机械设计基础课程设计任务书 cbh#E)['
YV1a3
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 :,S8T%d
QxL@'n#5
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) cVB|sYdf
4j.
|Y
目 录 $#G6m`V
|B%BwE
一 课程设计书 2 )RA\kZ "
K9C@dvFH
二 设计要求 2 dXhCyr%"6
1#>&p%P!
三 设计步骤 2 tKG;k"wk
Q/QQ:t<XUi
1. 传动装置总体设计方案 3 @)OnIQN~
2. 电动机的选择 4 Q\o$**+{
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 u>,lf\Fgz
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 2AXF$YjY
5. 设计V带和带轮 6 BN\fv,
6. 齿轮的设计 8 nW$A^
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 &\"Y/b]
8. 键联接设计 26 [}A_uOGEP
9. 箱体结构的设计 27 ){O1&|z-
10.润滑密封设计 30 wGOMUWAt
11.联轴器设计 30 C3
gZ6m
#$rf-E5g-K
四 设计小结 31 Z7/vrME6
五 参考资料 32 qa
6=W
~@[(N]=q
一. 课程设计书 1-6gB@cvQ
设计课题: :S QDqG
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 \#\`!L[1
表一: NK+FQ^m[
题号 <S\;k@f
@9_nwf~X4
参数 1 ?G4iOiyt
运输带工作拉力(kN) 1.5 $xRo<,OV+
运输带工作速度(m/s) 1.1 H o4B
卷筒直径(mm) 200 457fT |
dr|| !{\
二. 设计要求 Wk/fB0
1.减速器装配图一张(A1)。 S}zC3
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 f![xn2T
3.设计说明书一份。 /Y;+PAy
C+/Eqq^(
三. 设计步骤 9USrgY6_
1. 传动装置总体设计方案 -!XrwQyk
2. 电动机的选择 /J1S@-
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 H{j~ihq7
4. 计算传动装置的运动和动力参数 :FoOQ[Q
5. “V”带轮的材料和结构 H<V+d^qX\w
6. 齿轮的设计 %:"
RzHN
7. 滚动轴承和传动轴的设计 =:4'
8、校核轴的疲劳强度 dzgs%qtK
9. 键联接设计 zo_k\K`{@
10. 箱体结构设计 k k
8R
11. 润滑密封设计 H,(F1+~d
12. 联轴器设计 jv*Dg (
*mf}bTiS
1.传动装置总体设计方案: ZvUp#8x(3
a;56k
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 I") H~
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, B1y<.1k
要求轴有较大的刚度。 'GrRuT<
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 0FG5_t"",\
其传动方案如下: l!\1,J:}Z
`!zQ
图一:(传动装置总体设计图) Bp&6x;MJf
_mw13jcN]
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 3|q2rA
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 &K06}[J
传动装置的总效率 vkd *ER^
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; Er`TryN|}
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, W7%p^;ZQ$
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, :[L{KFQU
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 1lbwJVY[
]AFj&CteZ/
2.电动机的选择 {*sGhGwr
';_1rh
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, )i&%cyZw
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, (gLea
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。 :]EP@.(
]t*33
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, y^9bfMA
1JIG+ZN md
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 uH$oGY
&xgZFSq
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 eUYZxe :6
dFzYOG1
QQ*gFP.Ao
方案 电动机型号 额定功率 O97VdNT8
P Dq|GQdZ>o
kw 电动机转速 yGRR8F5>(
电动机重量 "";=DH
N 参考价格 %yeu"
元 传动装置的传动比 \e_IFISC
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 @]*[c})/
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 B<Ol+)@,}
2v4W6R
中心高 1^S'sWwe
外型尺寸 X|,["Az
8
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD )GK+
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 z23#G>I&
v3-5"q!Sq
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 ;r3}g"D@
)u<eO FI+
(1) 总传动比 KVg[#~3
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 : g5(HH
(2) 分配传动装置传动比 ~)_K"h.DY
=× emA.{cVr!
式中分别为带传动和减速器的传动比。 rjXnDh]MC
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 d<!IGt4Ky
4.计算传动装置的运动和动力参数 {aoMJJq
(1) 各轴转速 2R\+}
==1440/2.3=626.09r/min p:Oz<P
==626.09/5.96=105.05r/min '(tj[&aL
(2) 各轴输入功率 W-1sU g[AN
=×=3.05×0.96=2.93kW 0JK2%%
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW w~]T<^fW~
则各轴的输出功率: \Yd4gaY\o
=×0.98=2.989kW =x1Wii$`
=×0.98=2.929kW "w9`cz9a~J
各轴输入转矩 1&|
=×× N·m se#@)LtZ
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· f9a$$nb3`
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m =MxpH+spI
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m Xo\S9,s{
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m *Z; r
B
=×0.98=242.86N·m Je 31".
运动和动力参数结果如下表 *,0+RAS vq
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min ?,>5[Ha^?
输入 输出 输入 输出 V:OiW"/
电动机轴 3.03 20.23 1440 &sdx`,
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 i-]U+m*
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 yyjw?#\8
iy}xICt
5、“V”带轮的材料和结构 '$?du~L-
确定V带的截型 ~;8I5Sge
工况系数 由表6-4 KA=1.2 4vLw?_".
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 Y.NE^Vn0
V带截型 由图6-13 B型 z+
ZG1\
T<6GcI>A
确定V带轮的直径 x9&p!&*&IT
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm }vY.EEy!
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s Gc'M[9Mh
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm M$H `^Pv
#|?8~c;RWG
确定中心距及V带基准长度 Im+7<3Z
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 </=3g>9Z
360<a<1030 ceG&,a$\
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm Z9VR]cf?
?A&%Cwj
初定V带基准长度 SO_>c+Dw
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm tF%QH[
+ {e`]t>_
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm #1gO?N(<=
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm G\ex^&M
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 , D"]y~~I5
#kci=2q_
确定V带的根数 iZ "y7s
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw }LQC.!
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 Cfv]VQQE
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 |vz9Hs$@l
带长修正系数 由表6-2 KL=1 0X>T+A[E
=)
}nLS3t
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 $@.jZ_G
pV=@sz,G
取Z=2 `*k@4.J{
V带齿轮各设计参数附表 SY T$3|a
!^?qU;|
各传动比 V{ |[oIp
" #v%36U
V带 齿轮 x*q35K^PE
2.3 5.96 ,H{={aln
!iJipe5
2. 各轴转速n P)hi||[
(r/min) (r/min) ~},W8\C>
626.09 105.05 7&|6KN}c
yWY|]Pp
3. 各轴输入功率 P 2y%R:Mu
(kw) (kw) Dr+ Ps
2.93 2.71 oKa>.e7.
cmDT
+$s
4. 各轴输入转矩 T %*K;np-q{
(kN·m) (kN·m) ix*muVBj.
43.77 242.86 L!y"d!6C
(a#pvEY
5. 带轮主要参数 B}\BeFt'
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) E1(1E?}!
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 -_>.f(1
带的根数z vD26;S.y[a
160 368 708 2232 B 2 Z@M6!;y#
m&/=&S
6.齿轮的设计 d.r Y-k
g>n0z5&TNF
(一)齿轮传动的设计计算 [h-norB((
D#0O[F@l##
齿轮材料,热处理及精度 %l|\of7P2}
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 #>[wD#XJV
(1) 齿轮材料及热处理 G~!C=l
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 l$M +.GB<
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 AC4 l<:Yh
② 齿轮精度 bEI!Ja
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 U^ ?=
0+
(U9a@1
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 3U;1D2"AE
按齿面接触强度设计 e U;jP]FA
Y/lN@
确定各参数的值: 6+PGwCS
①试选=1.6 w2zp#;d
选取区域系数 Z=2.433 %\I.DEYH
[cpNiw4e
则 XTo8,'UaP
②计算应力值环数 d)KF3oA
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) i!,HB|wQ
=1.4425×10h m
=k%,J_
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) r/PKrw sC
③查得:K=0.93 K=0.96 .@k *p >K
④齿轮的疲劳强度极限 &t_h'JX&
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: *s\sa+2al
[]==0.93×550=511.5 ny1 \4C
Kz[BB@[
[]==0.96×450=432 - 9-fX(I
许用接触应力 H[nz]s
t.U{Bu
P
⑤查课本表3-5得: =189.8MP %h/! Y<%
=1 _9kIRmT{
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 *h:kmT
=4.47×10N.m RGp'b
3.设计计算 p;`N\.ld
①小齿轮的分度圆直径d _6rKC*Pe1
)eR$:uO
=46.42 `%y5\!X
②计算圆周速度 QJSr:dP4dG
1.52 [Vp\$;\nT
③计算齿宽b和模数 xR}of"
计算齿宽b Tz` ,{k
b==46.42mm q"nGy#UWR
计算摸数m 9h&yuS'Yj
初选螺旋角=14 6LM9e0oxy
= !nzGH*td
④计算齿宽与高之比 b n-=fb(
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 |-61(X.
=46.42/4.5 =10.32 7$_
:sJ
⑤计算纵向重合度 <25ccE9^c
=0.318=1.903 2AK}D%jfc
⑥计算载荷系数K J]\^QMX
使用系数=1 Z4@y?fv7s
根据,7级精度, 查课本得 ,8VXA +'_
动载系数K=1.07, Ja [#[BJ?
查课本K的计算公式: 6b#~;
K= +0.23×10×b @p]UvqtB@
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 KN, 4@4
查课本得: K=1.35 OjATSmZ@@
查课本得: K==1.2 @C_ =*
故载荷系数: 4J}3,+
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 Q>%E`h
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 b1)\Zi
d=d=50.64 wY`#$)O0*
⑧计算模数 OG}KqG!n
= f?-J#x)
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 PbN3;c3
由弯曲强度的设计公式 4(|yD;
≥ vJThU$s-
e~
BJvZ}Q
⑴ 确定公式内各计算数值 {(0Id !
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m ?(Bl~?zD
确定齿数z mATH*[Y
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 8Fx]koP.
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 PUKVn+h
Δi=0.032%5%,允许 AY;<q$8j%,
② 计算当量齿数
JWWInuH
z=z/cos=24/ cos14=26.27 PW)8aLU
z=z/cos=144/ cos14=158 UM\}aq=,
③ 初选齿宽系数 xT=ySa$|>
按对称布置,由表查得=1 KBj@V6Q
④ 初选螺旋角 l7~Pa0qD
初定螺旋角 =14 |0]YA
⑤ 载荷系数K >#?iO]).
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 kQ[Jo%YT?E
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y ==` Pb
查得: #G~wE*VR$
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 tWX7dspx/
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 i'iO H|s
6VFirLd
⑦ 重合度系数Y z L8J`W
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7
I1i:}g/
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 xD^wTtT
=14.07609 P
eHW[\)
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 MYu`c[$jZ
⑧ 螺旋角系数Y {83C,C-
轴向重合度 =1.675, :mn(0
R~
Y=1-=0.82 1VGpq-4*j
8=pv/o
⑨ 计算大小齿轮的 (gDQ\t@3-
安全系数由表查得S=1.25 ph+M3q(z
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 =-m(\}
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 6+?wnp-
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 7?,7TR2Ny
查课本得到弯曲疲劳强度极限 ka8$dfC
小齿轮 大齿轮 T?#s'd
YQx?*
gZS
查课本得弯曲疲劳寿命系数: hd8B0eD'
K=0.86 K=0.93 ^8Z@^M&O"
qL,ka
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 [bsXF#
[]= #)FDl70S8
[]= },v&rkwR
\Vz,wy%-
G~S))p
大齿轮的数值大.选用. "A]?M<R
Ca
X^)
⑵ 设计计算 aDN.gMS
计算模数 WX ,p`>n
3`xsK[
[z^Od
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: ~Po\ En
qg|Ox*_od"
z==24.57 取z=25 p%tE v
K[*h+YO
那么z=5.96×25=149 ed=n``P~}
0u>yT?jP
② 几何尺寸计算 ^u3*hl}YKy
计算中心距 a===147.2 WFRsSp2
将中心距圆整为110 7:z>+AM[r
/q T E
按圆整后的中心距修正螺旋角 xm^N8
A0S8Dh$
=arccos Z>X9J(=
_a fciyso
因值改变不多,故参数,,等不必修正. Ndo}Tk!
eU`;L[
计算大.小齿轮的分度圆直径 gAj0ukX5
.#"1bRWpZ
d==42.4 -!@H["
ZT r:xX{R6
d==252.5 5QKRI)XpZ
y2U/$%B)G
计算齿轮宽度 Pb0)HlLq
fBf]4@{
B= S> .q5
6BUBk>A`
圆整的 m\_+)eI|
sf
fV.cC`
大齿轮如上图: fdN45in=>
BHEs+e0
"tfn?n0
rFf:A-#l
7.传动轴承和传动轴的设计 u.$Ym
cZ6?P`X
1. 传动轴承的设计 K/!/M%GB6
|!{z?
i
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 Ti hnSb
P1=2.93KW n1=626.9r/min 4s[`yV
T1=43.77kn.m "(Mvl1^BT
⑵. 求作用在齿轮上的力 o^8*aH)I>Y
已知小齿轮的分度圆直径为 Jw2B&)k/
d1=42.4 yZ?xt'tn
而 F= :8](&B68gE
F= F ?$UH9T9)
Lc58lV=
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N lt }r}HM+
<9=zP/Q
z`c%?_EK
/TzNdIv
⑶. 初步确定轴的最小直径 .UNF~}^H
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 _2NN1/F5
AEB/8%l};v
AmP#'U5
xylpiSJ
从动轴的设计 s;vWR^Ll
or?0PEx\
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, K4iI:
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M b\kN_
⑵. 求作用在齿轮上的力 D."cQ<sxpN
已知大齿轮的分度圆直径为 3?!G-
d2=252.5 NYWG#4D
而 F= }rO?5
F= F sjkWz2]S
pYYqGv^oa
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N qFV;n6&V
aQz|!8Is
i58ZV`Rk`
RY>)eGJ
⑶. 初步确定轴的最小直径 A~qW.
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 r~ZS1Tp
K<$wz/\
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 vpZu.#5c
查表,选取
EJWOXxU
:iP>z}h
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 G3 Idxs
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 Mfnlue](
FZ[@])B
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 jA20c(O
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 。 ^n\9AE3
\(.nPW]9
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. BNAguAxWo
{DKXn`V
D B 轴承代号 5*s1qA0^
45 85 19 58.8 73.2 7209AC w$w>N(e
45 85 19 60.5 70.2 7209B [W^6u7~
50 80 16 59.2 70.9 7010C (|yRo
50 80 16 59.2 70.9 7010AC [VY8?y
:z0s*,QH
71oFm1m{
dzjB UD
\zk?$'d
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 kx"hWG4
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, l 'AK
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. 3::3r}g
y3
({(URU
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. ?aK'OIo
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, LK'S)Jk
高速齿轮轮毂长L=50,则 7\7 Brw4
m#5|J@]
L=16+16+16+8+8=64 ;n( #b8r9
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. tnQR<
X_lUD?y
5. 求轴上的载荷 /0B07B
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, uE,i-g0$Id
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. {AU` }*5
8ktjDs$=.:
Nz(c"3T;
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Jcwh|w9D8
!$:0E
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N.fQ7z=Z(M
Yv#J`b@y
RZ#alFL,
2ru*#Z#(
传动轴总体设计结构图: B-y0;0
rh:s
7
,XWay%8{E
gmF_~"^34
(主动轴) h/0<:eZ*
u%+6Mp[E
nhVK?
从动轴的载荷分析图: L:t)$iF5+
^D]7pe
6. 校核轴的强度 I,],?DQX2)
根据 n}AR/3}
== Q{H!s_6iyv
前已选轴材料为45钢,调质处理。 x*,q
Rew
查表15-1得[]=60MP Ak\D6eHcB
〈 [] 此轴合理安全 !^Z[z[
bik] JIM
8、校核轴的疲劳强度. k=h/i8i2z
⑴. 判断危险截面 7`u A
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. _H^^2#wc/
⑵. 截面Ⅶ左侧。 ),D`ZRXS
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 haEZp6Z
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 d+YVyw.z
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 )RAv[U1
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 mR"2
截面上的弯曲应力 %T&&x2p^=?
~WYE"(
截面上的扭转应力 MYDf`0{$_a
== 3&a*]
轴的材料为45钢。调质处理。 zCj*:n
由课本得: ]Vf8mkDGO
tK s4}vW
因 &dZ.+#8r
经插入后得 @mQ/WYs
2.0 =1.31 gNEzlx8A
轴性系数为 w{YtTZp3
=0.85 cdek^/
K=1+=1.82 VuO)
K=1+(-1)=1.26 (04j4teE
所以 Kd`l[56#
;4S
[ba1/
综合系数为: K=2.8 :uT
fhr
K=1.62 DMK"Q#Vw
碳钢的特性系数 取0.1 >"sKfiM)b
取0.05 ~Me&cT8
安全系数 Yn[EI7D
S=25.13 =CG!"&T
S13.71 @
@3)D%h
≥S=1.5 所以它是安全的 Q8gdI
截面Ⅳ右侧 VxPTh\O*[
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 8eS@<[[F#
fUL{c,7xda
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 nI|Lx`*v
X('Q;^`
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 -?%{A%'
YV ZSKU
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 P60]ps!M
截面上的弯曲应力 8&2gM
截面上的扭转应力 {Gb)Et]<
==K= /k3n{?$/
K= soQv?4
所以 n_xQSVI0F
综合系数为: *Y^Y
K=2.8 K=1.62 -fSKJo#}|
碳钢的特性系数
&' Nk2{
取0.1 取0.05 ]uj.uWD
安全系数 Fb<\(#t
S=25.13 g6a3MJV`
S13.71 Bu>yRL=*
≥S=1.5 所以它是安全的 S}xDB
)Ido|!]0d
9.键的设计和计算 EH!EyNNb
cnUU1Uz>
①选择键联接的类型和尺寸 ^kR^
QL$
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. E*T84Jh6
根据 d=55 d=65 {;z
L[AgCg
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 d8 BK/b
b=20 h=12 =50 $RFu
m'`5
dXK~
Z:
②校和键联接的强度 O,xAu}6f+
查表6-2得 []=110MP E6^S2J2
工作长度 36-16=20 #V9hG9%8
50-20=30 hk$nlc|$
③键与轮毂键槽的接触高度 zC>(!fJqq
K=0.5 h=5 t+)GB=C
K=0.5 h=6 WCfe!P?g
由式(6-1)得: ,w58n%)H
<[] )i6U$,]
<[] HS&uQc a
两者都合适 ~PAbLSL*u
取键标记为: @okm@6J*X
键2:16×36 A GB/T1096-1979 g7Q*KA+
键3:20×50 A GB/T1096-1979 "y
,(9_#
10、箱体结构的设计 :;#}9g9
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, Z FrXw+
大端盖分机体采用配合. ^CZ|ci6bX
-{amzyvLE
1. 机体有足够的刚度 yNMwd.r[
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 *1$~CC7
A[,"jh
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 <!HDtN
90if:mYA
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 m&z%kVsg]
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 U+A(.+d.
.N><yQ-j3'
3. 机体结构有良好的工艺性. u$/2XO
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. 8Carg~T@
C"|_j?
4. 对附件设计 c"&!=@
A 视孔盖和窥视孔 IEsD=
在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 0}C}\1
B 油螺塞: ^d$e^cU
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。 8}`8lOE7
C 油标: K[;,/:Y
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 VKfHN_m*
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. Hf]}OvT>Z
/Ta0}Y(y
D 通气孔: j<-o{6r
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. Jz8#88cY
E 盖螺钉: J3S byI!T
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 o|n0?bThS-
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. `TR9GWU+B
F 位销: `e;Sjf<
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. *8eh%3_$h
G 吊钩: ]T$w7puaJ
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. 7
,~Krzv
\yizIo.Y`
减速器机体结构尺寸如下: _~&vs<
5:3$VWLa
<
名称 符号 计算公式 结果 $[;eb,
箱座壁厚 10 %.gjBI=
箱盖壁厚 9 \bmboNe
箱盖凸缘厚度 12 q$*_C kT
箱座凸缘厚度 15 Kyiez]T6%q
箱座底凸缘厚度 25 )
G&3V
地脚螺钉直径 M24 JV{!Ukuyp+
地脚螺钉数目 查手册 6 /FZ )ej\
轴承旁联接螺栓直径 M12 1,D
^,
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 u"$HWB~@z
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 d"uM7PMs7x
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 qGUe0(
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 z9c=e46O
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 }j@@
22 u+FftgA
18 ?bi^h/f
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 .5 r0%
16 Mo
r-$a8
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 j?ubh{Izm
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 .f<,H+ m^
齿轮端面与内机壁距离 > 10 WoR**J?}w
机盖,机座肋厚 9 8.5 :WTvP$R
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) Z'M@DY/fdK
150(3轴) ttt&sW`
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) E1[%~Cpw*
150(3轴) ".Z+bi2l
3+PM_c)Y
11. 润滑密封设计 bTKxv<
!.N=Y;@lY
对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. 45JLx?rN_
油的深度为H+ ~u1JR`y
H=30 =34 FJ.
:*K[
所以H+=30+34=64 3{E}^ve
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 pDN,(Ip
1#RA+d(
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 RtEkd_2
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 ho<#i(
密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 S(xA}0]
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 N/.9Aj/h~&
b=go"sJ@>(
12.联轴器设计 DzOJ{dF
7nIMIkT:
1.类型选择. 2M`Ni&v
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 |,f6c
Omf
2.载荷计算. >qZRIDE5$
公称转矩:T=95509550333.5 j
KK48S
查课本,选取 @35]IxD
所以转矩 y5
+&