机械设计基础课程设计任务书 [sNvCE$\]
B.C:06E5
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 Wl7S<>hg4
pAws{3(Q
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) )(9[> _+40
I!#WXK
目 录 O\SH;y,N
ix hF,F
一 课程设计书 2 ||L^yI~_d
fK _uuw4
二 设计要求 2 '|<r[K
]N2!
'c
三 设计步骤 2 v\@pZw=x
F`La_]f?b\
1. 传动装置总体设计方案 3 \.'[!GE *c
2. 电动机的选择 4 kl1/(
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 naM~>N
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 O!t=,F1j
5. 设计V带和带轮 6 _pmo
6O
6. 齿轮的设计 8 R.?PD$;_M
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 4jc?9(y%
8. 键联接设计 26 UxxX8N
9. 箱体结构的设计 27 ==UYjbuU
10.润滑密封设计 30 SOZs!9oi
11.联轴器设计 30 =W&m{F96
_e/Bg~
四 设计小结 31
2OpkRFFa
五 参考资料 32 -u7NBtgUh
{V pk o
一. 课程设计书 (I`lv=R"j
设计课题: bU[_YuJbM
设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V ##%&*vh
表一: 4JyA+OD4 {
题号 E0x\h<6W~
P,xIDj4d
参数 1 &6vWz6 !P
运输带工作拉力(kN) 1.5 O._\l?m
运输带工作速度(m/s) 1.1 t3!OqM
卷筒直径(mm) 200 u0]u"T&N!
W/3sJc9
二. 设计要求 Nw*F1*v`
1.减速器装配图一张(A1)。 ]28j$)6
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 #.!#"8{0_
3.设计说明书一份。 =av0a!
XUKlgl!+.
三. 设计步骤 =j{tFxJ
1. 传动装置总体设计方案 `*elzW
2. 电动机的选择 A*vuS Qt(
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 RO|8NC<oj
4. 计算传动装置的运动和动力参数 MN8>I=p
5. “V”带轮的材料和结构 rd<43
6. 齿轮的设计 LuHRB}W
7. 滚动轴承和传动轴的设计 _n/73Oh
8、校核轴的疲劳强度 ^^zj4 }On?
9. 键联接设计 {F2Rv
10. 箱体结构设计 }O>4XFj
11. 润滑密封设计 j!y9E~Zz
12. 联轴器设计 1C<d^D_!p
8{QCW{K
1.传动装置总体设计方案: .k-6LR
-`DYDIr
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 I`*5z;Q!%@
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, 4'=Q:o*w`
要求轴有较大的刚度。 <i4]qO(0u
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。 ^EKRbPA9:<
其传动方案如下: 6PYm?i=p?
G0|}s&$yL
图一:(传动装置总体设计图) FZO&r60$E
6T|Z4f|
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 g1|Pyt{
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 j7MUA#6$
传动装置的总效率 jdLu\=@z
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; m [^)Q9o}
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, 8'L:D
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, K#N9N@W jR
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 UWEegFq*
AT+l%%
2.电动机的选择 deArH5&!
]hS<"=oj
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,
Igmg&
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, }<X* :%#b
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。 AWi>(wk<
d,N6~?B
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, br
Iz8]
k2$pcR,WM
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 "acI:cl?,
wn?oHz*
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 Pj]^p{>
R.*;] R>M
$kxP5q%9
方案 电动机型号 额定功率 ]7cciob
P Za1mI^ L1
kw 电动机转速 3vcyes-U
电动机重量 LdH1sHy*d`
N 参考价格 Jw@X5-(Cp
元 传动装置的传动比 :e=7=|@7
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 W{.:Cf9
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 )I3E
k kAg17 ^
中心高 $.pCoS]i
外型尺寸 <uv`)Q 9
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD 2w3LK2`ZL
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 s|H7;.3gp
G#e]J;
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 8^+|I,
x%r$/=
(1) 总传动比 nvf5a-C+q
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 oNe:<YT
(2) 分配传动装置传动比 s7sd(f]=
=× j@(S7=^C6%
式中分别为带传动和减速器的传动比。 v5L+B`~
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 a'|]_`36x
4.计算传动装置的运动和动力参数 ;"0bVs`.^e
(1) 各轴转速 M&V4|D
==1440/2.3=626.09r/min EBW*v '
==626.09/5.96=105.05r/min d;p3cW"
(2) 各轴输入功率 Yg '(
=×=3.05×0.96=2.93kW lqv}~MC
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW -e(<Jd_=
则各轴的输出功率: 6Aqv*<1=62
=×0.98=2.989kW fqbeO 9x
=×0.98=2.929kW l<uI-RX"
各轴输入转矩 BM:p)%Pv#P
=×× N·m $peL1'Evo
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· N*|EfI|X
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m CHv
n8tk
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m NpZ'pBl
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m 5]]QW3
=×0.98=242.86N·m ]Xnar:5
运动和动力参数结果如下表 -M6vg4gf
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min Lf^
7|
输入 输出 输入 输出 *!y04'p`<
电动机轴 3.03 20.23 1440 uKXU.u*C
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 9NVtvBA
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 0 fT*O
ym6Emf]
5、“V”带轮的材料和结构 /];N 1
确定V带的截型 ,e1c,}
工况系数 由表6-4 KA=1.2 )E=B;.FH
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 ,Aq, f$5V
V带截型 由图6-13 B型 I:=!,4S;
rt vLLOIO
确定V带轮的直径 "gI-S[
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm V?JmIor
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s dfVI*5[Z
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm gM1:*YK
|n,O!29
确定中心距及V带基准长度 lmoYQFkYP
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 \)\n5F:Zu
360<a<1030 C'A
D[`p
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm 8b,Z)"(U3
wd|^m%
初定V带基准长度 2ALYfZ|d
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm LL3| U
E.:eO??g
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm md{1Jn"
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm %`G}/"
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 NPBOG1q%
$?kTS1I(
确定V带的根数 nSo.,72
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw 6tVp%@
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 @Kbj:S;m
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 T` v
带长修正系数 由表6-2 KL=1 *yI( (G/
NODE`VFu
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 r7U[QTM%
_pS)bxw
取Z=2 -y&>&D
V带齿轮各设计参数附表 x51p'bNy
<Vyl*a{%
各传动比 QB*AQ5-
=}0>S3a.7
V带 齿轮 3WkrG.$[b
2.3 5.96 :8)3t! A
='eQh\T)
2. 各轴转速n }236{)DuN
(r/min) (r/min) %7TG>tc
626.09 105.05 fEK%)Z:0
xWQQX
3. 各轴输入功率 P gY-}!9kW]
(kw) (kw) Hn)^C{RN*{
2.93 2.71 g ?%]()E
]tK<[8Y
4. 各轴输入转矩 T J(,gLl
(kN·m) (kN·m) 'OYnLz`"6
43.77 242.86 #{bT=:3a
@DR?^
q p
5. 带轮主要参数 ir)~T0
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) rJd-e96
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 n)]u|qq
带的根数z F JxH{N6a
160 368 708 2232 B 2 hdH-VR4
.YS48 c
6.齿轮的设计 _32 o7}!x
L{6Vi&I84[
(一)齿轮传动的设计计算 >Cr'dKZ}
~m7?:(/lb
齿轮材料,热处理及精度 gAGcbepX
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 pvqbk2BO
(1) 齿轮材料及热处理 eNt1P`2[
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 DoJ3zYEk
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 +^aM(4K\
② 齿轮精度 >RmL0d#B
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 0s%{m<
@JD!.3
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 \%;5$ovV
按齿面接触强度设计 7}e{&\0=l
o:/ymeG
确定各参数的值: O`0A#h&No
①试选=1.6 9fqCE619a
选取区域系数 Z=2.433 AUkePp78
z6Yx
)qBE<
则 M*jn8OE
②计算应力值环数 1FEY&rpR
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) qc^qCGy!z
=1.4425×10h ?[Qxq34
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) EtvYIfemr
③查得:K=0.93 K=0.96 #>\8m+h 9
④齿轮的疲劳强度极限 &uTK@ G+
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: o{
\r1<D
[]==0.93×550=511.5 jJY!;f
2Yd;#i)
[]==0.96×450=432 Jp`qE
许用接触应力 Y)v_O_`
+D+Rf,D
⑤查课本表3-5得: =189.8MP yB^_dE
=1 *e-+~/9~
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 /3v`2=b
=4.47×10N.m lMBXD?,,J
3.设计计算 y 4jelg
①小齿轮的分度圆直径d 6oLq2Z8uP
@460r
=46.42 7q _.@J
②计算圆周速度 q]o^Y
1.52 +q3E>K9a
③计算齿宽b和模数 K F`@o@,
计算齿宽b BIjQ8 t
b==46.42mm sv?Lk4_
计算摸数m o]*#|4-
初选螺旋角=14 <ekLL{/O'
= |d8x55dk
④计算齿宽与高之比 ;7Y4v`m
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 R k).D6
=46.42/4.5 =10.32 UDz#?ZWnd
⑤计算纵向重合度 J'>i3eLq
=0.318=1.903 OmX(3>:9
⑥计算载荷系数K t<2B3&o1
使用系数=1 `[Xff24(eb
根据,7级精度, 查课本得 (>\w8]
动载系数K=1.07, VBK9te,A
查课本K的计算公式: ${F]N }
K= +0.23×10×b >A;9Ee"&
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 S>pbplE
查课本得: K=1.35 !*C9NX
查课本得: K==1.2 Xm2p<Xu8h
故载荷系数: _7"G&nZ0
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 AGxG*KuZ
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 +8AGs,
d=d=50.64 u;qBW
uO
⑧计算模数 |H'4];>R?
= gf8DhiB
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 -q.tU*xf'
由弯曲强度的设计公式 !h0#es\
≥ pkL&j<{
g0D(:_QXp:
⑴ 确定公式内各计算数值 amn\#_(
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m
$fwv'
确定齿数z M1/Rba Q
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 yJ&`@gB
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 `'{>2d%\g
Δi=0.032%5%,允许 ,:QzF"MV
② 计算当量齿数 @;we4G5
z=z/cos=24/ cos14=26.27 Xn'{g
z=z/cos=144/ cos14=158 j[fVF3v
③ 初选齿宽系数 (hn@+hc
按对称布置,由表查得=1 M8BN'%S
④ 初选螺旋角 5@6%/='I q
初定螺旋角 =14 02_%a1g
⑤ 载荷系数K }0P5~]S<5A
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 H7KcPN(0
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y L+&eY?A
查得: y[s* %yP3l
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 .}>DEpc:n
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 M@V.?;F},
C]tHk)<|42
⑦ 重合度系数Y L)cy&"L|
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 o#-K,|-
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 \lnps f
=14.07609 R)3P"sGuN
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 <=
xmJx-V
⑧ 螺旋角系数Y G02(dj
轴向重合度 =1.675, f<V#Yc(U}
Y=1-=0.82 8T:|~%Sw
6p
X[m{
⑨ 计算大小齿轮的 L)5YX-?
安全系数由表查得S=1.25 QGYO{S
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 s 9,?"\0Zm
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 I&oHVFY+
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 <(YmkOS+
查课本得到弯曲疲劳强度极限 wr/Z)e =^3
小齿轮 大齿轮 ,iXE3TN;W
O3JN?25s
查课本得弯曲疲劳寿命系数: 0B^0,d(s
K=0.86 K=0.93 8$:4~:]/
|-Z9-rl
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 <|_/i/H
[]= 8,BNs5
[]= $q]:m+Fm
'J (4arN
3le/(=&1
大齿轮的数值大.选用. -vcHSwGb
dF2 &{D"J
⑵ 设计计算 em
计算模数 M+X>!Os
7u"t4Or
.u3!%{/v(c
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: {%$eq{~m
w`(EW>i
z==24.57 取z=25 36154*q
pJC@}z^cw
那么z=5.96×25=149 ^mLZT*
NGD?.^ (G
② 几何尺寸计算 TbqED\5@9w
计算中心距 a===147.2 p$XL|1G*?H
将中心距圆整为110 P;D)5yP092
tN&x6O+@
按圆整后的中心距修正螺旋角 / vI sX3v
!7MC[z(|N
=arccos #>+O=YO
Np4';H
因值改变不多,故参数,,等不必修正. =,q,W$-
-hav/7g
计算大.小齿轮的分度圆直径 @B;2z_Y!l
=.9L/74@
d==42.4 )~1QOl
"~
58"Cn ||tF
d==252.5 yUF<qB
`A8nAgbe
计算齿轮宽度 {=WTAgP
C%LRb{|d
B= EQDsbG0x
fcd\{1#u
圆整的 f>k<I[C<
]sBSLEie
'
大齿轮如上图: ,E{z+:Es
'!*,JG5_
@^8tk3$Y
lwEJ)Bv
7.传动轴承和传动轴的设计 eMk?#&a)
0xbx2jlkY
1. 传动轴承的设计 Fp>iwdjFg
`mTpL^f
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 Q}GsCmt=)O
P1=2.93KW n1=626.9r/min XUT,)dL
T1=43.77kn.m }D_h*9
⑵. 求作用在齿轮上的力 413,O~^
已知小齿轮的分度圆直径为 PtySPDClj
d1=42.4 ~Zbr7zVn
而 F= {&,9Zy]"S
F= F iR;Sd >)
q:4 51 C
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N BsV2Q`(gT
}eUeADbC
tz&'!n}
Xx_v>Jn!
⑶. 初步确定轴的最小直径 uK6`3lCD
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 5)fEs.r0U
QeP8Vl&e:
R I Bj9kd
DIR_W-z
从动轴的设计 \I J\
W]kh?+SZ
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, G+N&(:
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M G8%Q$
⑵. 求作用在齿轮上的力 +L_!$"I
已知大齿轮的分度圆直径为 X;Tayb
d2=252.5 +b_g,RNs!
而 F= qLkn a
F= F ea-NqdGs;m
<rd7<@>5D
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N fC>3{@h}*
mo1(dyjx
P@P(&{@
__HPwOCG7
⑶. 初步确定轴的最小直径 'EFSr!+
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 B9IqX
zlC|Sp af
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 `9QvokD
查表,选取 44T>Yp09
8F|8zX&
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 "Sp+Q&2U
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径
s)Bmi
~A<1xszC
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 l]Ozy@
Ib
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 ?n o.hf
:#8#tLv
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. vJ96qX
['%]tWT9
D B 轴承代号 icW?a9 b&
45 85 19 58.8 73.2 7209AC &6%%_Lw$
45 85 19 60.5 70.2 7209B 6.? Ke8iC
50 80 16 59.2 70.9 7010C jUjgxP*7m
50 80 16 59.2 70.9 7010AC 49b#$Xq
b e[KNrO
S;DqM;Q
i=$##
e(7F| G*
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 <4,hrx&.
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, M&P?/Zi=L
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. RR h0G>*
`I+G7KK
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. h=6Zvf<x
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, +*"u(7AV
高速齿轮轮毂长L=50,则 PLDg'4DMg
rUjK1A{V
L=16+16+16+8+8=64 SP][xdN7
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. f\CJ |tKX
ER0nrTlB<
5. 求轴上的载荷 rlSar$
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, ^Glmg}>q
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. sE87}Lz
|^jl^oW
bdh6ii
4%L`~J4 wr
,Bh!|H(?L1
]`%}Q
A[QUFk(
9W3zcL8
PCzC8~t
9\9:)q
dh r)ra]
传动轴总体设计结构图: >Micc
G gmv(!
k}T#-Gb
0k"n;:KM8
(主动轴) &2-dZK
7x8/Vz@\
!1
:%!7
从动轴的载荷分析图: G'b*.\=
,CiN@T \&
6. 校核轴的强度 m\QUt ;
根据 8Jnb/A}
== ``*iK
前已选轴材料为45钢,调质处理。 &'{6_-kh
查表15-1得[]=60MP yhzC 9nTH
〈 [] 此轴合理安全 =7{n 2
A1Tk6i<F1
8、校核轴的疲劳强度. y;zp*(}f$h
⑴. 判断危险截面 M*M,Z
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. i("ok
⑵. 截面Ⅶ左侧。 ' S%?&4
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 W Z'UVUi8
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 m2wGg/F5
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 ;vM&se63
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 lu~<pfg
截面上的弯曲应力 nf#;]FijB
e}%~S9\UL5
截面上的扭转应力 E=
3Ui
== 8T ?=_|
轴的材料为45钢。调质处理。 xgsE JE
由课本得: fmqHWu*wG
D#VUx9kugv
因 $oF0[ }S
经插入后得 X2CpA;#;7l
2.0 =1.31 cJ[gCS
轴性系数为 3d<Z##`{4
=0.85 WI@l2`X
K=1+=1.82 #0OW0:Q
K=1+(-1)=1.26 tzH~[n,
所以 a=m4)tjk
44e:K5;]7
综合系数为: K=2.8 hnOo T? V
K=1.62 ~kHWh8\b:
碳钢的特性系数 取0.1 Uwj|To&QR
取0.05 =$kSvCjP
安全系数 ;UU`kk
S=25.13 ,x (?7ZW>
S13.71 l1_hD,4
≥S=1.5 所以它是安全的 ngmHiI W
截面Ⅳ右侧 Z=c&</9e
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 K+HP2|#6
_JEe]
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 P*=M?:Jb,
BqoGHg4iq
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 =r1-M.*a.M
JU>F&g/|
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 l~",<bTc
截面上的弯曲应力 MS7rD%(,'
截面上的扭转应力 a!?JVhD&
==K= =}F}XSvXH
K= _+B{n^ {
所以 _!qi`A
综合系数为: )4O>V?B
K=2.8 K=1.62 T?lp:~d
碳钢的特性系数 ;RR\ Hwix
取0.1 取0.05 K9\r2w'T'
安全系数 Ja4j7d1:
S=25.13 q8m[ S4Q]g
S13.71 :{8,O-
≥S=1.5 所以它是安全的 !xD$U/%c
}0okyGg>q
9.键的设计和计算 rt8"U<~
g#*LJ`1
①选择键联接的类型和尺寸 wZe>}1t
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. %]"eN{Uvn
根据 d=55 d=65 lGhhH_
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 Rz03he
b=20 h=12 =50 UlNx5l+k
d?6\
②校和键联接的强度 [8 I*lsS
查表6-2得 []=110MP L9Z\|L5
工作长度 36-16=20 8T523VI
50-20=30 KA/~q"N
③键与轮毂键槽的接触高度 y8.3tp
K=0.5 h=5 9EFQo^
E
K=0.5 h=6 ]broU%#"
由式(6-1)得: '.gLqm}%
<[] MkK6.qV\z
<[] Y@ l>4q")
两者都合适 8-5g6qAS
取键标记为: 2Q;g|*]
键2:16×36 A GB/T1096-1979 V*,6_-^l
键3:20×50 A GB/T1096-1979 7W.z8>p
10、箱体结构的设计 ]K-B#D{P
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, cgV5{|P
大端盖分机体采用配合. U-.A+#<IT9
D b&=
N
1. 机体有足够的刚度 %|(Cb!ySX
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 fG"4\A
XjFaP {
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 Nm{J=`
bMGU9~CeJ
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 2J &J
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 Yu+;vjbK-
cv7.=*Kb;
3. 机体结构有良好的工艺性. M<K}H8?
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. 70F(`;
&BOG&ot
4. 对附件设计 0f;`Zj0l8
A 视孔盖和窥视孔 R<Uu(-O-
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 CyKupJ.Fq
B 油螺塞: =<.h.n
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。 h[& \OD,P
C 油标: 82P#C4c+d
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 zlhU[J}"1|
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. i Qa=4'9;
Q`HG_n@?
D 通气孔: zwgO|Qg;
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. 2>F`H7W
E 盖螺钉: 8,&pX ga
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 -~TgA*_5]
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. jc7NYoT:
F 位销: A3A"^f$$
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. ?'mi6jFFh
G 吊钩: K!O7q~s[D
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. C<E;f]d
"ZR^w5
减速器机体结构尺寸如下: w9,w?%F
4mci@1K#^
名称 符号 计算公式 结果 w1,6%?p(O
箱座壁厚 10 ;@/vKA3l.
箱盖壁厚 9 uuf+M-P
箱盖凸缘厚度 12 f}:W1&LhI?
箱座凸缘厚度 15 m%.7l8vT
箱座底凸缘厚度 25 s-e<&*D[
地脚螺钉直径 M24 ;|D8"D6]
地脚螺钉数目 查手册 6 QN8.FiiD
轴承旁联接螺栓直径 M12 wh#x`Nc
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 Uq=!>C8
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 a+e8<fM yT
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 m<GJ1)%3i
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 K&;;{~md.
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 E-b3#\^:
22 KB a
18 x0ICpt{;
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 WXX08"
16 P3+?gW'
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 ^ jT1q_0
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 Wu
U_RE
齿轮端面与内机壁距离 > 10 TU O*w
机盖,机座肋厚 9 8.5 ,_U3p ,
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) \Z/#s;c,4
150(3轴) T]y^PT<8?
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) 11BfJvs:
150(3轴) "dFuQB
q|xic>.
11. 润滑密封设计 k-|b{QZ8!;
)" H r3
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. @WO>F G3
油的深度为H+ dH+oV`
H=30 =34 .Eg[[K_iD
所以H+=30+34=64 M|\C@,F]8
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 H<C+rAIb
PP!}w
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 PXDwTuyc
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 j[&C6l+wH
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 -: 8[
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 5}he)2*uD
F'3-*>]P
12.联轴器设计 JTfG^Nv>K
L7 g4'
1.类型选择. \"AzT{l!;
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 cP&XkAQ
2.载荷计算. 8~eYN-#W&
公称转矩:T=95509550333.5 FX:'38-fk
查课本,选取 WoX,F1 o
所以转矩 (g#,AX
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 U(u$5
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm r^$WX@ t&
Bw8&Amxx:
四、设计小结 @DK;i_i
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。 EP}NT)z,{
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。 oK{H
<79
五、参考资料目录 X)k+BJ
[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; @Yy']!Ju
[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/bpm-h`8c
[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; ey! {
[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; ~@N0$S
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 }5a$Ka-
[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; [I4&E >
[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。