机械设计基础课程设计任务书 rXR!jZ.hi
;EQ7kuJQ?
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 nJ}@9v F/
I-^C6~
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) 4L_)@n}
e'MW"uCP}
目 录 /2'l=R5#
*yv@B!r
一 课程设计书 2 66-tNy
?I$- im
二 设计要求 2 ERy=lP~gV
F*T$n"^
三 设计步骤 2 _2TL>1KZt
erhez
1. 传动装置总体设计方案 3 wC?$P
2. 电动机的选择 4 qrf90F)
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 6Ey@)p..E
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 G@txX
'
5. 设计V带和带轮 6 -3u ;U,}
6. 齿轮的设计 8 03c8VKp'p
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 c \;_jg
8. 键联接设计 26 &["e1ki
9. 箱体结构的设计 27 qOy0QZ#0
10.润滑密封设计 30 /0o#V-E)
11.联轴器设计 30 Sm{> 8e}UE
_F5*\tQ
四 设计小结 31 /;kSa}"Q
五 参考资料 32 ]!j%Ad
9Dbbk/j|
一. 课程设计书 E\ls- (,
设计课题: R?IRE91 :
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 CeeAw_*@
表一: '50}QY_R.
题号 ]tzF
Ob
c]n"1YNm
参数 1 B77`azwF
运输带工作拉力(kN) 1.5 d^f rKPB
运输带工作速度(m/s) 1.1 \!xCmQ
卷筒直径(mm) 200 hI9q);g
5YneoM]Q
二. 设计要求 q}!h(-y}5n
1.减速器装配图一张(A1)。 AvPPsN0
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 !6x7^E;c
3.设计说明书一份。 '/)qI.
f!{@{\
三. 设计步骤 =^SxZ Bn
1. 传动装置总体设计方案 3=yfbO<-
2. 电动机的选择 fY6~Z
BvK
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 xP,b/T#a
4. 计算传动装置的运动和动力参数 Xdwpn+7s
5. “V”带轮的材料和结构 Z/dhp0k
6. 齿轮的设计 I]DD5l}\
7. 滚动轴承和传动轴的设计 yRIXUCy
8、校核轴的疲劳强度 e,,O
9. 键联接设计 lB0`|UEb (
10. 箱体结构设计 kIX1u<M~
11. 润滑密封设计 .T)wG;+
12. 联轴器设计 .!Pg)|
uovv">Uw
1.传动装置总体设计方案: h[&"KA
TDUY& 1[
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 4"_`Mu_%
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, hf^<lJh~=
要求轴有较大的刚度。 !sSq 4K
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。 :PtZKt;~X
其传动方案如下: r fzNw
z DU=2c4W9
图一:(传动装置总体设计图) Q@7d:v
0y6M;"&~E
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 5mC"8N1)
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 hHGuD2%
传动装置的总效率 Zk`yd8C
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; j:xC\b47"
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, vbVOWX6
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, u*TC8!n
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 N+h05`
15,JD
2.电动机的选择 8;V9%h`P>
_'LZf=V0
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, m3TR}=n
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, ZZ7qSyBs?
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。 __2<v?\
h%krA<G9
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, LP=j/qf|
fT|A^
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 W*t]
d
>WIc"y.
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 Vv45w#w;
KWZhCS?[(
ocFk#FW
方案 电动机型号 额定功率 nuXL{tg6
P 3f] ;y<Km
kw 电动机转速 #3QPcoxa
电动机重量 IQRuqp KL
N 参考价格 Jsysk $R
元 传动装置的传动比 68Gywk3]=u
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 2S{P(B
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 TK
fN`6
Aj)Q#Fd[
中心高 Ic9L@2m
外型尺寸 BG+i tyH
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD I70c,4_G
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 iCE!TmDT
u3C_Xz
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 Bchv1KF
]xr0]
(1) 总传动比 y
%Q. (
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 ch8a
(2) 分配传动装置传动比 y%SxQA+\
=× y:W6;R
式中分别为带传动和减速器的传动比。 } #rTUX
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 lL:a}#qxU
4.计算传动装置的运动和动力参数 Dz(\ ?
(1) 各轴转速 NOo?
==1440/2.3=626.09r/min G}fBd
==626.09/5.96=105.05r/min <w{?b'/q
(2) 各轴输入功率 ?vFy3
=×=3.05×0.96=2.93kW 6OAs%QZ
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW }IyF|[
则各轴的输出功率: ->8Kd1^F
=×0.98=2.989kW l1)~WqhE}
=×0.98=2.929kW @up,5`
各轴输入转矩 RpQeQM=
=×× N·m GtVT^u_
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N·
bDkZU
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m SM2Lbfp!u
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m dU$VRgP/
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m :A8}x=K
=×0.98=242.86N·m v Y0bK-
运动和动力参数结果如下表 P:"R;YCvE
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min d:@+dS
输入 输出 输入 输出 i6WH^IQ M
电动机轴 3.03 20.23 1440 Y%XF64)6
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 bj
pruJ`=
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 tk&AZb,sP
;
oyV8P$
5、“V”带轮的材料和结构 2R[v*i^S
确定V带的截型 >}+{;d
工况系数 由表6-4 KA=1.2 jE\G_>
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 gV2vwe
V带截型 由图6-13 B型 ]n!V
HwUaaK
确定V带轮的直径 ipu!{kJ
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm H9mN nZ_k
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s S6<o?X9,I
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm --K)7
?veeW6E(
确定中心距及V带基准长度 %Mda<3P
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 2~kx3` Q
360<a<1030 ?zW'Hi
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm nTeA=0 4
Z hfp>D
初定V带基准长度 b^/u9
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm ;m]V12
EYT^*1,E*
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm j&8YE7
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm #a e@VedM
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 T}&A-V$
.U!EA0B
确定V带的根数 16iTE-J_
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw kL'4m
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 X+4Uh
I
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 kR<sSLEb
带长修正系数 由表6-2 KL=1 yu;EL>G_AY
Bhv;l/K])
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 q" VmuQ
Y&6jFT_
取Z=2 QVT0.GzR
V带齿轮各设计参数附表 '12m4quO
q8{Bx03m6
各传动比 xV>
.]
#{6VdWZ
V带 齿轮 +^AdD8U
2.3 5.96 K*@?BE
A;co1,]gR
2. 各轴转速n ]46h!@~aC
(r/min) (r/min) )G2Bx+Z;L
626.09 105.05 0~nX7
Zux L2W
3. 各轴输入功率 P V^s, 3C
(kw) (kw) r Ea(1(I
2.93 2.71 MXA?rjd0
gq('8*S
4. 各轴输入转矩 T D$FTnY
(kN·m) (kN·m) *).
43.77 242.86 u>'0Xo9R
$.tT
5. 带轮主要参数 zZ[kU1Fyv
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) D[>:az`
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 %DttkrhL
带的根数z L` [iI
160 368 708 2232 B 2 y;az&T
>)4~,-;k
6.齿轮的设计 r*{.|>me
[r2V+b.C
(一)齿轮传动的设计计算 g3ukx$Q{>
#66i!}
齿轮材料,热处理及精度 M(>74(}]
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 rO}1E<g
(
(1) 齿轮材料及热处理
nS]e
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 BsA4/Bf
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 5YrzOqg=
② 齿轮精度 PS~_a
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 *$cx7yJ
R(}<W$(TV
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 `@y~ JNf!
按齿面接触强度设计 H ezbCwsx&
^2dQVV.
确定各参数的值: D?BegF
①试选=1.6 P*k n}:
选取区域系数 Z=2.433 e\}@w1
kiF}+,z"
则 O
C;~ H{
②计算应力值环数 OTYkJEC8\N
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) 5]G%MB/|$
=1.4425×10h y_:{p5u
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) 7b~uU@L`
③查得:K=0.93 K=0.96 X[/7vSqZ@w
④齿轮的疲劳强度极限 ;Qt%>Uo8
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: \6AM?}v
[]==0.93×550=511.5 \FO`WUAF
uBG!R#T
[]==0.96×450=432 jct=Nee|
许用接触应力 z$QoMq]
8A0a/
7Lj
⑤查课本表3-5得: =189.8MP /{j._4c
=1 z}SJ~WY'[
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 ~;b}_?%o
=4.47×10N.m /pRv
i>_(:
3.设计计算 #+<YFm\i
①小齿轮的分度圆直径d [$} \Gv
TQ![
=46.42 "Pc}-&
②计算圆周速度 0[H/>%3O
1.52 5ms]Wbh)
③计算齿宽b和模数 6lpJ+A57#
计算齿宽b }S*]#jr&
b==46.42mm uju'Bs7
计算摸数m X+{brvM<
初选螺旋角=14 jjrE8[
= Kf?:dF
④计算齿宽与高之比 C`ZU.|R
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 bR}fj.gP
=46.42/4.5 =10.32 07=I&Pum
⑤计算纵向重合度
D\;5{,:d
=0.318=1.903 { Mf-?_%
⑥计算载荷系数K x;SY80D
使用系数=1 ml2/}}
根据,7级精度, 查课本得 leF!Uog
动载系数K=1.07, !5'4FUlJ
查课本K的计算公式: K/(QR_@?
K= +0.23×10×b r?~_^
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 8_wh9
查课本得: K=1.35 nWc@ufY
查课本得: K==1.2 3zmbx~| =\
故载荷系数: rosD)]I7
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 %*K zP{
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 J(8?6&=ck
d=d=50.64 EXbZ9 o*
⑧计算模数 #""T>+
= b{&'r~
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 )zy;!
由弯曲强度的设计公式 Xhyn! &H5
≥ #%%!r$UL
Af@\g-<W_
⑴ 确定公式内各计算数值 *qYw
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m FbMtor
确定齿数z ]Ar,HaX-
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 Xe:rPxZf~
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 b)#rUI|O
Δi=0.032%5%,允许 >\~Er@
② 计算当量齿数 a;Pn.@NVq
z=z/cos=24/ cos14=26.27 '
-9=>
z=z/cos=144/ cos14=158 FjizPg/|!
③ 初选齿宽系数 #l`\'0`.
按对称布置,由表查得=1 F+NX
[
④ 初选螺旋角 -da: j-_
初定螺旋角 =14 2~QJ]qo =
⑤ 载荷系数K 7;Lv_Y"b
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 cL%"AVsj
>
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y +*`kJ)uP
查得: rtbV*@Z
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 l{]KA4
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 9Nna-}e?W
Gj%q:[r
⑦ 重合度系数Y p{v*/<.;
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 o~CEja&(
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 &PApO{#Q
=14.07609 3*\Q]|SI!
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 D
vU1+y
⑧ 螺旋角系数Y q$b4S4Z7
轴向重合度 =1.675, {jwLVKT$
Y=1-=0.82 =j~:u.hc'
NX8hFwR
⑨ 计算大小齿轮的 Qv'x+GVW]
安全系数由表查得S=1.25 8D@J d
工作寿命两班制,8年,每年工作300天
JC9$"0d7
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 ~H
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 VpB)5>
查课本得到弯曲疲劳强度极限 K1R?Qt,qDF
小齿轮 大齿轮 79}jK"Gc
dHg[r|xC
查课本得弯曲疲劳寿命系数: ypGt6t(;
K=0.86 K=0.93 zkqn>
-I6t ^$HA
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 f9<"
[]= ]91QZ~4a
[]= <I2ENo5?
%,<Ki]F
'/X]96Ci7
大齿轮的数值大.选用. 7{w}0PMx
\/\w|j
⑵ 设计计算 /J!:_Nq
计算模数 #639N9a~
7hu7rWY`E
FIVC~LDd
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: WcM\4q@
75>Ok /
z==24.57 取z=25 ZvT>A#R;l~
"lt5gu! `u
那么z=5.96×25=149 b5
NlL`g
xYW&Mfka
② 几何尺寸计算 'DpJ#w\81
计算中心距 a===147.2 ZMiOKVl
将中心距圆整为110 1kUlQ*[<|
h9}*_qc&kV
按圆整后的中心距修正螺旋角 i`+bSg
Gky^S#
=arccos FY^Nn
/Yg&:@L
因值改变不多,故参数,,等不必修正. R1w5,Zt
jf)l; \u
计算大.小齿轮的分度圆直径 >}O}~$o
-TG ="U
d==42.4 {i8zM6eC
eMFxdtH
d==252.5 xh9$ZavB*
idX''%"
计算齿轮宽度 b.\xPb
)78T+7Kq
B= kmt1vV.9
%8xRT@Q
圆整的 woPj>M
m~Q24Z]!'&
大齿轮如上图: 'x"(OdM:[
fG$LqzyqlK
Qs59IZ
S1mMz
i
7.传动轴承和传动轴的设计 EEL3~H{(
YC56]Zp
1. 传动轴承的设计 {Y Y,{H
c>^(=52Q
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 Yb/*2iWX
P1=2.93KW n1=626.9r/min nQ_{IO8/6W
T1=43.77kn.m PcU~1m1
⑵. 求作用在齿轮上的力 650qG$
已知小齿轮的分度圆直径为 : N$-SV
d1=42.4 >-<iY4|[d
而 F= 1TGRIe)
F= F
<9yh:1"X
1,bE[_
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N [?KGLUmTAI
"UNFB3
)=29Hm"
A(
vdlj
⑶. 初步确定轴的最小直径
Pn[oo_)s
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 MsP6C)dz
foQo`}"5
\y=oZk4
\I523$a
从动轴的设计 9CeR^/i
hp9U
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, xSK#ovH2
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M Kob,}NgqZ
⑵. 求作用在齿轮上的力 mOn_#2=KF
已知大齿轮的分度圆直径为 *pS 7,Hm
d2=252.5 \'*M
}G
而 F= VK1B}5 /
F= F TSsZzsdr2
[{BY$"b#:
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N SFDTHvXu#_
{o)pwM"@(
Q^rR }Ws
Y`bTf@EP>
⑶. 初步确定轴的最小直径 TxP+?1t
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 Xzf,S;XV~
.)!QsBU
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 xV5UaD<
查表,选取 d>8"-$
}A24;'}
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 {.{Wl,|7
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 4.jRTL5-oj
Ls9NQy
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 ?[NC}LC
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 。 c!4F0(n4
o"
,8
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. d"#Zp
Q]xkDr?
D B 轴承代号 .=#jdc/
45 85 19 58.8 73.2 7209AC K -rR)-rI
45 85 19 60.5 70.2 7209B Ytlzn%
50 80 16 59.2 70.9 7010C YoKyiO!
50 80 16 59.2 70.9 7010AC H,X|-B
K?!qNK
fj5g\m
;J 5z
5h#h>0F
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 cu0IFNF}[
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, XTJD>
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. e}e8WR=B
<s'de$[
④ 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. LEgP-sW
⑤ 取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, +&`W\?.~
高速齿轮轮毂长L=50,则 &oS$<
k k3^m1
L=16+16+16+8+8=64 EbQLMLD%
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. PX
8 UVA
[s{!
5. 求轴上的载荷 GrL{q;IO
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, }p7iv:P=3
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. { :tO
RF
^[tE^(|T
MePD:;mm^
d]l8ei@>h
ZYwcB]xEz
lS.Adl^k
\beO5]KS<
pSw/QO9
WVbrbs4
L8QWEFB|
I#M3cI!X?
传动轴总体设计结构图: >d 2Fa4u3
az(<<2=
yLX $SR
EiW|+@1
(主动轴) )|F|\6:ne
bV_nYpo
#.bW9j/
从动轴的载荷分析图: 9Yx(u2PQ
7^q~a(j
6. 校核轴的强度 L_8zZ8 o
根据 IY`p7 )#i
== ??rS h Mu
前已选轴材料为45钢,调质处理。 xAQtX=FoX+
查表15-1得[]=60MP zH8E,)
〈 [] 此轴合理安全 Wy}I"q[~So
|^pev2g
8、校核轴的疲劳强度. Eah6"j!B8n
⑴. 判断危险截面 XIHN6aQ{X
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. <>cS@V5j
⑵. 截面Ⅶ左侧。 S\k <
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 #<im?
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 %BqaVOKJ"f
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 :HkBP90o
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 )h!cOEt
截面上的弯曲应力 m~ tvuz I
>H2`4]4]
截面上的扭转应力 T~TP
== 3$$E0`7.
轴的材料为45钢。调质处理。 1o_kY"D<
由课本得: +K57. n{
K}VCFV
因 > VG
经插入后得 AZtS4]4G)
2.0 =1.31 >:;dNVz
轴性系数为 <j'V}|3
=0.85 l>?c AB[
K=1+=1.82 |?` 5 ~f
K=1+(-1)=1.26 N%y i4
所以 U@lc1#
ie}OZM
综合系数为: K=2.8 gV_/t+jI
K=1.62 2ej7Ql_@c
碳钢的特性系数 取0.1 kIrrbD
取0.05 g*|j+<:7
安全系数 [m
t.2 .
S=25.13 f-=\qSo
S13.71 m7 =$*1k
≥S=1.5 所以它是安全的 iTVe8eI
截面Ⅳ右侧 iHK~?qd}
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 Nkdv'e\
S;Bk/\2
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 h6
\P&Z
;t`
?|
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 AKNx~!%2
90}{4&C.^
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 Q M,!-~t
截面上的弯曲应力 8!g
`bC#%
截面上的扭转应力 ^S9y7b^;r
==K= l.[pnL D
K= KaGUpHw
所以 [&Xp]:M'D
综合系数为: TBhM^\z
K=2.8 K=1.62 Tt[zSlIMx
碳钢的特性系数 [\uR3$j#
取0.1 取0.05 # kI>
安全系数 8#I>`z^F
S=25.13 I-7LT?r
S13.71 W+XWS,(
≥S=1.5 所以它是安全的 0ju1>.p
q>q:ZV
9.键的设计和计算 *OVB;]D3+
I0=_=aZO(
①选择键联接的类型和尺寸 k_=SDm a
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. &dtk&P{
根据 d=55 d=65 Ae)xFnuq3
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 ]n ?x tI
b=20 h=12 =50 4 p_C+4
)oEVafNsT
②校和键联接的强度 o3ZN0j69|
查表6-2得 []=110MP 3KLUH=)P
工作长度 36-16=20 h\m35'v!
50-20=30 #XV=,81w
③键与轮毂键槽的接触高度 yu?5t?vf
K=0.5 h=5 B(
[x8A]
K=0.5 h=6 Ur j*V0^
由式(6-1)得: x^eu[olN
<[] <QtZ6-;_f
<[]
K
+7
两者都合适 Ku;fZN[g
取键标记为: l=^A41L_
键2:16×36 A GB/T1096-1979 ;#B(L=/
键3:20×50 A GB/T1096-1979 +,Dc0VC?
10、箱体结构的设计 \?bV\/GBR
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, ^<]'?4m]
大端盖分机体采用配合. ;D5>iek5
(su,=Z
1. 机体有足够的刚度 y48]|%73
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 L
aTcBcI
c0Ug5Vr
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 owVvbC2<b(
9#LMK 1ge
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 GqFx^dY4*
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 5Iu5N0cn
|1tKQ0jg
3. 机体结构有良好的工艺性. =j]y?;7q
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. xh6(~'$
N_t,n^i9>*
4. 对附件设计 lED!}h'4
A 视孔盖和窥视孔 8K8u|]i
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 ;w{<1NH2+.
B 油螺塞: I?KN7(9u?
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。 %lKw+D
C 油标: GR,2^]<{
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 -15e
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. {1GJ,['qL
$Dg-;I
D 通气孔: r}U6LE?>
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. %wD#[<BGn>
E 盖螺钉: D(cD8fn,J
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 ?y>N&\pt2
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. 68%aDs
F 位销:
IrwQ~z3I
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. c
'|*{%<e2
G 吊钩: _h%Jf{nu
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. .Xg.,kW
HC0juT OiO
减速器机体结构尺寸如下: (qcFGM22U
zI88IM7/
名称 符号 计算公式 结果 J_s`G
箱座壁厚 10 E4#{&sRT
箱盖壁厚 9 aRd~T6I
箱盖凸缘厚度 12 bC&A@.g{
箱座凸缘厚度 15 b[%@3 }E
箱座底凸缘厚度 25 T2{e1 =Z7
地脚螺钉直径 M24 Po>6I0y
地脚螺钉数目 查手册 6 S)CsH1Q
轴承旁联接螺栓直径 M12 "+DA)K
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 B=Hd:P|
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 O[X*F2LC4
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 dT`nR"
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 ZbRRDXk!
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 F`}'^>
22 yoE-a
18 5-dt0I@<
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 (6%T~|a
16 ~tUZQ5"
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 ^}j~:EZb
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 ]#~J[uk
齿轮端面与内机壁距离 > 10 /Qgb t
机盖,机座肋厚 9 8.5 q4BXrEOw
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) \F
_1C=
150(3轴) cGot0' mB
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) z/Lb1ND8
150(3轴) 4^(x)r
&(?
jAQ{H
11. 润滑密封设计 g4W$MI
(lsG4&\0F
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.
K^{j$
油的深度为H+ ^!['\
H=30 =34 4S(G366
所以H+=30+34=64 H4Bt.5O*
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 ,\`ruWWLb=
v]JET9hY
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 >WHajYO"
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 0+&WIs
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 aru2H6
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 _ep&`K
o!xCM:+J
12.联轴器设计 jMT[+f
-J]?M
1.类型选择. W83d$4\d
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 DLwlA!z
2.载荷计算. t!D'ZLw
公称转矩:T=95509550333.5 Q}#4Qz~n
查课本,选取 tbQY&TO1
所以转矩 GEPWb[Oa
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 [_N1
.}e
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm s$y_(oU,D
kn#?+Q
四、设计小结 ?MDo. z3
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。 d /jx8(0
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。 ?M90K)&g{
五、参考资料目录 Uahh|>s
[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; >A )Sl'
[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;
\^1^|a"
[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; Y]
1U108
[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; \t{iyUxY
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 ]W3u~T*
[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; TjpyU:R,&|
[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。