机械设计基础课程设计任务书 5YMjvhr?W
UyBI;k^]
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 +j&4[;8P:
zS 18Kl
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) XJDp%B
=9 FY;9
目 录 $`x4|a8-
^KhA\MzY
一 课程设计书 2 )nJs9}( 0
BftW<1,U^
二 设计要求 2 =l&7~
:CNWHF4$
三 设计步骤 2 *Ibl+
`omZ'n)
1. 传动装置总体设计方案 3 DY'D]*'7$
2. 电动机的选择 4 BZ<Q.:)
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 ZJ'#XZpr
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 E KhwrBjS
5. 设计V带和带轮 6 D`,W1Z#
6. 齿轮的设计 8 QNJ )HNLp
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 1om :SHw
8. 键联接设计 26 m^@,0\F
9. 箱体结构的设计 27 O8"kIDr-
10.润滑密封设计 30 i&$L$zf,
11.联轴器设计 30 +DaPXZ5.
ie{9zO<d
四 设计小结 31 6%~ Z^>`N
五 参考资料 32 bEyZRG
rg)>ZHx
一. 课程设计书 nAG2!2_8
设计课题: $(K[W}
设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V SwpS6
表一: Tn<
<i
题号 d4t%/ Uh
@~hiL(IR'
参数 1 e<6fe-g9;
运输带工作拉力(kN) 1.5 "C&l7K;bp
运输带工作速度(m/s) 1.1 XCCN6[[+
卷筒直径(mm) 200 <43O,Kx'Su
1[OCoj o<
二. 设计要求 Lqq
RuKi
1.减速器装配图一张(A1)。 n|sP0,$N1
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 Y^Y|\0
3.设计说明书一份。 Xd@ -
c+,F)i^`
三. 设计步骤 b^_#f:_j
1. 传动装置总体设计方案 AX,V*
s
2. 电动机的选择 Q^>"AhOiU
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 X|fl_4NC>
4. 计算传动装置的运动和动力参数 ?j9J6=2
5. “V”带轮的材料和结构 #kjN!S*=
6. 齿轮的设计 WcqQR))n
7. 滚动轴承和传动轴的设计 *UhYX)J
8、校核轴的疲劳强度 +XCLdf}dC
9. 键联接设计 `w';}sQA7
10. 箱体结构设计 Vw:.'-Oi
11. 润滑密封设计 ~x^E kE
12. 联轴器设计 8'[g?
89o&KF]
1.传动装置总体设计方案: _b|mSo,{Y
hAX@|G.
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 kk#%x#L[
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, &u&+:m
要求轴有较大的刚度。 ~(bY-6z
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。 o~<Xc
其传动方案如下: + 2v6fan
;]!QLO.bs^
图一:(传动装置总体设计图) {2 l35K=
V,:^@ 7d
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 n]:Xmi8p
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 '[(]62j
传动装置的总效率 g<U\7Vp\1
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; kT)[<`p
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, NV\t%/ ?
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, l7#5.%A
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 1oU/gm$7\q
9/2VU<
K
2.电动机的选择 @9#l3
y0s=yN_
电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, Z
0&=Lw
经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, XzLB#0
则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 8LuM eGs
jMUd,j`Opx
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, ?-M?{De
h; " 9.
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 "y~tAg
0C!f/EZK
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 wNc.z*+O"H
E$O-\)wY0
h pf,44Kg
方案 电动机型号 额定功率 +}3l$L'bY
P FK;3atrz
kw 电动机转速 (4]M7b[S$
电动机重量 xf2|9Tqt
N 参考价格 u%m,yPU~B
元 传动装置的传动比 Iu"7
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 l9{}nz
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 h;TN$ /
V[DiN~H
中心高 ZZ'5BfI"I%
外型尺寸 ya3k;j2C
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 M02U,!di
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 (8"advc6
a4d7;~tZ
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 U80h0t%
*Aqd["q
(1) 总传动比 KC+jHk
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 xP{)+$n
(2) 分配传动装置传动比 ?Vre"6U
=× TXL!5,
X_
式中分别为带传动和减速器的传动比。 `;j@v8n$*
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 ^cDHC^Wm
4.计算传动装置的运动和动力参数 lcVZ 32MQ
(1) 各轴转速 9{*$[%d1
==1440/2.3=626.09r/min k~%j"%OB
==626.09/5.96=105.05r/min iW%~>`tT
(2) 各轴输入功率 HPryq )z
=×=3.05×0.96=2.93kW C))x#P36
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW T
W#s)iDi
则各轴的输出功率: =;Q:z^S
=×0.98=2.989kW gpw,bV
=×0.98=2.929kW Xb<>AzEM
各轴输入转矩
/\.[@]
=×× N·m .Gt_~x
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· ;mT
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m !!k^M"e2
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m
CK+t6Gp
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m O!G!Gq&
=×0.98=242.86N·m (b;Kl1Ql]
运动和动力参数结果如下表 @}\i`H1s
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min xyD2<?dGUb
输入 输出 输入 输出 %?hvN
电动机轴 3.03 20.23 1440 H)k V8wU
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 E1j3c
:2
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 Cs4ks`Z18
uf^HDrr<L
5、“V”带轮的材料和结构 6H1;Hl
f
确定V带的截型 1/f{1k
工况系数 由表6-4 KA=1.2 =Y- .=}jp;
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 Y&<]:)
V带截型 由图6-13 B型 A?bqDy
ZsNZ3;d@u(
确定V带轮的直径 t"s$YB>}
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm UgLFU#
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s pZcY[a
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm n:[@#xs-
$cWt^B'
确定中心距及V带基准长度 _\.4ofK(
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 s:k?-u@
360<a<1030 8y']kVg
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm efNscgi
bvOnS0,y
初定V带基准长度 ]Cs=EZr
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm %VGW]!QR
z/]]u.UP
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm )@ofczl6
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm 5T%2al,F`
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 w4fQ~rcUIc
"F =NDF
确定V带的根数 +[R^ ?~VK
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw eBH:_Ls_-^
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 's.e"F#
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 %JHv2[r^P
带长修正系数 由表6-2 KL=1 9Fy'L#%
"=w:LRw
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 )m#Y^
1>uAVPa
取Z=2 J'ZC5Xr
V带齿轮各设计参数附表 3%+!qm
I 12Zh7Cc:
各传动比 !?>QN'p.b
8_E(.]U
V带 齿轮 _Vl~'+ e
2.3 5.96 'A>?aUq]:
;Xf1BG r
2. 各轴转速n Oi'y0S~g
(r/min) (r/min) ttdY]+Fj
626.09 105.05 Zs]n0iwM'@
_9]vlxgtG(
3. 各轴输入功率 P :tbgX;tCs5
(kw) (kw) R `Fgne$4
2.93 2.71 `#'j3,\6
Q5}XD
4. 各轴输入转矩 T 2{.g7bO
(kN·m) (kN·m) Yn[>Y)
43.77 242.86 Z;V(YK(WO.
H[nco#
5. 带轮主要参数 v)T#
iw[
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) t
V(
WhP
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 UWnF2,<s;
带的根数z B$6KI
160 368 708 2232 B 2 8h0C G]
8{=|<
6.齿轮的设计 SswcO9JCX3
;<q2
(一)齿轮传动的设计计算 1a/C(4_k
eM{u>n+`F0
齿轮材料,热处理及精度 2GORGS%
考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 8^^ 1h
(1) 齿轮材料及热处理 ]\KVA)\
① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 h]h"-3
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 nShXY6bA
② 齿轮精度 24nNRTI
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 5q*s_acQ
QRvyaV
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 aXQS0>G%(
按齿面接触强度设计 u178vby;l
c+&Kq.~K
确定各参数的值: ,@c1X:
①试选=1.6 r-wCAk}m*?
选取区域系数 Z=2.433 Dm{Xd+Y
v@|<.
则 HA8A}d~
②计算应力值环数 ]:#=[CH
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) y~\ujp_5w
=1.4425×10h {ibu0
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) haBmwq(f
③查得:K=0.93 K=0.96 {j9TzR
④齿轮的疲劳强度极限 J{^md0l
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: o_`6oC"s
[]==0.93×550=511.5 t 8 6w&
'=vZAV`
[]==0.96×450=432 Dc@ O Mr
许用接触应力 sBB[u'h!
#%Bt!#
⑤查课本表3-5得: =189.8MP ~1D^C |%
=1 SFRP
?s
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 7bk77`qWr
=4.47×10N.m 2=- .@,6
3.设计计算 ~;3#MAG
①小齿轮的分度圆直径d L&DjNu`!9
A!Cby!,
=46.42 'o6}g p)
②计算圆周速度 pdRM%ug
1.52 . 2$J-<O
③计算齿宽b和模数 /^AH/,p
计算齿宽b k7Bh[ ..!
b==46.42mm %h@1lsm1+
计算摸数m :c~SH/qS
初选螺旋角=14 La )M
= Rpg g
:
④计算齿宽与高之比 U@NCN2I
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 q4[8\Ua
=46.42/4.5 =10.32 LAlwQ^v|
⑤计算纵向重合度 `=H*4I-"
=0.318=1.903 ~jL%l
⑥计算载荷系数K `jGeS[FhR
使用系数=1 EW*sTI3
根据,7级精度, 查课本得 }yK7LooM
动载系数K=1.07, a*y9@RC}
查课本K的计算公式: ;.uYWP|9
K= +0.23×10×b M!'d
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 > O?WRCB
查课本得: K=1.35 ).;{'8Q
查课本得: K==1.2 <4;
nq~
故载荷系数: iT
:3e%
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 Ob/)f)!!
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 BDI@h%tJb:
d=d=50.64 uC;_?Bve
⑧计算模数 BQ0?B*yqd
= ?9()ya-TE
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 QCW4gIp
由弯曲强度的设计公式 9s^$tgH
≥ 9!jPZn
K>DN6{hnV;
⑴ 确定公式内各计算数值 qUd7O](b=?
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m GK}52,NM
确定齿数z S/XU4i:aV
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 QEs$9a5TE
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 =\< 7+nv
Δi=0.032%5%,允许 k`m7j[A]l
② 计算当量齿数 %3a-@!|1<
z=z/cos=24/ cos14=26.27 ML_VD*t9
z=z/cos=144/ cos14=158 m`-);y
③ 初选齿宽系数 N1ipK9a
按对称布置,由表查得=1 "@&TC"YG0
④ 初选螺旋角 ekhv.;N~
初定螺旋角 =14 *)Qv;'U=rn
⑤ 载荷系数K %*gf_GeM
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 :cC$1zv@
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y 3 09
pl
查得: PT2;%=f
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 0 #8
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 P+j=]Yg
0$)Q@#
⑦ 重合度系数Y 1Z}5ykM3
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 :/T\E\Qr
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 zL
yI|%KH
=14.07609 XYo,5-
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 5*$yY-A
⑧ 螺旋角系数Y xG/Q%A
轴向重合度 =1.675, LDjtkD.r
Y=1-=0.82 5?-HQoT)G
w~*@TG
⑨ 计算大小齿轮的 Ocdy;|&
安全系数由表查得S=1.25 M1kA- Xr
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 .gJ2P?
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 KyyRHf5
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 Vu5?;|^:
查课本得到弯曲疲劳强度极限 -$Z1X_~;)<
小齿轮 大齿轮 X+;[Gc}(W
\1<'XVS
查课本得弯曲疲劳寿命系数: }Ja-0v)Wf
K=0.86 K=0.93 %4*c/ c6
63W;N7@
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 *2zp>(%
[]= %y6Q3@
[]= ^#:;6^Su
y&$n[j
^>IP"k F
大齿轮的数值大.选用. AY/.vyS
1q7&WG
⑵ 设计计算 cdMSC7l!
计算模数 aRMlE*yW
\(\a=
LE8<JMB
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: p1KhI;^
Ljy797{f
z==24.57 取z=25
aN0[6+KP;
stRM*.
那么z=5.96×25=149 >G5aFk
~~/,2^
② 几何尺寸计算 ]M5~p^ RB
计算中心距 a===147.2 :TQp,CEa
将中心距圆整为110 =*\.zr
?J:w,,4m
按圆整后的中心距修正螺旋角 ftYJ 3/ WH
60+ zoL'
=arccos B(W~]i
o+1(N#?m9
因值改变不多,故参数,,等不必修正. 7%^G]AFi
3:WqUb\QK
计算大.小齿轮的分度圆直径 wp?:@XM
N
)Z>]&5
d==42.4 D]@(LbMG4
k$kE5kh,S
d==252.5 (e7!p=D
oYu xkG
计算齿轮宽度 FSEf0@O:
=7Ud-5c
B= eft=k}
^EUR#~b5iy
圆整的 \}b2oiY
OR@
67Y
大齿轮如上图: X/4CXtX^
+M=h+3hw](
>+%#m'Y&&
px;~20$e
7.传动轴承和传动轴的设计 <,~OcJG(
d7V/#34
1. 传动轴承的设计 KtQs uL%
^OY$
W
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 ~}_^$l8#-Q
P1=2.93KW n1=626.9r/min P'<i3#;7X
T1=43.77kn.m I*-\u
⑵. 求作用在齿轮上的力 m^ xTV-#l@
已知小齿轮的分度圆直径为 gNZwD6GMe?
d1=42.4 kZ%
AGc
而 F= E^-c,4'F
F= F !BoGSI
fV"Y/9}(
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N Wg}KQ6
6
p cLKE
ZK
l+Wux$6U
8>C4w 5kF
⑶. 初步确定轴的最小直径 ,Q"'q0hM=
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 0fqcPi
=IL\T8y09
+-!3ruwSn
]t0o%w
从动轴的设计 u#ya
8
8-G )lyfj
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, =zn'0g,J4
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M gN/!w:
⑵. 求作用在齿轮上的力 Y][12{I{
已知大齿轮的分度圆直径为 =i)%AnZ^9
d2=252.5 ^(;x-d3
而 F= $oW=N
F= F /g u
VA
sV"tN2W@
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N 4u5j
7`O
(XOz_K6c%K
<J^5l0)q
5RLO}Vn]
⑶. 初步确定轴的最小直径 7@{%S~TN
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 [+WsVwyf?
Pim
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 dC6>&@
VX
查表,选取 g=td*S
8>x5|
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 W1)SgiXnuy
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 QbdXt%gZe
;W{z"L;nX
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 'pA%lc)
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 :3M,]W]
rRevyTs
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. v J0v6\
o*$KiD
D B 轴承代号 nDn+lWA=g
45 85 19 58.8 73.2 7209AC 4<s;xSCL
45 85 19 60.5 70.2 7209B w^L`"
50 80 16 59.2 70.9 7010C ~;(\a@ _
50 80 16 59.2 70.9 7010AC $l,U)
q;AD#A|\
z_(l]Ern}
Z&^vEQ
Q^{TcL8
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 Y5E0n(Z
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, pKLcg"{[F
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. *c#DB{N
/%m?D o
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.
k[mp(
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, b$2=w^*
高速齿轮轮毂长L=50,则 {ZUk!o>m@
nIH(2j
L=16+16+16+8+8=64 `_yksh3zL4
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. k8E2?kbF
OC5oxL2HTe
5. 求轴上的载荷 YEV;GFI1
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, kYS#P(1
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. 7_Vd%<:
j &[lDlI_
v0r:qku
M]V
j
4=q4_ \_T
oi Q3E
h(2{+Y+
p!DdX
T>|+cg
oItC;T
`mkOjsj &
传动轴总体设计结构图: v2|zIZ
U-?r>K2
'1!%yKc0
mmFcch$Jv
(主动轴) Iv7BIK^0
bIt{kzuQC
:qXREF@h
从动轴的载荷分析图: P,S!Z&!
0lt1/PEKx2
6. 校核轴的强度 d;%~\+)x4
根据 5UL5C:3R9
== Xj?LU7
前已选轴材料为45钢,调质处理。 L_Z`UhD3{
查表15-1得[]=60MP =]Y'xzJuu
〈 [] 此轴合理安全 +L?;g pVE&
&hpznIN
8、校核轴的疲劳强度. 6wiuNGZb
⑴. 判断危险截面 I2{zy|&
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. eJOo~HIWQ
⑵. 截面Ⅶ左侧。 (4l M3clF
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 OwC{ Ad{
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 #SLiv
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 ;XY#Jl>tg
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 oz'jt} ?
截面上的弯曲应力 -?T|1FA,
MMRO@MdfV
截面上的扭转应力 p<a~L~xH6
== Z_<Wr7D
轴的材料为45钢。调质处理。 H_JT"~_2
由课本得: b4^a
zY
<D nv=)Rq
因 D5T0o"A
经插入后得 7Il
/+l(
2.0 =1.31 arPqVMVr
轴性系数为 [:Odb?+ `F
=0.85 ]N'4q}<5o
K=1+=1.82 wW/wvC-
K=1+(-1)=1.26 h" YA>_1
所以 (j}Wt8
K0^+2lx
综合系数为: K=2.8 Izfj
9h ?
K=1.62 nRZ T~S4
碳钢的特性系数 取0.1 0w^awT<$6
取0.05 \]/6>yT
安全系数 jK=-L#hz
S=25.13 iV%tn{fc
S13.71 C"}]PW
≥S=1.5 所以它是安全的 Xo4K!U>TzZ
截面Ⅳ右侧 QEL3b4Vm
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 0.Nik^~
{u7_<G7
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 &_6B{Q
g|3FJA/
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 o2(*5*b!@e
F[|aDj@q e
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 ;@u+b0
j
截面上的弯曲应力 wmS:*U2sc
截面上的扭转应力 q(@hYp#O"3
==K= 5E|/n(
K= Z"<tEOs/En
所以 Oz,/y3_
综合系数为: UD r@
K=2.8 K=1.62 ?<$DQ%bf
碳钢的特性系数 zwX1&rN
取0.1 取0.05 z+@Jx~<i
安全系数 b{d@:"
S=25.13 [318Q%W&
S13.71 4~{q=-]V
≥S=1.5 所以它是安全的 |N>TPK&Xt
1@0ZP~LTB
9.键的设计和计算 a)8M'f_z
#PRkqg+|
①选择键联接的类型和尺寸 ?\Jl] {i2
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. {7X80KI
根据 d=55 d=65 '%9e8C|
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 *e05{C:kS
b=20 h=12 =50 ]^^mJt.Iv
a2un[$Jq`
②校和键联接的强度 DbkKmv&
查表6-2得 []=110MP -d
6B;I<'
工作长度 36-16=20 +lqX;*a=N
50-20=30 _gF )aE
③键与轮毂键槽的接触高度 4h~o>(Sq
K=0.5 h=5 "o[j'
K=0.5 h=6 i~6qOlLD-
由式(6-1)得: F&lvofy23
<[] +Te;LJP
<[] )W/mt[;
两者都合适 ]T! >]
取键标记为: _6 |lw&o07
键2:16×36 A GB/T1096-1979 (-(sBQ a+
键3:20×50 A GB/T1096-1979 T/&4lJ^2l^
10、箱体结构的设计 v [ 4J0
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, !7-dqw%l
大端盖分机体采用配合. @ zE>n
Ie~#k[X
1. 机体有足够的刚度 ^i^/d#
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 _0<EbJ8Z
RscU=oaKi
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 qJN2\e2~f
eZm,K'/!
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 ~sSlfQWMzy
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 #yk
m
TnqspS2;R
3. 机体结构有良好的工艺性. gG^K\+S
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. s^b2H
!~
<OcD [5
4. 对附件设计 M38QA
A 视孔盖和窥视孔 iii2nmiK
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 !e>EDYbY
B 油螺塞: [g:ZIl4p\P
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。 z5v)~+"1
C 油标: ~ b;%J:
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 h$FpH\-
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. 54w..8'
N4Z%8:"pj
D 通气孔: &JM|u ww?1
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. K_4}N%P/))
E 盖螺钉: wTGH5}QZ+
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 &oTUj'$
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. %W=S*"e-
F 位销: ([='LyH];z
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. >v9 ("
G 吊钩: AAE8j.
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. 9GuG"^08
`)FSJV1
减速器机体结构尺寸如下: i*' 6"
jX79Nm|
名称 符号 计算公式 结果 vcnUb$%
箱座壁厚 10 e`fN+
箱盖壁厚 9 #N?EPV$
箱盖凸缘厚度 12 @JS O=8
箱座凸缘厚度 15 lz?F ,].
箱座底凸缘厚度 25 yT<yy>J9l#
地脚螺钉直径 M24 vlAYKtl3]
地脚螺钉数目 查手册 6 VQO6!ToKY
轴承旁联接螺栓直径 M12 6u`E{$
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 TpLlbsd
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 ^<#08L;
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 =l
TV2C<
定位销直径 =(0.7~0.8) 8
g-MaP
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 j()<.h;'
22 -ckk2D?
18 9pD=E>4?#
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 445}Yw5;9
16 4hep1Kz%
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 Np=IZnpt
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 8r7~ >p~
齿轮端面与内机壁距离 > 10 \J r ta
机盖,机座肋厚 9 8.5 Nh7+Vl
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) y-qbK0=X4
150(3轴) RfVVAaI
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) i>w'$ {
150(3轴) K
r9 P#Y
{k=H5<FV
11. 润滑密封设计 sBGYgBu!a
8jW"8~Y#0
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. y<bA Y_-[
油的深度为H+ y#Je%tAe
2
H=30 =34 %y{#fZHc
所以H+=30+34=64 8{aS$V"
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 y -j3d)T
XS5*=hv:
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 D3s]49j)
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 j_\nsM7
密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 i#o:V/Z.
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 ^W|B Xxo
?YzOA${
12.联轴器设计 8C1 ' g7A<
pJ Iq`)p5
1.类型选择. 7/nnl0u8
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 G j^J pG
2.载荷计算. J0@<6~V6o
公称转矩:T=95509550333.5 x#ub % t
查课本,选取 c+:LDc3!Gb
所以转矩 fG2hCP+
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 {//;GC*
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm +.gM"JV
f$Fa*O-
四、设计小结 jU\vg;nr
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。 <smi<syx
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。 q 65mR!)
五、参考资料目录 R4+Gmx1
[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; o";5@NH
[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; wg<UCmfu!
[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; ]PQ] f*Ik>
[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; cNX,%
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 Ve,h]/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; >\=~2>FCD
[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。