机械设计基础课程设计任务书 HbXPok
[%77bv85.G
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 ]Bjyi[#bg
i 7x7xtq
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) Fsif6k=4
%Ti}CwI`
目 录 1 D<_N
cp#JBHO
一 课程设计书 2 1T-8K
r
(2:/8\_P
二 设计要求 2 ( 5tvfz%
*# tJM.Z
三 设计步骤 2 Y#u}tE
d
?e,pN,4
1. 传动装置总体设计方案 3 W9D86]3Y
2. 电动机的选择 4 r=X}%~_8X
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 dIRm q+d^
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 1:f9J
5. 设计V带和带轮 6 1n:8s'\
6. 齿轮的设计 8 S$Q8>u6Wk
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 }Ub6eXf(2
8. 键联接设计 26 =
c>Qx"Sw
9. 箱体结构的设计 27 /J:bWr
10.润滑密封设计 30 J|w\@inQ
11.联轴器设计 30 YwZ
Z{+n
=gJb^
Gx(w
四 设计小结 31 K)Q]a30
五 参考资料 32 d*~ICir7
]cGA~d
一. 课程设计书 `eIenA
设计课题: m6',SY9T
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 $CY't'6Hn
表一: Bh=u|8yxc
题号 fp[|M
,]+z)
参数 1 Y0_),OaY
运输带工作拉力(kN) 1.5 ++V=s\d7
运输带工作速度(m/s) 1.1 U2ZD]q
卷筒直径(mm) 200 3>R#zJf
'+$EhFwD
二. 设计要求 l)!n/x_ !
1.减速器装配图一张(A1)。 L7VG`h;
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 Mi/&f
3.设计说明书一份。 )tl.s)"N
,:Lb7bFv>
三. 设计步骤 ad:&$
1. 传动装置总体设计方案 k[HAkB \{
2. 电动机的选择 .8P.)%
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 Er+nk`UR_
4. 计算传动装置的运动和动力参数 `.x
Fiyc
5. “V”带轮的材料和结构 m<0&~rg
6. 齿轮的设计 EpFQ|.mQ
7. 滚动轴承和传动轴的设计 unBy&?&p
8、校核轴的疲劳强度 D?0zhU
9. 键联接设计 []A%<EI7
10. 箱体结构设计 hNd}Y'%V
11. 润滑密封设计 #3_*]8K.R
12. 联轴器设计 \o/n
I+dbZBX
1.传动装置总体设计方案: ;~\MZYs3m
&9"-`-[e:
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 tPGJ<30
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, l"2OP6d
要求轴有较大的刚度。 %"af748!+D
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。 I;Bjfv5
其传动方案如下: qfK`MhA}
&'DU0c&
图一:(传动装置总体设计图) ^1L>l9F
T9u <p=p
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 hYM@?/(q
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 Q~j`YmR|
传动装置的总效率 o4zM)\;F
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; tX"Th'Qi
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, m/qbRk68s
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, y!!E\b=
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 HjGyj/78w
!V,{_(LT
2.电动机的选择 YBP:q2H
Ko/ I#)
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, >+
4huRb
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, =@8H"&y`
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。 [w&$| h:;
h?FmBK'BAd
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, l+g9 5mjP
zA!0l*H
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 [_.5RPJP8
&g~ wS@
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 *L'>U[Pl7
/M*a,o
1s{^X
-
方案 电动机型号 额定功率 Hw-Z
P Iz{R}#8CZ
kw 电动机转速 (<Th=Fns?
电动机重量 ;XDz)`c
N 参考价格 Z t&6Ua[Y}
元 传动装置的传动比 D.1J_Y=9
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 8-Hsgf.*
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 wj1{M.EF\
}oKG}wgY
中心高 ?x0pe4^If
外型尺寸 Z KOXI%~Mc
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD "luR9l,RRE
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 Cc, `}SP
/g$G_}
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 CCX8>09
9Y<#=C
(1) 总传动比 W5' 3$,X9
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 8B#GbS
K
(2) 分配传动装置传动比 !QT'L,_
=× `r_m+]
式中分别为带传动和减速器的传动比。 ??i4z[0M
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 v
(2GX
4.计算传动装置的运动和动力参数 s9>(Jzcf9
(1) 各轴转速 _` [h,=
==1440/2.3=626.09r/min 4j!]:ra
==626.09/5.96=105.05r/min X2xuwA
(2) 各轴输入功率 yj$TPe_BW
=×=3.05×0.96=2.93kW 7]%Ypv$
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW Vm|Y$C
则各轴的输出功率: ((^sDE6(
=×0.98=2.989kW s-7RW
=×0.98=2.929kW <uc1D/~^:
各轴输入转矩 ejO}t:}P
=×× N·m n?:=
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· nWvuaQ0}
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m hHPs&EA.p
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m <soz#}e
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m QERU5|.wc
=×0.98=242.86N·m 033T>qY
运动和动力参数结果如下表 Jy
aag-
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min rO:u6."_
输入 输出 输入 输出 B<~U3b
电动机轴 3.03 20.23 1440 u?[ q=0.J7
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 7E @+
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 8p!*?RRme[
:v L1}H<
5、“V”带轮的材料和结构 }BmS)Jq
确定V带的截型 _NcYI
工况系数 由表6-4 KA=1.2 ]O:N-Y
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 i0s6aAhgJ
V带截型 由图6-13 B型 Do]*JO)(
"aF8l<1xn
确定V带轮的直径 T'fcc6D5p
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm bhs(Qzx
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s k5&bq2)I
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm {gKN d*[*
=9LC<2
确定中心距及V带基准长度 CZEW-PIhj
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 lZQ/W:OE
360<a<1030 `PL[lP-<
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm 3?E&}J<n
[Lp,Hqi5
初定V带基准长度 ./p|?pu
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm rz(0:vxwA
ZE`lr+_Y
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm e0;
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm hGf-q?7
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 E&B{5/rv
|7^^*UzSK:
确定V带的根数 dS`Bk6Y
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw J@9}`y=K
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 IOK}+C0e
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 D0;tcm.$
带长修正系数 由表6-2 KL=1 jvVi%k
!Do,>gO
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 M3zDtN
#'hLb
取Z=2 c
{I"R8
V带齿轮各设计参数附表 qXXGF_Q
M_``'gw
各传动比 [k]|Qink
+^6}
V带 齿轮 @1R8-aa-r
2.3 5.96 .~}z4r
%TrF0{NR90
2. 各轴转速n !CjqL~
(r/min) (r/min) wE).>
626.09 105.05 89cVJ4]g~!
a)2yE,":
3. 各轴输入功率 P +dkS/b
(kw) (kw) yZJ*dadAr
2.93 2.71 #\bP7a+
a-n4:QT
4. 各轴输入转矩 T %McO6.M@
(kN·m) (kN·m) \%,&~4
!
43.77 242.86 Oe1 t\
uG>nV
5. 带轮主要参数 :G)<}j"sM
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) =z:U~D
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 ~DLIz g7p!
带的根数z A2x;fgi
160 368 708 2232 B 2 /'y5SlE[J
F?Or;p5`Y
6.齿轮的设计 |
W#~F&{]
j.3o W
(一)齿轮传动的设计计算 ][Y^-Ak1
MY-.t-3
齿轮材料,热处理及精度 r9ke,7?
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 r@T| e
(1) 齿轮材料及热处理 YDiN^q7
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 \Kd7dK9&]
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 /hdf{4
② 齿轮精度 !v!N>f4S$
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 u9![6$R
WfGH|u
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 i#,1iVSG
按齿面接触强度设计 um8AdiK
/~}_h O$S
确定各参数的值: >,h1N$A+
①试选=1.6 zj]b&In6;
选取区域系数 Z=2.433 ~q%
B[NJ^b|
则 Sb^
b)q"
②计算应力值环数 F(CRq`
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) GYgWf1$8_D
=1.4425×10h K="I<bK
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) wsg//Ec]
③查得:K=0.93 K=0.96 /BzA(Ic/
④齿轮的疲劳强度极限 ~4s-S3YzaM
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: TC-f%1(
[]==0.93×550=511.5 k)E ;(
K[?R[
[]==0.96×450=432 tE!'dpG5)
许用接触应力 \7E`QY4
~eo^`4O{{
⑤查课本表3-5得: =189.8MP
3t
=1 IYNMU\s
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 0|2%# E
=4.47×10N.m jA2ofC
3.设计计算 ci7~KewJ*
①小齿轮的分度圆直径d \ j]~>9
w67xl
=46.42 *4#on>
②计算圆周速度 3%NE/lw1
1.52 onzA7Gre
③计算齿宽b和模数
f-vK}'Z`,
计算齿宽b }W
"(cYN_
b==46.42mm }Z6nN)[|0Y
计算摸数m a R#Cot
初选螺旋角=14 #v qz{R~nM
= fI[dhd6
④计算齿宽与高之比 $i&\\QNn
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 70<K.T<b
=46.42/4.5 =10.32 3Vu8F"
⑤计算纵向重合度 9}whWh
=0.318=1.903 zZYHc?Z
⑥计算载荷系数K P7 8uq
使用系数=1 m9g^ -X
根据,7级精度, 查课本得 /$OIlu
动载系数K=1.07, ^%zNa6BL
查课本K的计算公式: L` [F~$|
K= +0.23×10×b ZPYH#gC&T
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 u.&|CF-
查课本得: K=1.35 Q}z{AZ
查课本得: K==1.2 QAXYrRu
故载荷系数: 9<qx!-s2rr
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 -CElk[u
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 _&mc8ftT
d=d=50.64 Fs9W>*(
⑧计算模数 q5gP~*?
= `g8tq
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 cV(H<"I
由弯曲强度的设计公式 >;.*
≥ mE_iS?1
GsRt5?X/*
⑴ 确定公式内各计算数值 ]h!*T{:
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m F$C+R&V_
确定齿数z T;%+ ]:w<
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 Vdy\4 nu(
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 &0h=4i=6r
Δi=0.032%5%,允许 ;l#?SYY
② 计算当量齿数 5YLho2h38!
z=z/cos=24/ cos14=26.27 ,m"l\jP
z=z/cos=144/ cos14=158 o7QK8#
③ 初选齿宽系数 PJ6$);9}6
按对称布置,由表查得=1 fcn_<Yh0W
④ 初选螺旋角 xF^r`
初定螺旋角 =14 ep`/:iY W
⑤ 载荷系数K X{|k<^:
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 1[#
=,
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y fX$6;Ae
查得: kz|[*%10
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 Z_!9iA:X
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 .1%i`+uZ
cG5$lB
⑦ 重合度系数Y X[Y#+z4
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 2O^32TdS
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 3dY6;/s
=14.07609 H|'$dO)W
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 `oan,wq+
⑧ 螺旋角系数Y >0ssza
轴向重合度 =1.675, Zm5nLxM
Y=1-=0.82 UFJEs[?+Te
bv_AJ4gS
⑨ 计算大小齿轮的 =I{S;md
安全系数由表查得S=1.25 cRPr9LfD@
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 (2 mS v
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 UfO'.8*v
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 %{c2lyw
查课本得到弯曲疲劳强度极限 H?ieNXP7{
小齿轮 大齿轮 8g&uE*7N
l'P[5'.
查课本得弯曲疲劳寿命系数: Iy-u`S
K=0.86 K=0.93 %9cqJ]S
Lp~c
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 {=UKTk/t8
[]= s-y'<(ll
[]= Q9SPb6O2
`<bCq\+`
o(vZ*^\
大齿轮的数值大.选用. ,[+ZjAyG}#
%Tk}s fx
⑵ 设计计算 T9,lblUQ
计算模数 ;o&_:]S
P2s^=J0@
InTKdr^ P
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: O7E;W| ]
q|m#IVc
z==24.57 取z=25 ^2(";.m
tauP1&%oH{
那么z=5.96×25=149 tVK?VNW
]g>T9,)l
② 几何尺寸计算 W\z L
计算中心距 a===147.2 ~0:$G?fz
将中心距圆整为110 c1=;W$T(s
=W97|BIW,
按圆整后的中心距修正螺旋角 jCdZ}M($
6oe$)iV
=arccos C&qDvvk
1mkQ"E4
因值改变不多,故参数,,等不必修正. GN8`xR{J*
D<$j`r
计算大.小齿轮的分度圆直径 u&Ie%@:h9R
4?*`:
d==42.4 "y3dwSS
5[0l08'D
d==252.5 [7CH(o1a&
y^vfgP<@
计算齿轮宽度 70I4-[/z[d
oc,U4+T
B= Ra*k
gDjd{+LUo
圆整的 gPn%`_d5
U{.+*e18
大齿轮如上图: =!Baz}
zYNM<W;
"Hsq<oV8
fNmG`Ke
7.传动轴承和传动轴的设计
~gcst;
S(YHwH":
1. 传动轴承的设计 ^.B `Z{Jb
{jCu9 ]c!
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 MWp\D#H
P1=2.93KW n1=626.9r/min $e^ :d
T1=43.77kn.m tleK(^
⑵. 求作用在齿轮上的力 XJV3oj
已知小齿轮的分度圆直径为 /(z0I.yE
d1=42.4 E2ayK> ,
而 F= /s-jR]#VA
F= F 8P'En+uE1|
^me}k{x
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N "|~B};|MFF
U_=wL
FcbA)7dD
~,3v<A[5Vi
⑶. 初步确定轴的最小直径 cWy*K4O
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 R*c0NJF
M<|~MR
eUUD|U*b
vVvt
]h
从动轴的设计 n?ZH2dI\0
VNh,pQ(
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, =G3J.S*Riy
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M ]!S)O|_D[
⑵. 求作用在齿轮上的力 SS<+fWXE
已知大齿轮的分度圆直径为 `'tw5}
d2=252.5 c`N`xU+z
而 F= 0e5-\a
F= F N_WA4?rB
~QQ23k&
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N lCs8`bYU
"Jv,QTIcS
\gk3w,B?E
IUBps0.T\
⑶. 初步确定轴的最小直径 9W,}AWf:Y
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 /x"pj3
}'M1(W
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 e|+;j}^C
查表,选取 \~1zAiSd>#
c75vAKZ2
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 >p+gx,N
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 *R~(:z>>
|LGNoP}SA
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 G cLp"
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 YF[!Hpzq
aPP<W|Cmo2
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. HjY-b*B
:+V1682u
D B 轴承代号 0 VgnN
45 85 19 58.8 73.2 7209AC &oEq&
45 85 19 60.5 70.2 7209B N?<@o2{
50 80 16 59.2 70.9 7010C YKS'#F2
50 80 16 59.2 70.9 7010AC D+U/ ]sW
`?|]: 7'<
UDi3dH=
J5_
qqD)
LB ^^e"
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 })u}PQ
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, dfkTDG+
③ 取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm. ~q%9zO'
).`a-Pv
④ 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. F vk:c-
⑤ 取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, 7JwWM2N?V
高速齿轮轮毂长L=50,则 tMk>Bx9[
a} fS2He
L=16+16+16+8+8=64 4uVmhjT:X
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. 6V?&hq&t
!'t2
5. 求轴上的载荷 |+=:x]#vV
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, e/#&5ISk
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. .A[.?7g
K#+]
cj_?*
Q7aDl8L xn
z4`n%~w1b
`; %aQR
!P^$g
R
uU!i`8
2o5<nGn
9i[2z:4HJ
#i=^WN<V
传动轴总体设计结构图: `hf9rjy4
z4+6k-#):
.W.U:C1
a^/20UFq
(主动轴) @"7dk.|
%~VIxY|d
~\IDg/9Cj
从动轴的载荷分析图: c,%>7U(w_
n#'',4f
6. 校核轴的强度 3Qr!?=nf
根据 #]HjP\C
== nhhJUN?8
前已选轴材料为45钢,调质处理。 KgAX0dM
查表15-1得[]=60MP Y6DiISl
〈 [] 此轴合理安全 |MrH@v7S
&-Y:4.BX Z
8、校核轴的疲劳强度. BD+~8v
⑴. 判断危险截面 O5*uL{pvT{
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. -dN;\x
⑵. 截面Ⅶ左侧。
A2bV[+ Q
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 6oBt<r?CJ
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 SO<K#HfE$?
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 li
XD2N
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 `8bp6}OD,
截面上的弯曲应力 vt=S0X^$yc
:6iq{XV^
截面上的扭转应力 m:7bynT{
== *Yjs$'_2
轴的材料为45钢。调质处理。 4/vQ=t
由课本得: Dv{AZyqe
}}2hI`
因 41D[[Gh
经插入后得 )U`kU`+'
2.0 =1.31 qz2d'OhmtH
轴性系数为 ;BvWU\!
=0.85 '(>N
gd[
K=1+=1.82 4Lb<#e13R?
K=1+(-1)=1.26 3Ab$
所以 9K(b Z{
M$A!
综合系数为: K=2.8
>S/>2e:
K=1.62 _{);n$ `
碳钢的特性系数 取0.1 Z28@yD+
取0.05 8Qy |;T}
安全系数 w]XBq~KO
S=25.13 <O&s 'A[
S13.71 nTlrG6
≥S=1.5 所以它是安全的 PrxXL/6
截面Ⅳ右侧 %LmB`DqZ
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 z [{%.kA
oLRio.u*
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 =T6\kz9)`
`Y9@ ?s Q
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 D1a2|^zt
Jy$-)
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 K~G^jAk+
截面上的弯曲应力 JH9CN
截面上的扭转应力 tO$M[P=b
==K= d1TG[i<J_
K= o*VQH`G*|g
所以 ]F!,Jx
综合系数为: Rk^&ras_
K=2.8 K=1.62 0't)fnI#
碳钢的特性系数 s3S73fNOk
取0.1 取0.05 ymu# u
安全系数 SY.V_O$l}
S=25.13 ps[rYy
S13.71 |ESe=G
≥S=1.5 所以它是安全的 +(T,d ]o]
$:/1U$
9.键的设计和计算 PeZ=ONY5
]RJ2`xf
①选择键联接的类型和尺寸 DoA f,9|_
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. U6"50G~u
根据 d=55 d=65 N0NMRU]zT
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 0jq#,p=l;
b=20 h=12 =50 HH+XEM P/g
?e*vvu33!
②校和键联接的强度 `!BUd
查表6-2得 []=110MP DzMk eX
工作长度 36-16=20 !+U.)u9 '
50-20=30 7P]pk=mo
③键与轮毂键槽的接触高度 F{S.f1Bsp
K=0.5 h=5 e%#f9i
K=0.5 h=6 "wc $'7M
由式(6-1)得: 7}MWmS^8j
<[] 1k`!w}
<[] ^;e`ZtcI
两者都合适 OXo-(HLE
取键标记为: Vj1AW<
键2:16×36 A GB/T1096-1979 GU9`;/
键3:20×50 A GB/T1096-1979 hsh
W5j
10、箱体结构的设计 .
x$` i
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, `*B8IT)
大端盖分机体采用配合. j"]%6RwM]
;6Z?O_zp4
1. 机体有足够的刚度 &yuerNK
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 HD|5:f AqA
;1WclQ!(
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 (s*}=
9;jfg|x1[
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 - >2ej4C
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 .%o:kq@B
afjC~}
3. 机体结构有良好的工艺性. *|'k
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. ck;owGlT
| e+m!G1G
4. 对附件设计 H]-nm+
A 视孔盖和窥视孔 Nt)9-\T
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 V&G_Bu~
B 油螺塞: @#p4QEQA
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。 /*[a>B4-q
C 油标: m&2m' =(
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 3WhJ,~o-y
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. jU=)4nx
~0`Pe{^*
D 通气孔: WH!<Z=#c}
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. 3 Xy>kG}
E 盖螺钉: >Kxl+F
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 >?5`FC
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. X6PfOep
F 位销: 8.@yD^'
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. k[][Md2Vh
G 吊钩: l{k
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. Z]aSo07
*J6qL! ["
减速器机体结构尺寸如下: f,$FrI,
\.{?TB
名称 符号 计算公式 结果 lB,MVsn18
箱座壁厚 10 79&Mc,69
箱盖壁厚 9 cq/)Yff@:
箱盖凸缘厚度 12 `ul"D%
箱座凸缘厚度 15 ]M_)f
箱座底凸缘厚度 25 x9uA@$l^|
地脚螺钉直径 M24 MtS$ovg?
地脚螺钉数目 查手册 6 Ih{~?(V$
轴承旁联接螺栓直径 M12 #df Aqg'
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 8s|r'
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 ]UMwpL&rY
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 Kl^Yq
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 3p7*UVR"
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 OuX/BMG
22 i;)88
18 luV%_[F
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28
-"<eq0
16 @NO&3m]
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 <>-UPRwqI
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 7FWf,IjcGY
齿轮端面与内机壁距离 > 10 BWd?a6nU}
机盖,机座肋厚 9 8.5 ,u$$w
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) A1i-QG/6
150(3轴) j J9|
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) YTY0N5["
150(3轴) f3nib8B'
sH6srwI
11. 润滑密封设计 bMgp
F|V?Z
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. jAF
DkqH
油的深度为H+ =MMWcK&
H=30 =34 X~lOFH;}q
所以H+=30+34=64 u6I# D
_
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 k/Cr ^J"
X!r!lW
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 =#8J9
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 K?P.1H`
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 P||u{]vU
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 x`a@h\n
Il!iqDHz3
12.联轴器设计 ucTkWqG
0(teplo&P
1.类型选择. nQ8EV>j2
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 !5x"d7
2.载荷计算. eQzTb91
公称转矩:T=95509550333.5 N+h|Ffnp
查课本,选取 Ie` `Wb=
所以转矩 6Ba>l$/q
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 t,+p!"MRY
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm u{8Wu;
%Sj;:LC
四、设计小结 !SVW}Q=5#
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。 B,}%1+*
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。 D7 A{*Tm
五、参考资料目录 ^1}}-9q
[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; AlGD .K
[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; sd
Z=3)
[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; ]5c|
[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; -0lpsF
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 M1VRc[
RRo
[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; tWD*uAb
[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。