机械设计基础课程设计任务书 N E/ _
O: J;zv\
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 J Yesk
`pJWZ:3
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) #;lB5) oe
h!!7LPxt
目 录 A`I ;m0<
37U2Tb!y'
一 课程设计书 2 c_N'S_)~7Q
l`b%imX
二 设计要求 2 |bM?Q$>~
z]V%&f
三 设计步骤 2 ]nQC
qrLE1b 1$
1. 传动装置总体设计方案 3 c`M
,KXott
2. 电动机的选择 4 k3-7Vyg
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 d^:(-2l-
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 M>xjs?{%k
5. 设计V带和带轮 6 )zMsKfQ
6. 齿轮的设计 8 ~]l
T>|X
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 D&]dlY@*
8. 键联接设计 26 }~bx==SF6!
9. 箱体结构的设计 27 >&-"
X# :
10.润滑密封设计 30 RLE6=#4
11.联轴器设计 30 R]xXG0
{sR|W:fS$
四 设计小结 31 x#hGJT
五 参考资料 32
An2Wj
0XLoGQ=
一. 课程设计书 )2Dm{T
设计课题: {{+woL'C
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 T/YvCbo
表一: (q+EP(Q
题号 UPr8Q^wm
PpWn+''M
参数 1 +}Q@{@5w
运输带工作拉力(kN) 1.5 vbMt}bM(GD
运输带工作速度(m/s) 1.1 cq,8^o&
卷筒直径(mm) 200 e<E]8GAF
sR*.i?lN
二. 设计要求 l6y*SW5+
1.减速器装配图一张(A1)。 `ZLA=oD
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 IuOY.c2.u
3.设计说明书一份。 T0F!0O `
WVkJ=r0Ny
三. 设计步骤 iL\eMa
1. 传动装置总体设计方案 vN8Xq+
2. 电动机的选择 YgCSzW&(
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 lr-:o@q{
4. 计算传动装置的运动和动力参数 8r-'m%l
5. “V”带轮的材料和结构 meM61ue_2
6. 齿轮的设计 \NTNB9>CO
7. 滚动轴承和传动轴的设计 {klyVb
8、校核轴的疲劳强度 9+"\7MHw
9. 键联接设计 ?T\_"G
10. 箱体结构设计 g0M9v]c
11. 润滑密封设计 !-<PV
12. 联轴器设计 ry[NR$L/m
zSM;N^X 8?
1.传动装置总体设计方案: $9In\x
=c1t]%P,
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 Vt;!FZ
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, -<RG'I~
要求轴有较大的刚度。 ^a?H"
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 %J?"ZSh
其传动方案如下: ~K-_]*[x
aa10vV
图一:(传动装置总体设计图) ?=^M(TA;
yw{;Qm2\7
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 A"W}l)+X
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 0//B+.#
传动装置的总效率 _5l3e7YN
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; yG%<LP2p@f
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, &
~*qTojj
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, ;~
,<8
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 o*}--d?S
%I>-_el
2.电动机的选择 *
U#@M3g.
^V5g[XL2
电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, @2eV^eO9
经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, o;\c$|TNU
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。 IP
e"9xb
9YjO
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, .dStV6
Ohe*m[
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 LnY`f -H
wEp*j+Mmce
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 '<v_YxEn
o 2Okc><z
hD I}V1)
方案 电动机型号 额定功率 KWzJ
P fj,]dQT
kw 电动机转速 Y\pRk6,
电动机重量 !?%'Fy6t
N 参考价格 ;s(uaC3
元 传动装置的传动比 xM6v0U a
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 ctB(c`zcY
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 ~~D
=Z#
28rC>*+z
中心高 LNR~F_64Q
外型尺寸 SFdSA4D"
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 {?zbrgQ<Z
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 X|3l*FL
yxpDQO~x
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 RXDPT
(b}}'
(1) 总传动比 $*Z Zh
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 PiTe/
(2) 分配传动装置传动比 /Wqx@#
=× Q|+g= |%^
式中分别为带传动和减速器的传动比。 eJm7}\/6`
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 FYtf<C+
4.计算传动装置的运动和动力参数 _a e&@s1
(1) 各轴转速 y_Tc$g~
==1440/2.3=626.09r/min 7KzMa%=
==626.09/5.96=105.05r/min \h&ui]V
(2) 各轴输入功率 %j*i=
=×=3.05×0.96=2.93kW ,*w
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW V&>\U?q:
则各轴的输出功率: h)746T )
=×0.98=2.989kW ZX
Sl+k.
=×0.98=2.929kW G L> u3K
各轴输入转矩 aYyUe>
=×× N·m ;C+g)BW
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· <\If:
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m uv,_?x\'
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m .M$}.v
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m L`!M3c@u
=×0.98=242.86N·m 7wU$P
运动和动力参数结果如下表 jD
eNCJ
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min RXj6L~vs5_
输入 输出 输入 输出 3hrODts
电动机轴 3.03 20.23 1440 UI,i2<&
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 W?B(Jsv
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 E9yBa=#*c
XazKS4(
5、“V”带轮的材料和结构 ~GWn >
确定V带的截型 N {$'-[
工况系数 由表6-4 KA=1.2 guC7!P^
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 t#0/_tD
V带截型 由图6-13 B型 $m:4'r
Ve1O<i
确定V带轮的直径 aB(6yBBoxj
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm +[DL]e]@U
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s y<<:6OBj
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm y@L-qO+{&
<$\En[u0
确定中心距及V带基准长度 ;BR`}~m
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 N~%F/`Z<+
360<a<1030 gDmwJr
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm Z!qH L$
{[&_)AW6m%
初定V带基准长度 ET&Q}UO E
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm @?w8XHEa|
a^*@j:[
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm e (^\0 =u<
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm qQ_o>+3VAy
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 )cMW,
_TRO2p0
确定V带的根数 CS:mO|
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw Use`E
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 D&xbtJd
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 9\|n2$H:
带长修正系数 由表6-2 KL=1 ?}N@bsl08w
<V3N!H_d
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 =/k*w#j
mkCv
f
取Z=2 Y2DR
oQ
V带齿轮各设计参数附表 4I>I
0#}@-e
各传动比 _%)v9}D
DO!?]"
V带 齿轮 mxYsP6&
2.3 5.96 dJh T}"x
!KUV,>L
2. 各轴转速n rf% E+bh4
(r/min) (r/min) :(,Eq?
626.09 105.05
a;a2x
.<
!,*#e
3. 各轴输入功率 P ~$0Qvyb>
(kw) (kw) ys5b34JN
2.93 2.71 K#=)]qIk
QOECpk-
4. 各轴输入转矩 T Tm8c:S^uq)
(kN·m) (kN·m) MSmvQ
43.77 242.86 %5=XszS
\(lt [=
5. 带轮主要参数 $lj1924?^
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) 2EubMG
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 4s<*rKm~
带的根数z glk_*x
160 368 708 2232 B 2 <}c`jN!z.
t(4%l4i;X
6.齿轮的设计 U!"+~d)
^/Id!Y7
(一)齿轮传动的设计计算 3N?WpA768/
Y&O<A8=8
齿轮材料,热处理及精度 -Bqn^ E
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 lc%2Pi[X
(1) 齿轮材料及热处理 -f.<s!a
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 U@<>2
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 T4`.rnzyRb
② 齿轮精度 =kq!e
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 ':71;^zXf
Q"UQv<
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 a G^kL
按齿面接触强度设计 M"OXNPkc
m8F-#?~
确定各参数的值: $=f,z>j
①试选=1.6 =N,Mmz%
选取区域系数 Z=2.433 Q:\I
%o
a;eV&~
则 nT0FonK>
②计算应力值环数 |IqQ%;H
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) &L,zh{Mp
=1.4425×10h bz[+g,e2oA
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) tI&Z!fj
③查得:K=0.93 K=0.96 ~_P,z?
④齿轮的疲劳强度极限 qlJP2Ig~
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: +I0?D
[]==0.93×550=511.5 NZ`( d
A]2zK?|s
[]==0.96×450=432 Qo{Ez^q@J
许用接触应力 ?]}1FP
T<\Q4Coth
⑤查课本表3-5得: =189.8MP {Slc6$
=1 I\O<XJO)_
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 Ij
hC@5qk
=4.47×10N.m ![Z'jCpy
3.设计计算 !o2lB^e8
①小齿轮的分度圆直径d Pew-6u"
d-g&TSGd
=46.42 T~UKWAKX}
②计算圆周速度 w%Tcx^:
1.52
Vkdchc
③计算齿宽b和模数 :Vc+/ZyW
计算齿宽b 4,kT4_&,
b==46.42mm k#TonT
计算摸数m r5z_{g
初选螺旋角=14 LuS]D%
= le%_[/_I|
④计算齿宽与高之比 N=&~3k
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 -.:[a3c?
=46.42/4.5 =10.32 O0#wM-M
⑤计算纵向重合度 NaC^q*>9
=0.318=1.903 vW`{BWd
⑥计算载荷系数K wn[q?|1
使用系数=1 6;U]l.
根据,7级精度, 查课本得 oJw~g[
动载系数K=1.07, F.mS,W]
查课本K的计算公式: eLcP.;Z
K= +0.23×10×b RQ#gn
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 .,[zI@9
查课本得: K=1.35 |:n4t6
查课本得: K==1.2 4flyV -
故载荷系数: zJS,f5L6)
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 }wrZP}zM>
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 RuDn1h#u{
d=d=50.64 S+A'\{f
⑧计算模数 ig^9lM'
= mmm025.
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 E_]L8UC;m
由弯曲强度的设计公式 't
\:@-tQ
≥ wxpE5v+f|
stz1e
dP
⑴ 确定公式内各计算数值 MNO T<(
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m ?y!0QAIXK
确定齿数z j8?z@iG
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 %B`MO-
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 Y[9x\6
_E
Δi=0.032%5%,允许 YbF}(iM
② 计算当量齿数 W'6~`t
z=z/cos=24/ cos14=26.27 vbzeabm
z=z/cos=144/ cos14=158 g<O*4
]=
③ 初选齿宽系数 A@#9X'C$^
按对称布置,由表查得=1 @ 'rk[S}A
④ 初选螺旋角 sY!PXD0Q
初定螺旋角 =14 g,U~3#
⑤ 载荷系数K I&qT3/SVI
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 JX(J Z/8B^
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y q05_5
查得: Mh>H5l.1i
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 .Y[sQO~%
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 ZurQr}
]kx)/n-K
⑦ 重合度系数Y "TA r\;[
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 7(lR$,bE;=
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 ;LNFPo
=14.07609 1tU}}l
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 ;AK;%
⑧ 螺旋角系数Y J6/Mm7R
轴向重合度 =1.675, J:Uf}!D
Y=1-=0.82 'F^nW_ryW
"*|plB
⑨ 计算大小齿轮的 R:kNAtK
安全系数由表查得S=1.25 /~V.qisZ
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 pUki!TA
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 O79;tA<k
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 1[o] u:m9U
查课本得到弯曲疲劳强度极限 t=J\zyX!
小齿轮 大齿轮 l;zp f|.Vc
'$*d:1
查课本得弯曲疲劳寿命系数: P|YBCH
K=0.86 K=0.93 iX qB-4"
J
Sz'oA5
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 f~-81ctu
[]= tJo,^fdfv
[]= 8v"tOa4D7
|^Nz/PN
w~@.&
大齿轮的数值大.选用. $>1 'pV
p*)RP2
⑵ 设计计算 ]YYjXg}%
计算模数 Xm&L@2V
oB;EP
betN-n-
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: ]uO 8
3 G/#OJ
z==24.57 取z=25 t_ 5b
q1a}o%
那么z=5.96×25=149 YUd*\_
"ut:\%39.
② 几何尺寸计算 Yi1*o?
计算中心距 a===147.2 FDM&rQ
将中心距圆整为110 }c(".v#
vAiNOpz#
按圆整后的中心距修正螺旋角 HubSmbS1
ei'=%r8~
=arccos %:oyHlz%
QIQ }ia
因值改变不多,故参数,,等不必修正. }7YDe'5V
e_s9E{(
计算大.小齿轮的分度圆直径 |E$Jt-'
=0 W`tx
d==42.4 ,
"w`,c>!
5\1Z"?
d==252.5 9k =-8@G9
'0x`Oh&PK
计算齿轮宽度 T0n=nC}<
9{@ #tx
B= ""l_&3oz
bA\TuB
圆整的 q#wg2
9'F-D
大齿轮如上图: )iadu
qR0V\OtgY~
6#VG,'e3
.b>1u3
7.传动轴承和传动轴的设计 %J4]T35^2
U*F|Z4{W
1. 传动轴承的设计 9frP`4<)
<e"O`*ZJ
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 M"[s5=:Lo
P1=2.93KW n1=626.9r/min OQ"%(w>Hb
T1=43.77kn.m a*JM2^,HO
⑵. 求作用在齿轮上的力 9], ;i7c
已知小齿轮的分度圆直径为 FrD.{(/~
d1=42.4 X.<_TBos|
而 F= 2f\;#-
F= F KpBh@S
|qbCmsY5/
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N |gEA.}
pY
O-B~~$g
Jhu<^pjs
,?i^i#Wqzg
⑶. 初步确定轴的最小直径 GXB4&Q!C
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 )BNm~sP
3n9$qr='
.CFaBwj
v<bq1QG
从动轴的设计 *0M#{HQ
fVv#|
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, G3&ES3L
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M 9PhdoREb
⑵. 求作用在齿轮上的力 P;0tI;
已知大齿轮的分度圆直径为 t ]{qizfOB
d2=252.5 \V`O-wcJ]S
而 F= =MO2M~e!
F= F :7%JD .;W
KY/}jJW
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N ?cdSZ'49[
%Q"zU9
2{c ;ELq
^qqP):0y1V
⑶. 初步确定轴的最小直径 ;>[).fX>/
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 M`\c'|i/
XPXC7_fV
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 d}tn/Eu?B
查表,选取 ZV}BDwOFI
VHVU*6_w
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 LA$uD?YA
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 qT#+DDEAL
|#R;pEn
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 lqAU5K{wQ
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 pcNVtp'V
D.)$\Caq
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. ,$5;
Q_/{TE/sO5
D B 轴承代号 C- ]H+p
45 85 19 58.8 73.2 7209AC uoFH{.)
45 85 19 60.5 70.2 7209B V`~$|
K[
50 80 16 59.2 70.9 7010C [,Ts;Hy6Q
50 80 16 59.2 70.9 7010AC R0+v5E
@I}:HiF
mJewUc!<5
YD2M<.U
qRsPi0;
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 :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, ,^O**k9F
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. 7;KmJ}$
is{I5IR\/
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. x(3E#7>1
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, VY<v?Of
i-
高速齿轮轮毂长L=50,则 i:OD)l
l3n* b6
L=16+16+16+8+8=64 NI=t)[\F
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. hd9fD[5
wM (!9Ws3
5. 求轴上的载荷 -Qo`UL.}
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, UY
j
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. Jjik~[<q:
ih2H~c>O
U/,`xA;v>
al=Dy60|z
k]Y+C@g
JXBW0|8b
/fA:Fnv
BMU~1[r
e`4OlM]
jnt0,y A
9C[3w[G~C
传动轴总体设计结构图: Cst\_j
n5 @H
!40{1U&@a`
8U\;N
(主动轴) -`]B4Nt6
j9%u&
HoymGU`w
从动轴的载荷分析图: T_6,o[b8
ko
im@B
6. 校核轴的强度 W2tIt&{
根据 9NaC7D$,
== !OPK?7
前已选轴材料为45钢,调质处理。 =NAL*4c+
查表15-1得[]=60MP N_$ X4.7p
〈 [] 此轴合理安全 /+2^xEIjE
?F*gFW_k
8、校核轴的疲劳强度. ~Ht[kO
⑴. 判断危险截面 6 )0$UW
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. vkE6e6,Qc
⑵. 截面Ⅶ左侧。 ma~WJ0LM\
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 -}2q-
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 :CSys62
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 #PoUCRRC
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 ~yt+xWV
截面上的弯曲应力 $]\N/}1v
%whPTc0P
截面上的扭转应力 hc>hNC:a
== dQ`ch~HVUW
轴的材料为45钢。调质处理。 Kx*;!3-V$
由课本得: |g> K$m^
Mh>^~;
因 :2 ?dl:l
经插入后得 $tj[*
2.0 =1.31 M <"&$qZ$R
轴性系数为 n1DD+@
=0.85 ?&)<h_R4p
K=1+=1.82 $>OWGueq64
K=1+(-1)=1.26 L2P~moVIi
所以 i4'?/UPc
\4~uop,Nb+
综合系数为: K=2.8 `P)atQ
K=1.62 8NPt[*
碳钢的特性系数 取0.1 #`);UAf
取0.05 <bXfjj6YJ@
安全系数 B2
Tp;)
S=25.13 ?t'O\n)M
S13.71 fseHuL=~
≥S=1.5 所以它是安全的 (Pin9^`ALc
截面Ⅳ右侧
(O,|1
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 epW;]>
l
b0tr)>d
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 MJ8z"SKnV
-HP [IJP
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 n_)d4d zl
j?g{*M
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 '2/48j X5
截面上的弯曲应力 4ZQXYwfC|
截面上的扭转应力 j*q]-$ 2E
==K= 7od!:<v/
K= )<1M'2
所以 'd|_ i6:y&
综合系数为: 9@Cqg5Kx'
K=2.8 K=1.62 O>Xyl4U
碳钢的特性系数 .?[2,4F;
取0.1 取0.05 1;4TA}'H
安全系数 9-Qub+0o
S=25.13 W _yVVr
S13.71 ]EE}ax%#aq
≥S=1.5 所以它是安全的 ts{Tk5+
^WVH z;
9.键的设计和计算 xx#;)]WT
\H*"UgS
①选择键联接的类型和尺寸 v /G,
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. jQj`GnN|
根据 d=55 d=65 ]GJIrtS4
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 0{@E=}}h
b=20 h=12 =50 O6YYOmt3
tegLGp@_
②校和键联接的强度 3O:Z;YP:<
查表6-2得 []=110MP AHIk7[w
工作长度 36-16=20 2J|Wbey
50-20=30 p3\F1]( Z
③键与轮毂键槽的接触高度
w6qx
K=0.5 h=5 B7fURL
Rqr
K=0.5 h=6 mG1=8{o^
由式(6-1)得: cIw)ScY
<[] <FRYt-+
<[] bs
kG!w
两者都合适 k129)79
取键标记为: *<i
{
Mb Q
键2:16×36 A GB/T1096-1979 w=rh@S]
键3:20×50 A GB/T1096-1979 4B d[r7
10、箱体结构的设计 KaauX
m
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, }<[@)g.h.
大端盖分机体采用配合. bvUjH5.7
Pn[-{nz
1. 机体有足够的刚度 TXv3@/>ZlG
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 O<
v0{z09*
#B88w9
b`D
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 jri=UGf
AcwLs%'sx
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 NJ*?b
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 3T'9_v[Y
u v%T0JA/
3. 机体结构有良好的工艺性. P bj &l0C
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. d!D#:l3;
==RYf*d
4. 对附件设计 }:])1!a
A 视孔盖和窥视孔 MD1n+FgTu
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 nVoL7ew+
B 油螺塞: `%ZM(9T
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'Rn
C 油标: `1=n H/E
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 _s[ohMlh
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. .D(H@3qA@
^a0{"|Lq
D 通气孔: [i==
Tp
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`9e20
E 盖螺钉: j_H9l,V
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 j2#RO>`,I
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. \uQ yp*P1s
F 位销: p9 <XaJ}
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. Sb+^~M
G 吊钩: J/mLmSx
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. *39Y1+=)$$
@SjISZw_
减速器机体结构尺寸如下: g`i?]6c}jt
tg_xk+x
名称 符号 计算公式 结果 T`mG+"O
箱座壁厚 10 F0t-b %w,
箱盖壁厚 9 { 0RwjPYp
箱盖凸缘厚度 12 0ft 81RK
箱座凸缘厚度 15 uD0T()J.P5
箱座底凸缘厚度 25 pX8TzmIB0
地脚螺钉直径 M24 Xia4I*
*
地脚螺钉数目 查手册 6 lD)ZMaaS3
轴承旁联接螺栓直径 M12 j#G4A%_
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 w<#/ngI2
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 :[xFp}w{
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 $REz{xgA=
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 MKPxF@N(
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 lHerEv<ja
22
`fMdO
18 i=T!4'Zu
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 [U'I3x,
16 `yJ3"{uO
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 2n+tc
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 v+Mi"ZAd
齿轮端面与内机壁距离 > 10 _zt)c!
机盖,机座肋厚 9 8.5 iga.B
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) "'U+T:S
150(3轴) (SGX|,5X7
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) i]x_W@h
150(3轴) 3w!8PPl
RT`.S
uN
11. 润滑密封设计 o]/*YaB2>
tf[)Q:|
对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. iOY: a
油的深度为H+ " b3-'/&
H=30 =34 y/i{6P2`,D
所以H+=30+34=64 0RFBun{
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 .JCd:'-
xnP@h
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 B^Sxp=~Au
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 C- 5QhD
密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 P^[eTR*?
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 eF-U
1ZJT
_4,/uG|a O
12.联轴器设计 g$f+X~Q
['m7Wry
1.类型选择. 59Lc-JJ
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 Ui?iMtDr
2.载荷计算. x994B@\j+
公称转矩:T=95509550333.5 rj}O2~W~4
查课本,选取 ?}g^/g !
所以转矩 QNbV=*F?
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 !E7J Dk''@
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm A |u-VXQ
6|uv+$
四、设计小结 #ZkT![`
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。 ^?J3nf{
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。 C&|K7Zp0v
五、参考资料目录 AjVX
[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; Zzn
N"Si,
[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; `6y=ky.,
[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; W6gI#
[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; |PtfG2Ty?
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 ylm #Xa
[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; fHK.q({Qc
[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。