机械设计基础课程设计任务书 = UH3.
e.n(NW
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 UPuoIfuqI
4|`>}Nu
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) <u!cdYo@
1y'Y+1.<
目 录 sE% $]Jp
RhE~-b[X
一 课程设计书 2 (?r,pAc:
0hemXvv1
二 设计要求 2 aV'bI
10FiA;
三 设计步骤 2 d&j
,0W^"f.g{m
1. 传动装置总体设计方案 3 ^<CVQ8R7
2. 电动机的选择 4 'ZuS
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 .HS6DOQ
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 '>"{yi-
5. 设计V带和带轮 6 XDemdMy$
6. 齿轮的设计 8 k8w\d+!v
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 1hG#
8. 键联接设计 26 y@3p5o9lv-
9. 箱体结构的设计 27 =8\.fp
10.润滑密封设计 30 X2|~(*
11.联轴器设计 30 l^lb ^"o
HT;^u"a~
四 设计小结 31 h !^=
c
五 参考资料 32 ;o9h|LRs
Jl/w P
一. 课程设计书 puC91
设计课题: S[Du
>
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 Za:j;u
Y
表一: FH~:&;
题号 5'} V`?S
xLW$>;kI
参数 1 yaj dRU
运输带工作拉力(kN) 1.5 `L'g<VK;
运输带工作速度(m/s) 1.1 3_
卷筒直径(mm) 200 -'&/7e6>y
)'djqpM.
二. 设计要求 vY4sU@+V
1.减速器装配图一张(A1)。 KNVu[P)rv
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 nuce(R
3.设计说明书一份。 Qm%PpQ^Lz3
!zA@{gvEc
三. 设计步骤 Hb)FeGsd).
1. 传动装置总体设计方案 Y sM*d
2. 电动机的选择 <`}P
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 Og\k5.! ,
4. 计算传动装置的运动和动力参数 0pZvW
5. “V”带轮的材料和结构 bKQho31a'
6. 齿轮的设计
BQ-x#[%s
7. 滚动轴承和传动轴的设计 F$7!j$
Z
8、校核轴的疲劳强度 jf9+H!?^N
9. 键联接设计 s<O$
Y
10. 箱体结构设计 KF.{r
11. 润滑密封设计 [l23b{
12. 联轴器设计 p`"k=tZ{
4zoQe>v~
1.传动装置总体设计方案: EW
`hL~{
AC,RS7
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 5n@YNaoIb
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, 2Rk}ovtD[
要求轴有较大的刚度。 <tr]bCu}
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。 /(dP)ysc
其传动方案如下: 02-ql
F@i
i>m%hbAk
图一:(传动装置总体设计图) 51|ky-
#Bd]M#J17a
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 QNNURf\[(
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 Lljn\5!r<
传动装置的总效率 p*
>z:=
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; #D`@G8~(
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, d][
Wm
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, $dL..QH^K
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 '}.Yf_
`w@:h4f
2.电动机的选择 9K+>;`
jP+yN|
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, WZ CI*'
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, J@3,
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。 ^6s im 2
\[MAa:/
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, M(-)\~9T
=xI;D,@S
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 ;ArwEzo(
!_Lmrs
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 RZa/la*
1Viz`y)^
~ ld.I4
方案 电动机型号 额定功率 qmrT dG
P SDnl^a
kw 电动机转速 3c<aI=$^
电动机重量 F y+NJSG
N 参考价格 0Hnj<| HL
元 传动装置的传动比 \]X.f&u
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 &jqaW2
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 =*\s`ox`
E]V,
@
中心高 u?^V4 +V
外型尺寸 MxE]EJZ
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 ^m\o(R
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 }[p{%:tP
cx\"r
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 il0K ^i
^FVdA1~/
(1) 总传动比 x YS81
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 "zEl2Xn28_
(2) 分配传动装置传动比 '/\
=× IiYL2JS;t|
式中分别为带传动和减速器的传动比。 L}Z.FqJ
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 |XyX%5p*
4.计算传动装置的运动和动力参数 "HOZ2_(o
(1) 各轴转速 0z8(9DlTc
==1440/2.3=626.09r/min Eb3 ZM#
==626.09/5.96=105.05r/min "{0G,tdA
(2) 各轴输入功率 5y#,z`S
=×=3.05×0.96=2.93kW (.J/Ql0Y
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW 'E|%l!xO
则各轴的输出功率: r%,?uim#
=×0.98=2.989kW T;w:^XW
=×0.98=2.929kW |$Yk)z3
各轴输入转矩 eg[EFI.h
=×× N·m CK_dEh2c
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· >M<3!?fW)
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m 5P,&VB8L
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m {##G.n\~
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m is.t,&H4P]
=×0.98=242.86N·m Wf~^,]9N
运动和动力参数结果如下表 nrEI0E9
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min /!6 'K
输入 输出 输入 输出
}x'*3zI
电动机轴 3.03 20.23 1440 -#\ T
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 4^7 v@3
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 f:;-ZkIU ?
PGTEIptX7
5、“V”带轮的材料和结构 g~U(w
确定V带的截型
[gW eD
工况系数 由表6-4 KA=1.2 fNNl1Vls
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 N[{rsUBd
V带截型 由图6-13 B型 iI GK"}
HE}0_x.
确定V带轮的直径 *C*J1JYp+
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm .f~9IAXP`
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s h+km? j
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm [LVXXjkFI
mWviWHK
确定中心距及V带基准长度 @-@Coy 4Tt
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 z{XB_j6\=
360<a<1030 r)<A YX]J
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm - H?c4? 5
4D65VgVDM
初定V带基准长度 cy%M$O|hX5
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm O8;/oL4 U
kowS| c#
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm '|C%X7
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm +d,
~h_7!
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 J6 ~Sr
b4L7M1l
确定V带的根数 Ez1eGPVr
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw C[FHqo9M?H
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 7D'\z
IW
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 r-qe7K@p
带长修正系数 由表6-2 KL=1 C4m+Ta%
1}VaBsEV
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 z}vT8qoX
'FW?
取Z=2 '54\!yQ<{
V带齿轮各设计参数附表 Vgm*5a6t
OVLVsNg
各传动比 4"&-a1N
'm<Lx _i
V带 齿轮 7?dWAUF
2.3 5.96 k*1Lr\1
z5@XFaQ
2. 各轴转速n C'#KTp4!1
(r/min) (r/min) #:6-O
626.09 105.05 [ycX)iM
_S9)<RVI+
3. 各轴输入功率 P 45~x
#Q
(kw) (kw) (~~m 8VJ>
2.93 2.71 CCTU-Xz/
dGZie.Zx
4. 各轴输入转矩 T IO)Y0J>x
(kN·m) (kN·m) :1 +Aj
(
43.77 242.86 t$BjJ -G
<Jgcj4D
5. 带轮主要参数 mSYjc)z
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) \[9VeqMU
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 ) .KA0-
带的根数z J;& y?%{@5
160 368 708 2232 B 2 f-~Y
D07M!U
6.齿轮的设计 H(y`[B,}*
cSt)Na~C
(一)齿轮传动的设计计算 M 5#wz0
9evr!=":
齿轮材料,热处理及精度 ZthT('"a
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 ^50dF:V(1
(1) 齿轮材料及热处理 'rhgM/I
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 7I3_$uF
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 JM7mQ'`Ud
② 齿轮精度 Lc!2'Do;
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 tF;0P\i
ny-:%A
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 G+dq
*/
按齿面接触强度设计 ]p! {
(?e%w}
确定各参数的值: }40T'y
①试选=1.6 Xs2}n^#i
选取区域系数 Z=2.433 U F"%FF
FL{Uz+Q
则 #eW
T-m
②计算应力值环数 kj6:P$tH
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) U9oUY> 9
=1.4425×10h ImN'o4vo
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) Tpl]\L1v-
③查得:K=0.93 K=0.96 REW[`MBQ
④齿轮的疲劳强度极限 `Gio
2gl9
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: $tZ
{>!N
[]==0.93×550=511.5 ]dUG=dWO
P&0eu
[]==0.96×450=432 K6DN>0sY
许用接触应力 wm~7`&
Gxw1P@<F:
⑤查课本表3-5得: =189.8MP fZiAl7b!
=1 9q"kM
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 5cPyi/
=4.47×10N.m }n^Rcz6HeO
3.设计计算 01A{\O1$j
①小齿轮的分度圆直径d A.>mk598
vT?^#
=46.42 i$NlS}W
②计算圆周速度 }$_@yt<{W@
1.52 ofB:7
③计算齿宽b和模数 J?o
计算齿宽b wQSan&81Q
b==46.42mm t6"%u3W8M
计算摸数m wv9HiHz8gD
初选螺旋角=14 7P1Pk?pxy
= Qu|CXUk
④计算齿宽与高之比 1_+ h"LE
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 w<(ubR %$
=46.42/4.5 =10.32 O},}-%G
⑤计算纵向重合度 i<Z%
=0.318=1.903 J5{;+ysUMl
⑥计算载荷系数K _[HZ[ 9c!
使用系数=1 %#2$B+
根据,7级精度, 查课本得 Y5aG^wE[:
动载系数K=1.07, b1C)@gl !Z
查课本K的计算公式: SA TX_
K= +0.23×10×b I[?\Or
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 ]$/oSa/
查课本得: K=1.35 _ $a3lR
查课本得: K==1.2 81Z;hO"~
故载荷系数: 'D21A8*N
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 Go%Z^pF3CO
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 d"XZlEV
d=d=50.64 FCt<h/
⑧计算模数 lE k@I"
= |^Iox0A
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 7${<u 0((!
由弯曲强度的设计公式 `G$>T#Dq
≥ h ;*x1BVE
RBQ8+^
⑴ 确定公式内各计算数值 6=f)3!=
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m .lcp5D[(
确定齿数z @}
Ig*@
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 :-RB< Lj
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 pA!-spgX
Δi=0.032%5%,允许 e\6H.9=
② 计算当量齿数 bB$f=W!m%
z=z/cos=24/ cos14=26.27 SA<\n+>q^
z=z/cos=144/ cos14=158 T<n`i~~
③ 初选齿宽系数 9"P+K.%
按对称布置,由表查得=1 X$!fR >Zc
④ 初选螺旋角 >M#@vIo?<6
初定螺旋角 =14 E+\?ptw
⑤ 载荷系数K i)x0]XF
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 z"4 q%DC
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y *'?ZG/ (
查得: ^("b~-cJ
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 $5XAS
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 \WiCI:
>` s"C
⑦ 重合度系数Y =E2 a#Vd
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 rD}g9?ut
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 =f~<*wQ
=14.07609 .?u<|4jE6
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 ~9]vd|
⑧ 螺旋角系数Y {.LJ(|(Mz
轴向重合度 =1.675, {]\7
M|9\
Y=1-=0.82 !Q>xVlPVu
toA}0MI(:
⑨ 计算大小齿轮的 FxlH;'+Q
安全系数由表查得S=1.25 8c) eaDu
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 ]$g07 7o
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 t~L4wr{B
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 /bykIUTKI
查课本得到弯曲疲劳强度极限 obvE m[x!Z
小齿轮 大齿轮 %6q82}# `
0)|Z7c&
查课本得弯曲疲劳寿命系数: |&4A"2QN
K=0.86 K=0.93 Z#}sK5s
! t!4CY
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 K9@.l~n
[]= )5@P|{FF
[]= ovp/DM
uUjjAGZ
`dm*vd
大齿轮的数值大.选用. at?I @By
J?V$V
>d
⑵ 设计计算 fd4gB6>
计算模数 /Qst :q
I7_8oq\3D
'ayb`
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: o%'1=d3R1Q
$R'?OK(`
z==24.57 取z=25 P6_Hz!vE
frcX'M}%
那么z=5.96×25=149 -L/%2 X
H|aFs.S EQ
② 几何尺寸计算 %fg6',2
计算中心距 a===147.2 #H7
SLQr\
将中心距圆整为110 8Ay7I
x:-NTW
-g
按圆整后的中心距修正螺旋角 /rpr_Xw}
,6]ID1o:y
=arccos &S(>L[)9
V%4P.y
因值改变不多,故参数,,等不必修正. waMV6w)<
]?]M5rP
计算大.小齿轮的分度圆直径 _=0Ja
S>M.
"&H'?N%9Up
d==42.4 M
IIa8;
U LS>v
d==252.5 {-I+
d21thV ,S
计算齿轮宽度 |"K%Tvxe
,~cK]!:>s
B= P?q HzNGi7
x"Ll/E)\v]
圆整的 #r9\.NA!
Hx6ODj[-
大齿轮如上图: <%.%q
07SW$INb
;R6f9tu2
U~=?I)Ni
7.传动轴承和传动轴的设计 Vl+UC1M}B>
?8$`GyjS
1. 传动轴承的设计 1M`>;fjYa
K3vZ42n
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 @MibKj>o
P1=2.93KW n1=626.9r/min D,=~7/g
T1=43.77kn.m z(c8] Wu#
⑵. 求作用在齿轮上的力 lrc%GU):
已知小齿轮的分度圆直径为 UA'bE~i
d1=42.4 wDi/oH/H
而 F= 5 v.&|[\k
F= F P8=|#yCi
]+`K\G ^X
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N PI L)(%X
Oa:C'M
b
gwIR3u
]?_~QE`
⑶. 初步确定轴的最小直径 .}F
39TS2
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 sR$abN+u
Ngx2N<$<*g
#rW-jW=A
9.xb-m7
从动轴的设计 RUr ~u
R/1e/ t
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, ,(oolx"Xa
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M QN;5+p[N
⑵. 求作用在齿轮上的力 .]exY
i
已知大齿轮的分度圆直径为 DCa[?|Y
d2=252.5 r1q'+i
而 F= {QG6ldI
F= F \x$`/
?`OFn F,K
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N 7_3 6xpw
2Rys:$
\6GNKeN
6{d?3Jk
⑶. 初步确定轴的最小直径 +uF}mZS^
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 5f_x.~ymA
~c&sr5E
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 ^%%Rf
查表,选取 M&=SvM.f
WyV,(~y
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 msw'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&W#Q7>3
:icpPv
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 uN?Lz1W\;
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 。 Xqe Qj}2kA
S7j(4@
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. i+QVs_jW
(eb65F@ P
D B 轴承代号 &!;o[joG
45 85 19 58.8 73.2 7209AC CUdpT$ $x3
45 85 19 60.5 70.2 7209B 8MW-JZ
50 80 16 59.2 70.9 7010C 4D5Wse
50 80 16 59.2 70.9 7010AC GYy8kp84
QDJ#zMxFD
(Of`VT3ZOA
vS ( Y_6
+(`D'5EB(
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 G \a`F'Oo
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, HQF@@
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. B.?F^m@zS
;L",K?6#
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. D:K"J><@
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, X9c<g;
高速齿轮轮毂长L=50,则 nT4Ryld
&B:L9^
L=16+16+16+8+8=64 _nzTd\L88
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. l'Li!u
kDJqT
5. 求轴上的载荷 Mx0~^l
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, H{_D#It
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. eo;MFd%;
[[w-~hHH -
b'FTyi
]n@T5*=
}VWUcALJV
sJQ~:p0e
IrRe6nf@K
_H}hK kG+
X%99@ qv
-#<{3BJTrz
7r3CO<fb
传动轴总体设计结构图: JSq3)o9?/
mo
tW7|p.e
c#?~1@=
]p4?nT@]
(主动轴) | Wj=%Ol%o
vEG7A$Z"
Wd+kjI \
从动轴的载荷分析图: 39[ylR|\
fhdqes])
6. 校核轴的强度 {&Rz>JK
根据 A3HNMz
== E>E^t=;[
前已选轴材料为45钢,调质处理。 toj5b;+4F
查表15-1得[]=60MP 1f"}]MbLR
〈 [] 此轴合理安全 3z#>1HD$
ze
LIOw
8、校核轴的疲劳强度. VqD_FS;E
⑴. 判断危险截面 3ohHBo
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.
v9TIEmZ
⑵. 截面Ⅶ左侧。 oFt_ yU-
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 `6YN/"unfp
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 18kWnF]n=
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 [(3 %$?[
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 gDw(_KC
截面上的弯曲应力 ,9F3~Ryt(
V3|"
v4
截面上的扭转应力 DqI "B
== mICx9oz]
轴的材料为45钢。调质处理。 xVI"sBUu
由课本得:
C>-}BeY!
a>6M{C@pd
因 TR
`C|TV>
经插入后得 +?Q HSIQo
2.0 =1.31 xrlyph5mE
轴性系数为 qauvwAMuX
=0.85 <Nloh+n=
K=1+=1.82 5>H&0> \
K=1+(-1)=1.26 U5F1m]gFr
所以 G7GKO
c8_,S[W
综合系数为: K=2.8 #K` [XA
K=1.62 _ Fk^lDI-
碳钢的特性系数 取0.1 $QT% -9&
取0.05 U3M;{_g
安全系数 z0Y L,
S=25.13 :.{d,)G
S13.71 1xsJz^%V
≥S=1.5 所以它是安全的 LF(S"Of
截面Ⅳ右侧 3c:fYE
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 P $r!u%W
g<w1d{Td
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 KZ=5"a
QD-Bt=S7l
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 l r~>!O
'Vhnio;qC
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 ]g%HU%R-m
截面上的弯曲应力 rc`I l{~k
截面上的扭转应力 x6\^dVR}
==K= zQGj,EAM}
K= ZXbq5p_
所以 '7@Dw;
综合系数为: 6@d/k.3p
K=2.8 K=1.62 hA`9[58/
碳钢的特性系数 &u) qw}
取0.1 取0.05 jC-`u-_'j
安全系数 SM<qb0
S=25.13 nAsc^Yh
S13.71 f?@M"p@T
≥S=1.5 所以它是安全的 -O@/S9]S)
'1G0YfG}n
9.键的设计和计算 sI#h&V,9
?Qpi(Czbpq
①选择键联接的类型和尺寸 XNBzA3W
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. {-|El}.M
根据 d=55 d=65 #TgP:t]p
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 5["n] i
b=20 h=12 =50 20Rm|CNH?
n@oSLo`k,`
②校和键联接的强度 ,M\/[_:
查表6-2得 []=110MP +~;#!I@Di
工作长度 36-16=20 6iEA._y
50-20=30 1aUu:#c
③键与轮毂键槽的接触高度 (tg+C\
S.
K=0.5 h=5 ;~}!P7z
K=0.5 h=6 |c2;`T#`o
由式(6-1)得: +:J:S"G
<[] x
;]em9b
<[] `K2vG`c
两者都合适 a
uve&y"R
取键标记为: %VrMlG4hx
键2:16×36 A GB/T1096-1979 z-nV!#
键3:20×50 A GB/T1096-1979 Y~OyoNu2
10、箱体结构的设计 sJ_3tjs)
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, D6P/39}W
大端盖分机体采用配合. `_{,4oi
c[?&;# feV
1. 机体有足够的刚度 O-+!KXHd[
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 8ePzUc\#
NE@P8pQ>
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 7.
eiM!7g
iz`ys.Fu
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 l-'\E6grdH
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 ]mi)x63^
7{[i)
3. 机体结构有良好的工艺性. KeC&a=HL
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. ZZ].h2=K
%bhFl,tL
4. 对附件设计 W6yz/{Rf
A 视孔盖和窥视孔 :XO7#P
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 cdfnM% `>\
B 油螺塞: Z
Mf,3
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。 NB&zBJ#
C 油标: TyaK_XW
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。
&y7~
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. .zdmUS:
H4e2#]*i7
D 通气孔: Nbm$ta
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. =ZARJ40L
E 盖螺钉: CWE^:kr6
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 X*M-- *0q'
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. \Xg`@JrTM
F 位销: ]=%u\~AvL
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. ,,Vuvn
G 吊钩: 1h?:gOig
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. StMvz~
M`@Es#s
减速器机体结构尺寸如下: zS}!87r)
lp]q%P
名称 符号 计算公式 结果 `)1qq @
箱座壁厚 10 2!Pwg0%2
箱盖壁厚 9 %VgK::)r
箱盖凸缘厚度 12 n,|YJ,v[
箱座凸缘厚度 15 FHZQyO<|
箱座底凸缘厚度 25 $/P\@|MqYQ
地脚螺钉直径 M24 ^|%7}=e
地脚螺钉数目 查手册 6 j(Tk6S
轴承旁联接螺栓直径 M12
W o$UV
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 q%Lw#f
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 "I45=nf
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 g);.".@"
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 izr
3{y5
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 sQa9M
22 ltmD=-]G_
18 Z4PAdT
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 %lN4"jtx
16 !Ka~X!+\
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 KKJ a?e`C
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 VN<baK%]
齿轮端面与内机壁距离 > 10 78u=J z6
机盖,机座肋厚 9 8.5 X\]Dx./
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) N+ ei)-
150(3轴) is=|rY9$
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) _1HEGX\
150(3轴) PAy7b7m~B
^p #bxN")
11. 润滑密封设计 vjXCArS
`k'Dm:*`u4
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. 8HH\wu$$e
油的深度为H+ W:=CpbwENX
H=30 =34 K|{&SU_m
所以H+=30+34=64 R2nDK7j
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 ZZ F\;
Z`bo1,6>
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 ju;Myi}a
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 L~L]MC&
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 kv?j]<WN
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 [IW6F
<fcw:Ae
12.联轴器设计 7:h_U9Za?$
.[X"+i\
1.类型选择. 8]0?mV8iOE
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 |0aGX]Y
2.载荷计算. Qx !!
Ttd{
公称转矩:T=95509550333.5 V@1K
查课本,选取 oJ)v6"j
所以转矩 fsVr<m
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 =?-
sazF&
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm kn7Qvk[+
Nx4X1j?-n
四、设计小结 rwepe 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。 E 5bo60z
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。 3+#
"4O
五、参考资料目录 z`+j]NX]
[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; I45\xP4i
[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; >d#6qXKAU
[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; [=I==?2`X
[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; AA0zt N
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 KdTna6nY
[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; QCk(qlN'h9
[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。