机械设计基础课程设计任务书 $d{{><
|L.QIr,jCC
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 V9I5/~0c
5'?K(Jdmp
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) ])'22sY
o?b$}Qrl
目 录 M '$n".,p
"639oB
一 课程设计书 2 zIf/j k
o>311(:
二 设计要求 2 hvQOwA;e
R#1h.8
三 设计步骤 2 qm4 Ejc<
fBR,Oneo
1. 传动装置总体设计方案 3 `XB(d@%
2. 电动机的选择 4 @ >%I\
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 HY~\e|o
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 Ms=x~o'
5. 设计V带和带轮 6 <QQgOaS`2
6. 齿轮的设计 8 &7,Kv0j}
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 A?ma5h
8. 键联接设计 26 *$Aneq0f
9. 箱体结构的设计 27 uwsGtgd&
10.润滑密封设计 30 $fPf/yQmC
11.联轴器设计 30 /PE3>"|w E
J)oa:Q
四 设计小结 31 V?kJYf(<
五 参考资料 32 J~V`"uo
eY"y[
一. 课程设计书 "KcSOjvJ
设计课题: yP :>vFd7
设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V q*{i /=~
表一: m@;X%wf<U
题号 &q#$SU,$(
cAM1\3HWT"
参数 1 Os?G_ziIB
运输带工作拉力(kN) 1.5 @C0{m7q
运输带工作速度(m/s) 1.1 v:PNt#Ta
卷筒直径(mm) 200 ,v4Z[ (
282
m^
2
二. 设计要求 q@~N?$>
1.减速器装配图一张(A1)。 !sfOde)$
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 Fx~=mYU
3.设计说明书一份。 *^bqpW2$q
9IIQon
三. 设计步骤 S7P](F=n#
1. 传动装置总体设计方案 @OZW1p
2. 电动机的选择 #[vmS
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 4xk'R[v
4. 计算传动装置的运动和动力参数 .M!6${N);
5. “V”带轮的材料和结构 FTI[YR8?Y
6. 齿轮的设计 E}-Y@( [
7. 滚动轴承和传动轴的设计 afqLTWUS
8、校核轴的疲劳强度 ;eI,1
[_
9. 键联接设计 PPU,o8E+
10. 箱体结构设计 pFXDo4eH
11. 润滑密封设计 8c`g{
*z
12. 联轴器设计 wA|m/SZx
3;Kv9i<~LE
1.传动装置总体设计方案: .e!dEF)D
^*#5iT8/
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 {wih)XNY
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, (Gf1#,/3~
要求轴有较大的刚度。 +yiGZV/X
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。 5rRYv~+
其传动方案如下: |k$[+53A
..UmbJJ.u
图一:(传动装置总体设计图) R!0O[i
%k_R;/fjW
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 }_u1'
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 /zMiy?
传动装置的总效率 tH,}_Bp
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; %*>=L$A
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, j!B+Q
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, 8fKt6T
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 U2\g
Kg[-Q
"X4OUk
2.电动机的选择 L#Uk=
SL zL/5s
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, R(@B4M2
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, lZ.x@hDS
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。 OE]zC
1q]V/V}
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, bccJVwXv
UX}ZE.cV
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 P95U{
"toyfZq@
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 <k-&Lh:o3
0%+S@_|
%W~Kx_
方案 电动机型号 额定功率 Ch%W
C,
P Qu,W3d
kw 电动机转速 :CH "cbo
电动机重量 ?lW-NPr
N 参考价格 lM`M70~
元 传动装置的传动比 =kH7
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 5+\[x`
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 #|k;nFJ
A&*lb7X
中心高 |b7v(Hx
外型尺寸 Fi vgOa
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 28[hp[<
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 /6jt
5N&,
_TfG-Ae
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 MlaViw
pp@Jndlg
(1) 总传动比 Cx2s5vJX4p
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 4+e9:r]
(2) 分配传动装置传动比 k FE2Vv4.
=× z )s{>^D
式中分别为带传动和减速器的传动比。 [y-0w.V=oE
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 c,pR+DP
4.计算传动装置的运动和动力参数 0$NcxbM
(1) 各轴转速 |TLU
==1440/2.3=626.09r/min A]L;LkEM
==626.09/5.96=105.05r/min Fka&\9i
(2) 各轴输入功率 RAYDl=}
=×=3.05×0.96=2.93kW mz$)80ly
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW I4{uw ge
则各轴的输出功率: Aq674
=×0.98=2.989kW oE\Cwd
=×0.98=2.929kW &oI;^|
各轴输入转矩 aNLRUdc.
=×× N·m gEcRJ1Q;C
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· Xu\FcQ{
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m @yiAi:v@
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m VM=A#}
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m XgL-t~_
=×0.98=242.86N·m Z BjyQ4h
运动和动力参数结果如下表 V'?bZcRr~
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min |s[kY
输入 输出 输入 输出 GcN[bH(@
电动机轴 3.03 20.23 1440 LA &W@
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 Lc 4\i
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 .<&o, D
gZ
vX~
5、“V”带轮的材料和结构 q2 K@i*s
确定V带的截型 s|B
工况系数 由表6-4 KA=1.2 7i^7sT8t
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 Ua0fs|t1v
V带截型 由图6-13 B型 [ u7p:?WDW
Wy1#K)LRb
确定V带轮的直径 _~~:@fy
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm v0uDL7
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s _+Tq&,_:o
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm KglL@V7
eaLR-+vEB
确定中心距及V带基准长度 S}L$-7Ct
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 OBrbWXp@
360<a<1030 ^w]N#%k\H
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm N
zrHWVD
1EE4N\
初定V带基准长度 1eQfc{[g
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm u\-WArntc
aY`qb Jy
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm .U}"ONd9e
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm o[Ojl.r<
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 B=)&43)\
{2jetX`@h
确定V带的根数 99W-sV
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw 9vIqGz-o
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 }U <T>0
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 BG ]w2=
带长修正系数 由表6-2 KL=1
W)F<<B,
`zf,$67>1
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 $ZnLY uGb
v9?hcJ=
取Z=2 ^G:}%4
V带齿轮各设计参数附表 ^n! j"
$ glt%a
各传动比 DJ&ni`
mEK0ID\
V带 齿轮 hG1\
2.3 5.96 GM]" $
w5/`_m!
2. 各轴转速n u7PtGN0r%
(r/min) (r/min) }5_[t9LX
626.09 105.05 Ug :3)q[O
] oOSL=~c
3. 各轴输入功率 P )y~FeKh
(kw) (kw) RLy2d'DS
2.93 2.71 #>O!N
+Cs[]~
4. 各轴输入转矩 T 9E`WZo^.
(kN·m) (kN·m) p2m@0ou
43.77 242.86 |l \!
_:N+mEF
5. 带轮主要参数 MTnW5W-r9
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) 5hxG\f#}?
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 o )\\(^ld
带的根数z \\ZR~f!<
160 368 708 2232 B 2 a7$]"
T 7
=2Vs))>Y
6.齿轮的设计 8|]r>L$Wk
pJg'$iR!/
(一)齿轮传动的设计计算 5Z8Zb.
F!k3/z
齿轮材料,热处理及精度 Q:L^DZkGV
考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 C0f<xhp?j
(1) 齿轮材料及热处理 9_=0:GHk
① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 CBkI!
In2
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 )GT*HJR(vc
② 齿轮精度 3VI[*b
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 `EBI$;!
yT$CImP73
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 d#tqa`@~
按齿面接触强度设计 \*a7o GyH>
QD8.C=2R
确定各参数的值: :.VI*X:aQh
①试选=1.6 95XQ?%
选取区域系数 Z=2.433 o"kVA;5<G
{th=MldJ?
则 3p+V~n.+
②计算应力值环数 %#_"Ie
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) 61aU~w11a
=1.4425×10h Kl\g{>{Uz
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) @V\u<n
③查得:K=0.93 K=0.96 \X*Es.;|x
④齿轮的疲劳强度极限 '3i,^g0?t0
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: mBwM=LAZ
[]==0.93×550=511.5 &g;&=<#I
~M c'~:{O
[]==0.96×450=432 {+3
`{34e
许用接触应力 ~cf*Oq
]\JLlQ}#H
⑤查课本表3-5得: =189.8MP -$ VP#%
=1 ia9=&Hy])
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 &g.do?
=4.47×10N.m |#b]e|aP
3.设计计算 cj64.C
①小齿轮的分度圆直径d ?5IF;vk
gh?3 [q6
=46.42 \PzJ66DL!
②计算圆周速度 '5)PYjMnH
1.52 )K}-z+$)k
③计算齿宽b和模数 X7~^D[X
计算齿宽b XsEotW
b==46.42mm _'*Vcu`Y
计算摸数m K\trT!I
初选螺旋角=14 V+$^4Ht
= ^\f1zg9I
④计算齿宽与高之比 o#Viz:
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 u*S-Pji,x
=46.42/4.5 =10.32 {aVRvZH4
⑤计算纵向重合度 sU$<v( `"
=0.318=1.903 X
T<SR]
⑥计算载荷系数K si,)!%b
使用系数=1 }> ]`#s
根据,7级精度, 查课本得 FX
%(<M
动载系数K=1.07, ;Tec)Fl
查课本K的计算公式: U^;|as
K= +0.23×10×b B'v~0Kau
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 ~( ;HkT
查课本得: K=1.35 uqsVq0H
查课本得: K==1.2 K%g_e*"$
故载荷系数: hDf!l$e.
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 E)iX`Xq|0{
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 t ch;_7?
d=d=50.64 S8,e`F
⑧计算模数 ;)ku SH
= RxA:>yOPn
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 rU
|%
由弯曲强度的设计公式 <'N~|B/yZ
≥ A7I{Le
0O!A8FA0
⑴ 确定公式内各计算数值 E*vh<C
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m b:Tv
Ta
确定齿数z iOB*K)U1
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 ^
A J_
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 Y_FQB K U
Δi=0.032%5%,允许 Ms=N+e$n
② 计算当量齿数 C({r1l4[D
z=z/cos=24/ cos14=26.27 -7IRlP&
z=z/cos=144/ cos14=158 ^Z+p_;J$p
③ 初选齿宽系数
<64#J9T^
按对称布置,由表查得=1 EEP&Y?
④ 初选螺旋角 aQj"FUL
初定螺旋角 =14 j6dlAe
⑤ 载荷系数K &e3pmHp'
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 +,zV
[\
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y Rjn%<R2nW
查得: 0C4Os p
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 i.0d>G><@
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 RN2z/FUf
%RIlu[J
⑦ 重合度系数Y w$0*5n>)
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 (7C$'T-ZK
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 p+;;01Z+_
=14.07609 5^Ny6t
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 *>k6n5%
⑧ 螺旋角系数Y ZmvtUma
轴向重合度 =1.675, Ie}7#>S
Y=1-=0.82 qGi\*sc>x
pQoZDD@B$
⑨ 计算大小齿轮的 c1xX)cF
安全系数由表查得S=1.25 (_R!:H(]m
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 cv_t2m
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 xD9ZL
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 /jSb^1\
查课本得到弯曲疲劳强度极限 J4Ca0Ag
小齿轮 大齿轮 }_D{|!!!T
N}Or+:"O:q
查课本得弯曲疲劳寿命系数: epI~w
K=0.86 K=0.93 [W99}bi$
Pf~0JNnc
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 R@KWiV
[]= SC--jhDZ
[]= +hcJ!$J7
Of#"nu
v8TNBsEL
大齿轮的数值大.选用. tILnD1q
%reW/;)l{
⑵ 设计计算 AMN`bgxW
计算模数 3}B-n!|*
p2gu@!
9hgIQl
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: Jw^h<z/Ux
6n/KL
z==24.57 取z=25 x[R?hS,0t
p
~)\!
那么z=5.96×25=149 `(]mUW
]UrlFiR
② 几何尺寸计算 knzQ)iv&&
计算中心距 a===147.2 u4xJ-Vu
将中心距圆整为110 Ls*Vz,3!5
tPDB'S:&3
按圆整后的中心距修正螺旋角 o3`0x9{
N@"e^i
=arccos PPh1y;D
Xy9'JVV6
因值改变不多,故参数,,等不必修正. (kx>\FIK*
!v*#E{r"g=
计算大.小齿轮的分度圆直径 ~]BR(n
crJNTEz
d==42.4 V /)3d
R%JEx3)0m
d==252.5 mG%cE(j*D
nTsPX Tat
计算齿轮宽度 Y5TBWcGU%
E8o9ufj3
B= s%?<:9
xG(:O@
圆整的 K,*If Hi6[
x!onan
大齿轮如上图: &<hk&B
!zxq9IhWR
)EG-xo@X
ik0w\*
7.传动轴承和传动轴的设计 :$QwOz^N*
*}LQZFrnX
1. 传动轴承的设计 QEEX|WM
'v@1_HHW\
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 S1!_ IK$m
P1=2.93KW n1=626.9r/min *gI9CVfQl
T1=43.77kn.m FFH{#|_1
⑵. 求作用在齿轮上的力 ezd@>(hJ
已知小齿轮的分度圆直径为 4;w#mzd
d1=42.4 .|K\1qGW0
而 F= 2aQ}|
`
F= F *kDV ^RBfq
b*a}~1
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N cH7D@p}
s_,&"->
vaZ?>94
,0$b8lb;x/
⑶. 初步确定轴的最小直径 UOIZ8Po
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 qxD<mZ@-R0
%;G!gJeE
y] ~X{v
x[%% )[d
从动轴的设计 S[uHPYhlA
::8E?c
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, 3K_!:[
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M LZu_-I
⑵. 求作用在齿轮上的力 k_Edug~B
已知大齿轮的分度圆直径为 {c$%3iQq
d2=252.5 B?_ujH80m
而 F= E9[8th,t
F= F F~O!J@4]
*$>$O%
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N Y'%_--
7h/{F({r=
\'N|1!EO|t
/t?(IcP5
⑶. 初步确定轴的最小直径 F[OBPPQ3
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 8%9OB5?F6
K#p&XIY,
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 qsL6*(S(r
查表,选取 ~
.Eln+N
L:EJ+bNG
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 gM3gc;
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 }~5xlg$B<<
DSHpM/7
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 ("BFI
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 。 Yui:=GgUrr
}c,}+{q
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. cjO,#W0&f
g@"6QAP
D B 轴承代号 VVje|T^{Z
45 85 19 58.8 73.2 7209AC ,@ Cru=
45 85 19 60.5 70.2 7209B u]cnbm
50 80 16 59.2 70.9 7010C Cj):g,[a
50 80 16 59.2 70.9 7010AC f1>^kl3@P
`0Q:d'
`\P :rn95;
5cQBqH]
ArU>./)Q
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 tdr*>WL
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, ;3sT>UB
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. I_ .;nU1xA
@;,O V&XYn
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. /ADxHw`k
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, a^5`fA/L,
高速齿轮轮毂长L=50,则 9e :E% 2
A?|cJ"N
L=16+16+16+8+8=64 JT^E`<nn
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. )x|BY>
Nd!2 @?V4
5. 求轴上的载荷 n7q-)Dv_U
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, PvT8XSlTx!
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. W{m0z+N[B
\a]\jZb
:g9z^ $g
#-HN[U?Gs
{Rj' =%h
}\DQxHG
X)f"`$
nLfnikw&
YJ16vb9
'/
&"
-6tF
传动轴总体设计结构图: C${TC+z
#!D5DK@+
QT&{M
#Ydn
ycAQPz}=I
(主动轴) 8rpN2M3h
VDmd+bvJV
B-gr2-
从动轴的载荷分析图: S~Hj.
d4/
"\=_- `
6. 校核轴的强度 _gGy(`
根据 sTqB%$K}
== .yP
3}Nl
前已选轴材料为45钢,调质处理。 KnFbRhu[
查表15-1得[]=60MP 5~"=Fm<uD
〈 [] 此轴合理安全 z0W+4meoH
y14@9<~9
8、校核轴的疲劳强度. %ej"ZeM
⑴. 判断危险截面 x/S% NySG
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. vZDQ@\HrC
⑵. 截面Ⅶ左侧。 T?ZMmUE
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 ~3YNHm6V
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 K/,lw~>
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 &L?Dogo
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 t]o gn(
截面上的弯曲应力 n{yjH*\Z
M:SxAo-D2
截面上的扭转应力 O9y Q9sl
== dCK-"#T!
轴的材料为45钢。调质处理。 7@"X~C
由课本得: J@TM>R
4>E2G:
因 e4b~s
经插入后得 e](=)h|
2.0 =1.31 FS}z_G|4]
轴性系数为 yW&iUh=0
=0.85 \nyFN
K=1+=1.82 ({9!P30:
K=1+(-1)=1.26 HlSuhbi'@
所以 Z%R%D*f@y
Z9D4;1
综合系数为: K=2.8 .-ABo]hf
K=1.62 $S}x'F!4_
碳钢的特性系数 取0.1 B<RONQj_
取0.05 *^uj(8U
安全系数 |<*(`\'w
S=25.13 KV*:,>
S13.71 f.$o|R=v
≥S=1.5 所以它是安全的 ~-GDheA
截面Ⅳ右侧 9wAc&nl-Y
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 Q=8
cBRe
q':wSu u
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 kI'A`
/Bl
b9N4Gr
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 ]EnaZWyO]
zFr} $
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 kk'w@Sn.(
截面上的弯曲应力 >nDnb4 'C
截面上的扭转应力 t>2^!vl
==K= %}!}2s.A
K= $rEd5W&d!
所以 72zuI4&
综合系数为: h12wk2@P/]
K=2.8 K=1.62 i 8Xz
碳钢的特性系数 Cpcd`y=IN
取0.1 取0.05 ^^SfIK?p
安全系数 !f-o,RJ
S=25.13 He!!oKK>
S13.71 H@ms43v\
≥S=1.5 所以它是安全的 bl?%:qb.V
h.;CL#s
9.键的设计和计算 ? myXG92
?ljod6
①选择键联接的类型和尺寸 \cP'#jZz
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. EiN)TB^]
根据 d=55 d=65 b
H_pNx81
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 8M9\<k6
b=20 h=12 =50 0s""%MhFI
zD;]
sk4
②校和键联接的强度 Z3>xpw G
查表6-2得 []=110MP -3tBN*0+
工作长度 36-16=20 ;-GzGDc~0
50-20=30 TrU@mYnE
③键与轮毂键槽的接触高度 .p(l+
K=0.5 h=5 o}+Uy
K=0.5 h=6 5Y=\~,%\oH
由式(6-1)得: "q^'5p]
<[] j(C
UYm
<[] m`IQ+,e
两者都合适 ~hslLUE
取键标记为: v-fi9$#^
键2:16×36 A GB/T1096-1979 "%Ana=cc
键3:20×50 A GB/T1096-1979 oz6+rM6MY
10、箱体结构的设计 YG~ o
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, Ygi1"X}
大端盖分机体采用配合. RIEv*2_O
.l=*R7~EU
1. 机体有足够的刚度 7EP|X.
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 zWs*kTtA
BDkBYhz;7
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 L1kM~M
E97+GJ3
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 E(!6n= qR
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 NS4'IR=;E!
|8c:+8
3. 机体结构有良好的工艺性. `m3QT3B
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. ),Ho( %T\
A1QI4.K
4. 对附件设计 QrckTO
A 视孔盖和窥视孔 cYM~IA
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 mzE$aFu8
B 油螺塞: <cv2-?L{
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。 W0MnGzZ
C 油标: $7n#\h
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 d&T6p&V$
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. n R\n\
dH2]ZE0V
D 通气孔: fb"J Bc}X
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. 8| e$
E 盖螺钉: xR|eye R
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 Wda\a.bXT
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. ,+/9K)X
F 位销: $FQcDo|[
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. HKiVEg
G 吊钩: _TOi
[GT
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. dmaqXsU8q
Q6.*"`
减速器机体结构尺寸如下: }or2 $\>m
JC&6q>$
名称 符号 计算公式 结果 2#b<d?"
箱座壁厚 10 7^I$%o 1g
箱盖壁厚 9 S@c\|
箱盖凸缘厚度 12 <DXmZ1
箱座凸缘厚度 15 YO(:32S
箱座底凸缘厚度 25 'l'
X^LMD
地脚螺钉直径 M24 +#*&XX5A#?
地脚螺钉数目 查手册 6 'Gl;Ir^
轴承旁联接螺栓直径 M12 3|~(?4aE
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 EItxRHV5
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 wrQydI
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 K=tx5{V
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 3V/_I<y
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 U+.PuC[3
22 W1?!iE~tO
18 ,TF<y#wed
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 >G<\1R
16 Ehb?CnV#J
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 :/@k5#DY
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 n9kd2[s|
齿轮端面与内机壁距离 > 10 P?q
G
机盖,机座肋厚 9 8.5 hGed/Yr
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) Iys6R?~
150(3轴) M)"]$TM
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) 6%ZHP?
150(3轴) 5;FP.{+
#)_J)/h
11. 润滑密封设计 h4XcKv+
>`hSye{
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. 3VcT7y*{P
油的深度为H+ *CeQY M
H=30 =34 j6tP)f^tD
所以H+=30+34=64 1Q&cVxA"\
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 0 NQ7#A
@A
[)hk&(R
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 <#xrrRhm}
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 w::r?.9
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 =<[7J]%
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 >.J'L5
x$
fDU+3b
12.联轴器设计 F~z_>1lpP&
UvPp~N7,
1.类型选择. fd?bU|I_2
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 DH\wDQ
2.载荷计算. W
*YW6
公称转矩:T=95509550333.5 5R,la\!bQ
查课本,选取 5U0ytDZ2/(
所以转矩 E x_L!9>!
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 C!!mOAhJ
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm D3%l4.h
WYSck&9
四、设计小结 13ipaz
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。 QjQ4Z'.r >
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。 =a?a@+
五、参考资料目录 /K_ i8!y
[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; HR[Q
?rg
[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; o*%3[HmV
[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; xe(MHNrj
[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; ob0~VEH-
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 OYBotk]{1
[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; {V[Ha~b%*
[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。