机械设计基础课程设计任务书 SP%X@~d
lO-DXbgql$
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 }WsPu o
E/:U,u{
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) 5sY$
eHgr"f*7
目 录 /!Rva"
#&|"t<}
一 课程设计书 2 >j?5?J"
NN4Z:6W5
二 设计要求 2 Oa/^A-'Q
XVs]Y'*x
三 设计步骤 2 t1Ts!Q2
-m`|S q
1. 传动装置总体设计方案 3 +~"IF+TRH
2. 电动机的选择 4 (:bf m
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 v^&HZk=(
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 K&[0`sH!
5. 设计V带和带轮 6 e i=
4u'
6. 齿轮的设计 8 FF8jW1
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 Vl^x_gs#_]
8. 键联接设计 26 uc,>VzdB
9. 箱体结构的设计 27 2* g2UP
10.润滑密封设计 30 S|=)^$:
11.联轴器设计 30 !td!">r46e
&kb~N-
四 设计小结 31 %B@NW2ZQ[
五 参考资料 32 ROkwjw
'dj3y/
k%
一. 课程设计书 I"x'
设计课题: )>ff"| X
设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V aqSOC(jU
表一: 1EV bGe%b
题号 L\4rvZa
;<i
u*a
参数 1 DGJ:#UE
运输带工作拉力(kN) 1.5 XoyxS:=>|[
运输带工作速度(m/s) 1.1 !>Nlp,r&~
卷筒直径(mm) 200 O8Mypv/C
'ON/WKJr|W
二. 设计要求 (%R%UkwP9
1.减速器装配图一张(A1)。 +Ug &
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 -)-:rRx-
3.设计说明书一份。 v
o:KL%)
>9w^C1"
三. 设计步骤 #.Dl1L/
1. 传动装置总体设计方案 yD<#Q\,
2. 电动机的选择 8fQ~UcT$
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 C6gSj1
4. 计算传动装置的运动和动力参数 l
i<9nMZ<
5. “V”带轮的材料和结构 `)O9
'568
6. 齿轮的设计 IEm?'o:
7. 滚动轴承和传动轴的设计 7}xQ4M\u$
8、校核轴的疲劳强度 Y's=31G@
9. 键联接设计 G:e=9qTf
10. 箱体结构设计 }zA|M9%E
11. 润滑密封设计 @C-dCC?
12. 联轴器设计 1
k!gR
*c#DB{N
1.传动装置总体设计方案: /%m?D o
UusAsezm:
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 b$2=w^*
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, {ZUk!o>m@
要求轴有较大的刚度。 nIH(2j
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 @IL@|Srs8
其传动方案如下: ,GWa3.&.d
<w&'E6mU
图一:(传动装置总体设计图) 9{u/|,rq1
+!@xH];
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 -AnJLFY
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 4 4QW&qL!(
传动装置的总效率 mTH[*Y,
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; ~JZLWTEe
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, #NT~GhWFf
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, T72Li"00
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 <c@dE
uEPm[oyX
2.电动机的选择 fe4/[S{a
W[QgddR
电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, fCa
lR7!
经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, [GyPwb-
则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 >o"s1*
{
UHY)+6qt]
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, >a@1y8B
G}
[$M"}
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 lxTqGwx
>CCy2W^W
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 XPYf1H
\sGJs8#v][
!6.LSY,E
方案 电动机型号 额定功率 =[4C[s
P H{P*d=9v
kw 电动机转速 &}gH!5L m
电动机重量 2P57C;N8|
N 参考价格 $LR~c)}1I
元 传动装置的传动比 "`K73M,c?9
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 ]$K5 8C
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 5'Mw{`
F[ ^ p~u{
中心高 #;2mP6a[
外型尺寸 ygm=q^bV]s
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 YbVZK4
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 w#(E+s~}
09Oe-Bg
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 #r&yH^-
N}bZdE9F
(1) 总传动比 w4y???90)
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 Z_<Wr7D
(2) 分配传动装置传动比 H_JT"~_2
=× j~2t^Qz
式中分别为带传动和减速器的传动比。 <D nv=)Rq
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 qB3&F pgW
4.计算传动装置的运动和动力参数 ZCuh^
(1) 各轴转速 iaJN~m\
M
==1440/2.3=626.09r/min P`hg*"<V
==626.09/5.96=105.05r/min !Je!;mEvI
(2) 各轴输入功率 kD+B8TrW
=×=3.05×0.96=2.93kW D>#Jh>4
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW b#e|#!Je
则各轴的输出功率: Y%rC\Ij/i
=×0.98=2.989kW >*w(YB]/$V
=×0.98=2.929kW Rm.9`<Y
各轴输入转矩 Qa16x<Xlm
=×× N·m vP<8,XG
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· ~o;*{ Q
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m wCr+/"t
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m e3&.RrA
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m $/i;UUd
=×0.98=242.86N·m 'UCF2L
运动和动力参数结果如下表 =dC5q{
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min 6v-2(Y
输入 输出 输入 输出 .=b)Ae c
电动机轴 3.03 20.23 1440 1lUY27MF
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 g|3FJA/
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 bO{wQ1)Z_
.!Q[kn0a
5、“V”带轮的材料和结构 ;@u+b0
j
确定V带的截型 x: Tm4V{
工况系数 由表6-4 KA=1.2 0Z[8d0
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 7+p=4i^@Zs
V带截型 由图6-13 B型 d 'wWj
EEp,Z`
确定V带轮的直径 a_(vpD^
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm *C(XGX\?-
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s Q[F$6m%o
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm zTt6L6:u
Et0;1
确定中心距及V带基准长度 PAXdIh[]
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 T%:W6fH7
360<a<1030 bxg9T(Bj
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm |N>TPK&Xt
1@0ZP~LTB
初定V带基准长度 Hq$?-%4
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm =:=uV0jX\
?\Jl] {i2
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm {7X80KI
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm wg,w;Gle
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 G_x<2E"d
V`"A|Y
确定V带的根数 S-6%mYf
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw oW/ #/;|`
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 rfMzHY}%
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 p[%FH?
带长修正系数 由表6-2 KL=1 ] Vbv64M3
DPZG_{3D
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 i/UHDqZ
`H6kC$^Ofx
取Z=2 E|d 8vt
V带齿轮各设计参数附表 H6XlSj
'e>0*hF[
各传动比 Bq]eNq
4HK#]M>yz
V带 齿轮 7.l[tKh
2.3 5.96 8FThu[
y\&`A:^[ A
2. 各轴转速n 5}4r'P$m:
(r/min) (r/min) ^J]~&.l
626.09 105.05 |^i+Srh
>h7qI-
3. 各轴输入功率 P (TV ye4Z
(kw) (kw) qJN2\e2~f
2.93 2.71 eZm,K'/!
~sSlfQWMzy
4. 各轴输入转矩 T jdGoPa\
(kN·m) (kN·m) 5Vzi{y/bL
43.77 242.86 f6ad@2
'lym^^MjL+
5. 带轮主要参数 w#5^A(NR
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) G~I@'[ur
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 qqSf17sW
带的根数z !;^sIoRPV
160 368 708 2232 B 2 N (W;(7
X99:/3MXB'
6.齿轮的设计 )q\|f_
%_!YonRY|X
(一)齿轮传动的设计计算 Z`23z(+
1#9 Q1@'OS
齿轮材料,热处理及精度 $)M8@d
考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 h`OX()N
(1) 齿轮材料及热处理 #AzZ4<;7
① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 <$LVAy"RD
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 x-km)2x=W
② 齿轮精度 ! 3O#'CV
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 u+GtH;<;
YAqv:
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 sHSZIkB-r
按齿面接触强度设计 +.T&U7xV
%B$~yx3#
确定各参数的值: QcGyuS.B
①试选=1.6 MS-}IHO
选取区域系数 Z=2.433 vcnUb$%
e`fN+
则 `Pv[A
②计算应力值环数 y1!c:&
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) +^
n\?!
=1.4425×10h ~r6qnC2
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) ,mR$YT8
③查得:K=0.93 K=0.96 'Jww}^h1
④齿轮的疲劳强度极限 QXnL(z
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: V^WR(Q}
[]==0.93×550=511.5 vd>X4e^j
cTpAU9|(
[]==0.96×450=432 /AX1LYlr
许用接触应力 )pV5l|`
mr]IxTv
⑤查课本表3-5得: =189.8MP 5 iUT#
=1 ,c#=qb8""
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 .olDmFQD
=4.47×10N.m 4hep1Kz%
3.设计计算 Np=IZnpt
①小齿轮的分度圆直径d 8r7~ >p~
)2KQZMtgm]
=46.42 1-4iy_d
②计算圆周速度 gf()NfUvRH
1.52 /l -lkG5
③计算齿宽b和模数 pZx'%-\-T
计算齿宽b u/3 4E=
b==46.42mm &)@|WLW
计算摸数m fJ_d,4
初选螺旋角=14 M[N$N`9
= sf\p>gb
④计算齿宽与高之比 a%a_sR\)
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 |[/[*hDZ9
=46.42/4.5 =10.32 5T)qn`%
⑤计算纵向重合度 C=&7V
=0.318=1.903 E Z95)pk
⑥计算载荷系数K j^
VAA\
使用系数=1 :uE:mY%R
根据,7级精度, 查课本得 [m3[plwe
动载系数K=1.07, E? 1"&D
m
查课本K的计算公式: IKx]?0sS
K= +0.23×10×b aV?dy4o$
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 >6ul\xMU
查课本得: K=1.35 .'QE o
查课本得: K==1.2 zi7,?bD
故载荷系数: n4Od4&r
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 Fdsaf[3[v
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 BFP (2j
d=d=50.64 t .*z)N
⑧计算模数 Ffxf!zS
= 5 Z+2
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 cn1UFmT
由弯曲强度的设计公式 x_&=IyU0j
≥ rxZ%vzVQ>
$\BRX\6(-
⑴ 确定公式内各计算数值 ,f
..46G
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m k*)O]M<,
确定齿数z es}j6A1
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 V7}5Zw1
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 0'T*l2Z`2
Δi=0.032%5%,允许 7#K%Bo2pG
② 计算当量齿数 i;4|UeUl
z=z/cos=24/ cos14=26.27 4FK|y&p4r
z=z/cos=144/ cos14=158
*k)v#;B
③ 初选齿宽系数 ?+{=>{1
按对称布置,由表查得=1 am>X7
④ 初选螺旋角 EugQr<sM#
初定螺旋角 =14 ~Pq(Ta
⑤ 载荷系数K X2>qx^jT
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 T~B'- >O
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y Hgs=qH
查得: rv>K0= t0
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 2$8#ePyq*
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 qI-q%]l
nO{@p_3mi
⑦ 重合度系数Y n3w(zB
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 xlQl1lOX
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 t Dx!m~[
=14.07609 HZ$q`e
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 F0,-7<G
⑧ 螺旋角系数Y 72oiO[>N'
轴向重合度 =1.675, L`E^BuP/
Y=1-=0.82 ,0ZkE}<=w
HF@K$RPK
⑨ 计算大小齿轮的 C1
qyjlR
安全系数由表查得S=1.25 x!$Dje}
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 uMW5F-~-+
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 +[l52p@a
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 +^!;J/24
查课本得到弯曲疲劳强度极限 7gIK+1`
小齿轮 大齿轮 .O9A[s<
4h:R+o ^H^
查课本得弯曲疲劳寿命系数: B/#tR^R
K=0.86 K=0.93 5X^bvW26
H`!%"
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 sD V*k4
[]= B- 63IN
[]= ~_vzss3-C
qta^i819
wm@/>X
大齿轮的数值大.选用. z0ULB?*"
HA}pr6Z
⑵ 设计计算 6*@\Qsp615
计算模数 _H#l&bL@C
JI1O(
5 fGUJ[F=
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: z?C;z7eT
8 jom)a
z==24.57 取z=25 .BLF7>
M1
f@roRn8p?
那么z=5.96×25=149 z!09vDB^
{bF95Hs-
② 几何尺寸计算 D8+68_BEM
计算中心距 a===147.2 rVLUT
将中心距圆整为110 Ydv\a6
=6#tJgg8
按圆整后的中心距修正螺旋角 ;9cBlthh
Y~=]RCg
=arccos mPHn &4
t
>89(
k
因值改变不多,故参数,,等不必修正. )3i}(h0
,}&E=5MF\
计算大.小齿轮的分度圆直径 o^59kQT
"Fv6u]Rv
d==42.4 kqYvd]ss
<,~
=o
d==252.5 [ e4)"A"
G>hmVd
计算齿轮宽度 5BKmp-m
[,_M@g3
B= gIA{6,A
K`PmWxNPh
圆整的 Ov{fO
v2<roG6.V
大齿轮如上图: g%w@v$
(]BZ8GOx
\6B,\l]$t@
qlUYu"`i
7.传动轴承和传动轴的设计 Qi^MfHW
w;$@ </
1. 传动轴承的设计 +4emkDTdR
DI=Nqa)r
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1
z"BV+
P1=2.93KW n1=626.9r/min 4%WV)lt
T1=43.77kn.m K[LTw_oE
⑵. 求作用在齿轮上的力 5* 1wQlL
已知小齿轮的分度圆直径为 .rj FhSr$
d1=42.4 OT7F#:2`
而 F= Mj$dDtw
F= F ;_0)f
!x. ^ya
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N &?3?8Q\
ypXKw7f(
V|NWJ7
z;x`dOP
⑶. 初步确定轴的最小直径 >Uvtsj#
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 Co8b0-Z
5=Bj?xb$'
"fLGXbNQ
GK}?*Lfs
从动轴的设计 S[UHx}.
a34'[R
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, fmie,[
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M
(H9%a-3
⑵. 求作用在齿轮上的力 c1/Gyq
已知大齿轮的分度圆直径为 uAyj##H
d2=252.5 mM~!68lR
而 F= 1$idF
F= F UQ>GAzh
bWv6gOPR3
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N -mZo`
q9qmz[
$XFG1?L!
u0$7k9mE
⑶. 初步确定轴的最小直径 '2]u{rr~+
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 {549&]/o
w0~iGr}P
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 CzzG
查表,选取 `.%;|"xR
iyOd&|.
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 'KQ]7
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 *6*#"#D
Wnl8XHPn
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 ?9vBn
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 #`GW7(M
+,>f-kaV
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. @.*[CC;&
*ILS/`mdav
D B 轴承代号 o;Zoj}
45 85 19 58.8 73.2 7209AC `#fOY$#XB
45 85 19 60.5 70.2 7209B '*>LZo4
50 80 16 59.2 70.9 7010C &X+V}
50 80 16 59.2 70.9 7010AC =&"Vf!7YR7
^yK94U;<Gy
Dr`\
=(v!pEF
V-=$:J"J'\
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 U]R?O5K
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, O%o#CBf0
③ 取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm. (%#d._j>fZ
-|[_j$g
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. Z55,S=i
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, Z(K [oUJx
高速齿轮轮毂长L=50,则 RMC|(Q<
_$ixE~w-!
L=16+16+16+8+8=64 'VJMi5Y(-
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. CI{]o&Tf
#C+Gk4"w
5. 求轴上的载荷 #]lUJ
&M}e
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, A ws#>l<
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. $:u,6|QsS=
TP{a*ke^5,
=V5.c+
X8Sk
`zzX2R Je
%-A8`lf<
Z$zUy|s[
1r~lh#_8
=AD/5E,3
)sV#
b
G)#
,39P
传动轴总体设计结构图: tB_ V%qH
e982IP
-m|b2g}"3
J $e.$ah;
(主动轴) o B6"D
On'3K+(_
G4x.''r&Sl
从动轴的载荷分析图: r`;C9#jZ
,j_{IL690
6. 校核轴的强度 :/~vaCZ
根据 `n5c|`6
== 5)nv
前已选轴材料为45钢,调质处理。 NWAF4i&$
查表15-1得[]=60MP \B}W(^\wg;
〈 [] 此轴合理安全 (Wx)YI
JG( <
8、校核轴的疲劳强度. @\"*Z&]8z0
⑴. 判断危险截面 ^1~/FU
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. q #p)E=$
⑵. 截面Ⅶ左侧。 :.35pp,0
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 PzV(e)~7
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 E`?BaCrG~
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 1)YFEU&]
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 %eV`};9
截面上的弯曲应力 ! 4oIx`
> T-O3/KN
截面上的扭转应力 *z+\yfOO"
== <oXsn.'\
轴的材料为45钢。调质处理。 J,D{dYLDD
由课本得: T^nX+;:|
xlwsZm{V
因 aJ}sYf^
经插入后得 K[kmfXKu
2.0 =1.31 +.N;h-'
轴性系数为 W@ Z=1y
=0.85 EmUxM_T/2
K=1+=1.82 A0]o/IBz
K=1+(-1)=1.26 kyjH~mK4
所以 0ay!tS
dN
p|FX_4RjX
综合系数为: K=2.8 YpKai3 B
K=1.62 SW; bE
碳钢的特性系数 取0.1 E1C8yIF
取0.05 v'>Yc#VJ
安全系数 K%gFD?{^q
S=25.13 gU~)(|Nu.
S13.71 As\5Ze9|
≥S=1.5 所以它是安全的 3LxJ}>]TO
截面Ⅳ右侧 ?hmb"^vlG
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 9@1W= sl
CC09:L?
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 -24.[E/5
#NE^f2
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 sy`s$Ed!
Ck:J
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 \k,bz0
截面上的弯曲应力 yJL"uleRT
截面上的扭转应力 "_K 6=
==K= m2! 7M%]GC
K= .UYpPuAkn
所以 E\zhxiI
综合系数为: bn`zI~WS
K=2.8 K=1.62 4eEs_R
碳钢的特性系数 =_H39)|T
取0.1 取0.05 OZ" <V^"`
安全系数 KwHOV$lD;
S=25.13 nGbrWu]w
S13.71 Vj]kJ,j\y
≥S=1.5 所以它是安全的 uUe\[-~
FSmi.7
9.键的设计和计算 9y4rw]4zI
UBVb#FNF
①选择键联接的类型和尺寸 ,$]q2aL
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. _+N^yw ,r*
根据 d=55 d=65 ^%d{i'9?
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 3DHm9n+/:
b=20 h=12 =50 K;qZc\q
&rl>{Uvq
②校和键联接的强度 q KM]wu0Et
查表6-2得 []=110MP .+Ej%|l%
工作长度 36-16=20 W.|6$hRl)
50-20=30 J qUVGEg
③键与轮毂键槽的接触高度 ^ ?=K)
K=0.5 h=5 ptR
K=0.5 h=6 fh_
.J[Y.k
由式(6-1)得: 3ngLEWT
<[] #H[4?4r
<[] 95Qz1*TR
两者都合适 W~%~^2g ;k
取键标记为: W/>?1+r.Z
键2:16×36 A GB/T1096-1979 #CPP dU$
键3:20×50 A GB/T1096-1979 aAri
10、箱体结构的设计 !_9$[Oq~
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, Uot-@|l
大端盖分机体采用配合. AD\<}/3U
swlWe}1
1. 机体有足够的刚度 &-fx=gq=
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 S=}~I
SR&
mHI-f0
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 pQ
6#L
EaD@clJS
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 RfBb{?PP)
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 FIjET1{
+q/h:q.TV
3. 机体结构有良好的工艺性. M0SH-0T;Z
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. X u):.0I
4Aew
)
4. 对附件设计 @;fE%N
A 视孔盖和窥视孔 pRvs;klf
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 }4]<P
B 油螺塞: LUNs|\&
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>DR>,3
C 油标: b0b9#9x
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 qb4;l\SfT
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. $Je"z]cy-
Qe$>Jv5
D 通气孔: K$cIVsfr
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. " ^baiN@ac
E 盖螺钉: mRH]'dlD7
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 SECQVA_y`
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. P\4tK<P|
F 位销: 5ek%d
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. =Rx?6%
G 吊钩: }t2pIkF;
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. SrtVoe[
*ZR@z80i
减速器机体结构尺寸如下: S<3!oDBs
Gd-.E7CH!
名称 符号 计算公式 结果 Om2X>/V%C
箱座壁厚 10 G'2=jHzMF
箱盖壁厚 9 h
^h-pd
箱盖凸缘厚度 12 +;*(a3Gp
箱座凸缘厚度 15 0BB@E(*
箱座底凸缘厚度 25 8I\eromG
地脚螺钉直径 M24 Hu9R.[u
地脚螺钉数目 查手册 6 ; eF4J
轴承旁联接螺栓直径 M12 n
[Xzo}
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 ]cqZ!4?_
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 zI&4k..4
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 IR
dz(~CP
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 %<C
G|]W
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 6IY}SI0N
22 Ui|a}`c
18 ,(0XsBL
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 QHzX
5$IM
16 c =N]!
,MO
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 *_<*bhR<
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 DV[ Jbl:)
齿轮端面与内机壁距离 > 10 gQh Ccv
机盖,机座肋厚 9 8.5 sIRrEea
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) :.S41S
150(3轴) H'0*CiHes
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) g<iwxF
150(3轴) k<'vP{
4 ?@uF[
11. 润滑密封设计 S`c]Fc
rZ.a>'T4
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. d0A\#H_&
油的深度为H+ `,-hG
H=30 =34 sMfFm@\ N
所以H+=30+34=64 L.0} UXd
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 *%N7QyO`I
OHP3T(Q5
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 KBr5bcm4u
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 Kcw1uLb
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 L`\`NNQC
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 R)d99j^"
K_&c5(-(_
12.联轴器设计 ^?6
W<
g;-+7ViIr
1.类型选择. h#@4@x{
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 Ie2w0Cs28
2.载荷计算. gl9pgY1ni
公称转矩:T=95509550333.5 HhWwc#B
查课本,选取 Vgqvvq<S
所以转矩 u_4:#~b
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 5S\][;u
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm Y*kh$E%<#
Lf;
ta
四、设计小结 @7Rt4}g
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。 KO-Zz&2f
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。 ^/%o%J&