, ^xij{W`|
Y=1-=0.82 A7%:05
v(EEG/~
⑨ 计算大小齿轮的 +(C6#R<LI
安全系数由表查得S=1.25 G|(
]bvJ?
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 \Dd-Xn_b
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 QrYpZZ;
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 ,]+z)
查课本得到弯曲疲劳强度极限 Y0_),OaY
小齿轮 大齿轮 ++V=s\d7
U2ZD]q
查课本得弯曲疲劳寿命系数: 3>R#zJf
K=0.86 K=0.93
'+$EhFwD
BI $
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 $aN&nhoO<
[]= \>7^f
3m
[]= WnGGo'Z
+TQ47Zc
[L:o`j
大齿轮的数值大.选用. 49w=XJ
xYhrO
⑵ 设计计算 JvT"bZk(o
计算模数 j4;0|zx-i
n(L\||#+
R
+WP0&d'
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: _ B5gR
*{yK
8
z==24.57 取z=25 Up,vD)tG
IaT$6\>
那么z=5.96×25=149 4Rvf
C@bm
② 几何尺寸计算 lhw ,J]0*
计算中心距 a===147.2 4( 1(e
将中心距圆整为110 Xt#4/>dlR
F$hYKT2|
按圆整后的中心距修正螺旋角 yb/%?DNQT
t| 'N+-T3
=arccos yq NzdzX
U
)l,'y2
因值改变不多,故参数,,等不必修正. R8T]2?Q1
k31I ysh
计算大.小齿轮的分度圆直径 A _XhuQB;d
kjtjw1\o
d==42.4 rORZerM
_<NMyRJo
d==252.5 :P@rkT3Q t
k}0^&Quc4
计算齿轮宽度 \@1=stK:F
!}r%
u."
B= CJXg@\\/
K"[AxB'F
圆整的 `zE}1M%y
>$,y5 AJ&
大齿轮如上图: ]sGHG^I6
9 `w)
hQDTS>U
+C(/Lyo}
7.传动轴承和传动轴的设计 S -'fS2
y(=#WlK}
1. 传动轴承的设计 BYo/57&:
d GFGr}&s
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 ?1[\!
P1=2.93KW n1=626.9r/min !Wy[).ZAf
T1=43.77kn.m 1s{^X
-
⑵. 求作用在齿轮上的力 Hw-Z
已知小齿轮的分度圆直径为 Iz{R}#8CZ
d1=42.4 (<Th=Fns?
而 F= e4z1`YLsG
F= F j`*#v
Myq5b`z
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N Gsc\/4Wx
x"CZ]p&m
}QsZ:J.
~~6^Sh60g
⑶. 初步确定轴的最小直径 $8'O
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 ~35U]s@v
V2<?ol
z8J."27ND
Zb134b'
从动轴的设计 x
$zKzfHW
L:k9#6
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, F1Hh7
F
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M >N?2""
⑵. 求作用在齿轮上的力 jh.@-
已知大齿轮的分度圆直径为 !Y:0c#MPH
d2=252.5 KV*xApb9y
而 F= (} 5S
F= F l?q%?v8
2AVa(
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N
q9^
7oR:1DXw|
1<<kA:d
1 `7<2w
⑶. 初步确定轴的最小直径 >R2SQA o
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 JMS(9>+TA
v*qQ? S
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 W},b{NT
查表,选取 V`-vR2(
&BvZF
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 PD LpNTBf
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 BnM4T~reOF
n
8pt\i0
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 wCHR7X0*b
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 _HA$
j2
/LM4-S
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. &l?+3$q
vw)7 !/#
D B 轴承代号 :SsUdIX;P
45 85 19 58.8 73.2 7209AC !8@*F
45 85 19 60.5 70.2 7209B uyF|O/FC
50 80 16 59.2 70.9 7010C "z*:'8;E
50 80 16 59.2 70.9 7010AC 4W#E`9
6u
L}yyaM)
EOoZoVdzx
jkF8\dR
AC.A'|"]i
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 tyDY'W\]
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, iHp\o=#
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. nCKbgM'"
aRc '
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. b`_w])Y@
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, '&;69`FSe
高速齿轮轮毂长L=50,则 {@u<3 s
ZCg`z
L=16+16+16+8+8=64 s6}Xt=j
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. 3?E&}J<n
[Lp,Hqi5
5. 求轴上的载荷 ./p|?pu
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, rz(0:vxwA
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. m ga6[E<
;p ]y)3
\NqEw@91B
- /c7nF
w^1Fi8+
3g~^LZ66
Lz\UZeq
)n=ARDd^e
ofW+_DKB?l
>x[`;O4
Q!M)xNl/
传动轴总体设计结构图: ^I]{7$6^
lr2rQo>
@+_&Y]
jvzBh-!
(主动轴) Fpt-V
A{<xc[w;p
nVD Xj
从动轴的载荷分析图: n$2 RCQ
w.N,)]h
6. 校核轴的强度 #ycL'T`X%
根据 xiyxrR;
== <SVmOmJ-K
前已选轴材料为45钢,调质处理。 x"(9II*
查表15-1得[]=60MP K<v:-TjQZ:
〈 [] 此轴合理安全 /9Ilo\MdD
k:#6^!b1
8、校核轴的疲劳强度. s T3p>8n
⑴. 判断危险截面 (3*UPZv
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. D{'#er
⑵. 截面Ⅶ左侧。 e@F|NCQ.9
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 Y~n`~(
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 sygH1|f
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 WP-jtZ?!"
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 &k
T"oK
截面上的弯曲应力 v6e%#=
'Zk<l#"}
截面上的扭转应力 |)@N-f:E
== i=v]:TOu
轴的材料为45钢。调质处理。 M+sj}
由课本得: 1h"_[`L'
# nfI%
因 ^ua12f
经插入后得 "uu)2Xe
2.0 =1.31 GoE#Mxh xo
轴性系数为 |Vx~fK S\
=0.85 4Y
tk!oS`
K=1+=1.82 /hdf{4
K=1+(-1)=1.26 !v!N>f4S$
所以 u9![6$R
WfGH|u
综合系数为: K=2.8 i#,1iVSG
K=1.62 um8AdiK
碳钢的特性系数 取0.1 /~}_h O$S
取0.05 {Iy7.c8S
安全系数 ~uPk
S=25.13 Z|^MGyn
S13.71 2H&{1f\Bf
≥S=1.5 所以它是安全的 gwQvao
截面Ⅳ右侧 Xa`(;CLW?
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 7o{*Z
7;HUE!5,^l
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 D6!t VdnVe
DY><qk
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 T2bnzIi
5_G'68;OV
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 a@|.;#FF
截面上的弯曲应力 bNvAyKc-
截面上的扭转应力 <q7s`,rG
==K= - s|t^
K= I=YCQ VvA
所以 Tkrx7Cs(
综合系数为: !cCg/
K=2.8 K=1.62 ez0 \bym
碳钢的特性系数 ",Wf uz
取0.1 取0.05 b~!om
安全系数 k.Zll,s
S=25.13 $T*KaX\{B
S13.71 P`sN&Y~m
≥S=1.5 所以它是安全的 g)M#{"H
9kd.j@C
9.键的设计和计算 +-HE'4mo
h}6b&m
①选择键联接的类型和尺寸 }'jV/
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. -]&<Sr-
根据 d=55 d=65
d]k='
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 SY6r 8RK
b=20 h=12 =50 @+0V& jc
4GTrI@}3
②校和键联接的强度 2nx8iA
查表6-2得 []=110MP 9`&77+|;e
工作长度 36-16=20 ^@ UjQ9[>
50-20=30 {gIEZ{
③键与轮毂键槽的接触高度 sUda
K=0.5 h=5 W}k[slqZA
K=0.5 h=6 3^H/LWx`{]
由式(6-1)得: dKe@JQ+-z
<[] %EB;1
<[] +GPd
两者都合适 a&:>Ped"
取键标记为: 7h1"^}M&
键2:16×36 A GB/T1096-1979 Lnx2xoNk
键3:20×50 A GB/T1096-1979 vUfO4yfdg
10、箱体结构的设计 [5LMt*Y
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, t!savp
大端盖分机体采用配合. g!5#,kJM
tAt;bYjb\
1. 机体有足够的刚度 %f#\i#G<k
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 7`+UB>8
.ftUhg
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 %((cFQ9
)Jz !Ut
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 cB36p&%
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
573~-Jvx
8"pA9Mr
3. 机体结构有良好的工艺性. ]Qy,#p'~&H
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. "D!Dr1
,"C&v~
4. 对附件设计 `~KAk
A 视孔盖和窥视孔 tpz=}q
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 OMxxI 6h
B 油螺塞: X?_v+'G
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。 $WM8tF?H
C 油标: 8\u;Wf
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 6%z`)d
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. DMRs}Yz6
z8tt+AU
D 通气孔: X~#@rg!"
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. .>oM
z&
E 盖螺钉: \ /sF:~=
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 ur`V{9g
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. s!=!A
F 位销: %0Vc\M@"G
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. 6vZt43"m?\
G 吊钩: "9.6\Y\*
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. SaTEZ.
=1_j aDp
减速器机体结构尺寸如下: Q,O]x#
W|)(|W
名称 符号 计算公式 结果 Z^C!RSQ
箱座壁厚 10 :hi$}xHa
箱盖壁厚 9 ud!r*E
箱盖凸缘厚度 12 d?E4[7<t$1
箱座凸缘厚度 15 79y'Ja+`j
箱座底凸缘厚度 25 AZ}%MA;q
地脚螺钉直径 M24 rjt O`Mt`
地脚螺钉数目 查手册 6 R2 'C s
轴承旁联接螺栓直径 M12 oF`-cyj"
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 pq@$&G
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 ;Ce 2d+K
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 >hh"IfIZ4
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 C[^a/P`i
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 Q9SPb6O2
22 a'c9XG}
18 s;~J2h[
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 ?m`R%>X"
16 &Qz"nCvJ
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 F&-5&'6G+
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 06Sqn3MB
齿轮端面与内机壁距离 > 10 >f3k3XWRT
机盖,机座肋厚 9 8.5 %pQdq[J={
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) ^$3w&$K*
150(3轴) (%=lq#,
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) 0R.Gjz*Q
150(3轴) hnlU,p&y3
mOgx&ns;j
11. 润滑密封设计 `=WzG"
*T1L)Cp
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. L+`}euu5
油的深度为H+ 5LnB]dW
H=30 =34 Y>c5:F;
所以H+=30+34=64 PLlx~A
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 !:`Ra
a?f5(qW3
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 5k_Mj*{6
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 $Ykp8u,(
密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 6+5(.z-[
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 uugzIV)
V_ avaE
12.联轴器设计 b3jU~L$
l93Q"*_
1.类型选择. |O #w dnYW
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 BUboP?#%)
2.载荷计算. ~j\;e
公称转矩:T=95509550333.5
k,o=1I
查课本,选取 ~%::r_hQ
所以转矩 `-E.n'+
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 Fb$5&~d
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm SvCK;$:
X_EC:GU
四、设计小结 bTI&#Hu
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。 ?Ix'2v
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。 :ok!,QN
五、参考资料目录 +$an*k9
[1]《机械设计课程设计》,高等教育出版社,王昆,何小柏,汪信远主编,1995年12月第一版; @/Wty@PU
[2]《机械设计(第七版)》,高等教育出版社,濮良贵,纪名刚主编,2001年7月第七版; C=pPI
[3]《简明机械设计手册》,同济大学出版社,洪钟德主编,2002年5月第一版; 8*Nt&`@
[4]《减速器选用手册》,化学工业出版社,周明衡主编,2002年6月第一版; {&Gk.ODI7
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 !S$oaCxM
[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; s}pGJ&C
[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。