机械设计基础课程设计任务书 D0D=;k
VfX^iG r
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 r
)F;8(
$C4~v
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) $TI^8 3
b(iF0U>&
目 录 XcVN{6-z
u\]EG{w(
一 课程设计书 2 \Z[1m[{
vrnvv?HPrR
二 设计要求 2 T6U/}&{O
-*C
WF|<G
三 设计步骤 2 x[(6V'
aSzI5J]/=
1. 传动装置总体设计方案 3 zBF~:Uc`B
2. 电动机的选择 4 C= ~c`V5>r
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 *]$B 9zVs!
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 $|N6I
5. 设计V带和带轮 6 "rv~I_zl
6. 齿轮的设计 8 <xI<^r'C9e
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 nf.Ox.kM)
8. 键联接设计 26 Y{YbKKM
9. 箱体结构的设计 27 De?VZ2o9"
10.润滑密封设计 30 -'! J?~
11.联轴器设计 30 T+kV~ w{
^q:-ZgM>
四 设计小结 31 i?x gV_q;
五 参考资料 32 I|Oco?Q"
q~ H>rC(\
一. 课程设计书 )l3Uf&v^f
设计课题: F9K%f&0 a
设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V d>QFmsh-
表一: po| Ux`u
题号 K"#$",}=
0dchOUj
参数 1 Y|>dS8f;4
运输带工作拉力(kN) 1.5 l/.{F ;3F
运输带工作速度(m/s) 1.1 1[FN: hm
卷筒直径(mm) 200 r/Y J, 2!
akj<*,
二. 设计要求 zF1!a
1.减速器装配图一张(A1)。 uo9#(6
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 )(iv#;ByL
3.设计说明书一份。 VD;*UkapZx
Un?|RF
三. 设计步骤 RRL{a6(?
1. 传动装置总体设计方案 $O"ss>8Se
2. 电动机的选择 vsY?q8+P
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 T &ZQie/
4. 计算传动装置的运动和动力参数 r&gvP|W%
5. “V”带轮的材料和结构 @X==[gQ
6. 齿轮的设计 NR4+&d
7. 滚动轴承和传动轴的设计 w#A)B<Y/"
8、校核轴的疲劳强度 ~ao:9ynY
9. 键联接设计 $y(;"hy
10. 箱体结构设计 1"h"(dA
11. 润滑密封设计 cgnNO&
12. 联轴器设计 \DB-2*a"
]C_+u_9
1.传动装置总体设计方案: #Hw|P
<b 5DX
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 S
'a- E![
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, =[B\50]
要求轴有较大的刚度。 _$~>O7
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。 +VIA@`4
其传动方案如下: N /4E
~^2
c6h?b[]
图一:(传动装置总体设计图) {bj!]j
55S s%$k@
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 Ge^`f<f
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 D#;7S'C
传动装置的总效率 zakhJ
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; JEUU~L;
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, |iM,bs
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, #{i*9'
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 X8C7d6ca
XwH>F7HPe
2.电动机的选择 Kz HYh
!eX0Q 2
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, Q\Ek U.[I
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, !fOPYgAGKn
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。 Qqm?%7A1
4cjfn'x
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, ,\4]uZ<
T{dQ4
c
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 I}C2;[a B
8^7Oc,:~
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 ORM>|&
Q}BMvR 9w
ImXYI7PL
方案 电动机型号 额定功率 b8WtNVd
P 1@]&iZ]
kw 电动机转速 dNACE*g;q
电动机重量 *`>BOl+ro
N 参考价格 L2H
元 传动装置的传动比 p9v:T1?
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 zv]ZEWVzc
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 $xO8?
~\":o:qyc
中心高 {
I#>6
外型尺寸 BP/nK.
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD kR =sr/{
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 mU5Ox4>&9
W+h2 rv
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 BgQEd@cN
mixsJ}e
(1) 总传动比 `/O`%6,f1!
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 Z?)g'n
(2) 分配传动装置传动比 Ss[[V(-
=× z8\YMr6o
式中分别为带传动和减速器的传动比。 ,#Z%0NLe
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 aODh5
4.计算传动装置的运动和动力参数 kwjO5OC8
(1) 各轴转速 :=Olp;+_
==1440/2.3=626.09r/min 2<D| {
==626.09/5.96=105.05r/min ]$smFF
(2) 各轴输入功率 xf,[F8 2y
=×=3.05×0.96=2.93kW 5m8u :6kQu
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW ">}6i9o
则各轴的输出功率: W!{RJWe
=×0.98=2.989kW C4+DZ<pE
=×0.98=2.929kW fyQOF ItM
各轴输入转矩 F0$w9p
=×× N·m JFT$1^n
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· .}==p&(
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m VN`.*B|9[
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m 3FBL CD3
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m n`,
<g
=×0.98=242.86N·m e=i X]%^
运动和动力参数结果如下表 '1mk;%
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min 2e_ Di(us
输入 输出 输入 输出 o[Ffa#sE
电动机轴 3.03 20.23 1440 J[ZHAnmPH
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 ^r~[3NT
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 >@vu;j\*E5
~$J;yo~
5、“V”带轮的材料和结构 t;* zr*
确定V带的截型 8~Cmn%
工况系数 由表6-4 KA=1.2 $Q*R/MY
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 f,G*e367:
V带截型 由图6-13 B型 }0'LKwIR
{irc0gI
确定V带轮的直径 ]?6wU-a
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm w6BBu0,KC
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s Tg{5%~L]
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm &5W;E+Pub
Pe<VPf9+
确定中心距及V带基准长度 r=Xo; d*TE
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 Q(& @ra!{
360<a<1030 j_<qnBeQ
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm UarLxPQ
|Y3w6 !$
初定V带基准长度 +[76 _EXy
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm
p9"dm{
IxbQ6
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm I=!kPuw
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm u}du@Aq
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 s#^0[ Rt
iT'doF
确定V带的根数 m)A:w.o
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw #Z1%XCt
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 d6n_Hpxw^
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 yrxX[Hg?@
带长修正系数 由表6-2 KL=1 =Kj{wA
O
gX"-3w
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 )+N{D=YM
~Dt$}l-9
取Z=2 '8 .JnCg
V带齿轮各设计参数附表 CnZ!b_J
#Th)^Is
各传动比 J4+K)gWB
;"M6}5dQ4
V带 齿轮 Y_CYx
2.3 5.96 k'8tcXs
t4oD> =,92
2. 各轴转速n Z@s[8wrmPl
(r/min) (r/min) Ar<5UnT
626.09 105.05 a3 }V/MY
3dN`Q:1R9
3. 各轴输入功率 P F0!Z1S0g
(kw) (kw) jL-2
}XrA
2.93 2.71 p_I^7 $
`,}7LfY
4. 各轴输入转矩 T c^I^jg2v
(kN·m) (kN·m) o< @![P
43.77 242.86
qNJc*@s
S%- kN;
5. 带轮主要参数 Gwk$<6E
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) tK;xW
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 ,lH
}Ba02F
带的根数z sJL Oz>
160 368 708 2232 B 2 5Npxs&Ea
7"!`<5o^
6.齿轮的设计 &|x7T<,)
NVRzthg%c_
(一)齿轮传动的设计计算 @ujwN([I
wG49|!l6T
齿轮材料,热处理及精度 *H!BThft4
考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 GST#b6S
(1) 齿轮材料及热处理 b? o
① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 j!agD_J
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 i D 9 */
② 齿轮精度 <|l}@\iRX
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 i.^ytbH
z%
bH?1^o
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 jfG of*
按齿面接触强度设计 qb[hKp5K6
=!t;e~^8]
确定各参数的值: 3RaW\cWzg
①试选=1.6
OMK,L:poC
选取区域系数 Z=2.433 'i%r
WkXgz6 P
则 x|m9?[
!_
②计算应力值环数 MsXw
8D
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) (
unmf,y
=1.4425×10h `,'/Sdr
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) P<IDb%W
③查得:K=0.93 K=0.96 Z5Lmg
④齿轮的疲劳强度极限 u@dvFzc
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: o MJ`_
[]==0.93×550=511.5 l Xa/5QKC
*b>RUESF
[]==0.96×450=432 TR3U<:
许用接触应力 t8-P'3,Q$
6C
VH)=%
⑤查课本表3-5得: =189.8MP ?JZ$M
=1 ;j%I1k%A
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 2]vTedSOl
=4.47×10N.m 9:p-F+
3.设计计算 P7F"#R0QB
①小齿轮的分度圆直径d Hk*1Wrs*
jh/,G5RM9
=46.42 by<@\n2B:U
②计算圆周速度 ?=9'?K/~a
1.52 |OJWQU![by
③计算齿宽b和模数 8;?4rrS
计算齿宽b +vy fhw4
b==46.42mm $A?9U}V#^
计算摸数m GqHW.s5
初选螺旋角=14 %_W4\
= :V.@:x>id
④计算齿宽与高之比 |^l_F1+w
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 mcQL>7ts
=46.42/4.5 =10.32 l(NQk> w
⑤计算纵向重合度 }O*`I(
=0.318=1.903 qS\#MMsTd
⑥计算载荷系数K '$OUe {j<
使用系数=1 b;b,t0wS
根据,7级精度, 查课本得 rhc+tR
动载系数K=1.07, _f0AV;S:vd
查课本K的计算公式: 0S4BV%7F
K= +0.23×10×b Wa|V~PL+T
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 aG]>{(~cL
查课本得: K=1.35 /-p!|T}w
查课本得: K==1.2 FL{?W (M
故载荷系数: +7b8 ye
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 (|BY<Ac3
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 _ 94
W@dW
d=d=50.64 eMRH*MyD
⑧计算模数 i3,.E]/wX@
= @F5Af/
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 zzZEX
由弯曲强度的设计公式 QP%_2m>yhl
≥ tle`O)&uo
}AS/^E
⑴ 确定公式内各计算数值 #Kb /tOp1
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m i"G'#n~e
确定齿数z B)Y[~4o
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 %C_tBNE<
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 R `tJ7MB
Δi=0.032%5%,允许 2'@m'4-N
② 计算当量齿数 ~Y x_ 3
z=z/cos=24/ cos14=26.27 fF)Q;~_VA
z=z/cos=144/ cos14=158 N_T5sZ\
③ 初选齿宽系数 S-Y{Vi"2
按对称布置,由表查得=1 1@v<
④ 初选螺旋角 U:TkO=/>:
初定螺旋角 =14 -iiX!@
⑤ 载荷系数K vntJe^IaFd
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 {J==y;dK
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y `2 <:$]
查得: x1eC r_
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 vb=]00c
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 .rK0C)
*|=D 0
⑦ 重合度系数Y t.ulG
*
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 8QTry%
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 jg?UwR&
=14.07609 aLh(8 ;$
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 Be|! S_Y P
⑧ 螺旋角系数Y zgGysjV
轴向重合度 =1.675, K(?V]Mxl6
Y=1-=0.82 =v<w29P(g
;3/}"yG<p
⑨ 计算大小齿轮的 h q7f"`
安全系数由表查得S=1.25 {}$rN@OM$
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 G^ GIHdo
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 @4;'>yr(
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 IMWt!#vuY
查课本得到弯曲疲劳强度极限 X)!XR/?
小齿轮 大齿轮 ]00 so`
#1%@R<`
查课本得弯曲疲劳寿命系数: J,Ki2'=
K=0.86 K=0.93 -4x! #|]
MZ"V\6T]
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 Yd3lL:M
[]= Bb=r?;zjO
[]= MUl`0H"tR
''9]`B,:a0
0HWSdf|w
大齿轮的数值大.选用. sc]#T)xG
\)dp
⑵ 设计计算 7SHllZ
计算模数 9CS"s_
0Ye/
QT+kCN
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: qA '^b~
=u2~=t=LV
z==24.57 取z=25 ~+' f[!^
1R}9k)JQ
那么z=5.96×25=149 G|jHic!
ug]2wftlQ
② 几何尺寸计算 -dovk?'Gj
计算中心距 a===147.2 LhAN( [
将中心距圆整为110 FC+-|1?C
fcdXj_u
按圆整后的中心距修正螺旋角 D N!V".m`J
rS>.!DiYr,
=arccos jP<6J(
p^Ey6,!8]D
因值改变不多,故参数,,等不必修正. diNSF-wi,,
>aJmRA-C}
计算大.小齿轮的分度圆直径 O h
e^{:
"S#$:92
d==42.4 ky|k g@n{
)vq}$W!:9
d==252.5 )$p36dWl
Ia%cc
L=
计算齿轮宽度 Vb?wwx7=
BW;@Gq@N
B= OD}Uc+;K
w(bvs&`{uC
圆整的 %S^ke`MhF
R7IFlQH%
大齿轮如上图: (A2ga):Pk
#*:1C h]B
b6S"&hs
kmBA
7.传动轴承和传动轴的设计 cl`kd)"v
)Jvo%Y
1. 传动轴承的设计 M5*Ln-qt(a
T^eD
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 c@,1?q1bv
P1=2.93KW n1=626.9r/min . ?#Q(eLj
T1=43.77kn.m `%|3c
⑵. 求作用在齿轮上的力 CHS}tCfos>
已知小齿轮的分度圆直径为 ~Q"qz<WO
d1=42.4 LntRLB'
而 F= Ox
,Rk
F= F R[j'<gd.
W/RB|TMT
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N IV&5a]j
1WaQWZ:=
Z wKX$(n
D+AkV|
⑶. 初步确定轴的最小直径 s-6$C
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 yuq o ^i
[2Y@O7;nI
<>5n;-
y+^KVEw
从动轴的设计 'xuxMav6m
D|Tz{DRG
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, KY2z)#/
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M rLeQBp'
⑵. 求作用在齿轮上的力 zBca$Vp
已知大齿轮的分度圆直径为 V9KRA 1
d2=252.5 a-#$T)mmfj
而 F= Jl\U~i
F= F I7h v'3u
L8E4|F}
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N "8)%XSb
h+_:zWU
guCCu2OTA%
&n?RKcH}d
⑶. 初步确定轴的最小直径 0WZd $
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 wg
k[_i
3it*l-i\
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 eF0FQlMe[
查表,选取 r0f&n;0U4
Kl ?C[
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 Z @DDuVr
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 <D& Ep
1D1kjM^Bo
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 F1}d@^K
7d
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 。 .LM|@OeaD!
ijcF[bmE
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. oG hMO
lwG)&qyVd
D B 轴承代号 18j>x3tn
45 85 19 58.8 73.2 7209AC b5~p:f-&4B
45 85 19 60.5 70.2 7209B 2.{zfr
50 80 16 59.2 70.9 7010C giIPK&
50 80 16 59.2 70.9 7010AC ~md06"AYJ
wU/fGg*M2
p")"t`k7
FBrh!vQ<
=(R3-['QIb
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 U0W2
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, hZ|0<u
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. [Tvdchl OC
71IM`eL=ED
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. Om;`"5
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, Wj)v,v2&
高速齿轮轮毂长L=50,则 _9=cxwi<w
aU.!+e%_
L=16+16+16+8+8=64 C!1)3w|
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. ,1t|QvO
i}f" 'KW
5. 求轴上的载荷 A58P$#)?
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, wrJ"(:VZ
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. L6jwJwD
.Y!dO@$:
A&ceuu
|<8Fa%!HHc
YJDJj
x
6B
b+f"
RA){\~@wC
}t|i1{%_
T'Jl,)"
Ofb&W
AD
oZL# *Z(h
传动轴总体设计结构图: lQRtsmZ0
4kK_S.&
zDxJK
E8lq2r=
(主动轴) _Wp.s]D [
Lv)1
)'v0
LOwd mj
从动轴的载荷分析图: ]Ee$ulJ02
pz{ ]O_px
6. 校核轴的强度 bq8h?Q
根据 M`*
BS
== cQ`0d3
前已选轴材料为45钢,调质处理。 ~?iQnQYI
查表15-1得[]=60MP B oiS
〈 [] 此轴合理安全 tHM0]Gb}
`O%O[
8、校核轴的疲劳强度. k2#|^N
⑴. 判断危险截面 w)R5@
@C*
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. }P\6}cK
⑵. 截面Ⅶ左侧。 * vqUOh
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 S`TQWWQo;
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 rodqa
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 /z}b1m+
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 4`o<e)c3
截面上的弯曲应力 Le/}xST@
iMV=R2t 2
截面上的扭转应力 D'% O<.m
== 7^d7:1M
轴的材料为45钢。调质处理。 e)XnS '
由课本得: XBcbLF
;R@D
因 {([`[7B>a<
经插入后得 lPtML<a
2.0 =1.31 h$6~3^g:P
轴性系数为 Czy}~;_Ay
=0.85 r'o378]=
K=1+=1.82 ]8'PLsS9<w
K=1+(-1)=1.26 tCwB7c-
所以 Qte%<POx+
N9rAosO*
综合系数为: K=2.8 {/,AMJ<:G]
K=1.62 2,|;qFJY-@
碳钢的特性系数 取0.1 )$d~HA@B
取0.05 a#9pN?~
安全系数 y(^\]-fE
S=25.13 cHOC>|
S13.71 q_9 tbZ;
≥S=1.5 所以它是安全的 nC!L<OMr
截面Ⅳ右侧 |goK@<
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 +NiCt S
sN#ju5
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 n@q-f-2
hp2$[p6O
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 mGkQx
-|
_qo\E=E
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 v?%vB#A^
截面上的弯曲应力 -YrMVoZl
截面上的扭转应力 h[<l2fy
==K= 6)20%*[
K= T{yJL<
所以 #~.RJ%
综合系数为: U;!J(Us
K=2.8 K=1.62 +F2X2e)g"
碳钢的特性系数 x]3[0K5;
取0.1 取0.05 K%Bz6 ~
安全系数 "7jE&I
S=25.13 <z>oY2%
S13.71 KCH`=lX
≥S=1.5 所以它是安全的 ~03MH'
TZ!@IBu
9.键的设计和计算 )8SWU)/
BL"7_phM,
①选择键联接的类型和尺寸 @YG-LEh
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. J(wFJg\/
根据 d=55 d=65 Htln <N
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 t*u#4I1
b=20 h=12 =50 fc[_~I'
1uB$@a\
②校和键联接的强度 (XY`1|])`
查表6-2得 []=110MP *JQ*$$5
工作长度 36-16=20 $J&c1
50-20=30 jp^Sw|
③键与轮毂键槽的接触高度 {Qn{w%!|
K=0.5 h=5 !]RSG^%s{
K=0.5 h=6 )?c,&
由式(6-1)得: ;-;lM6zP
<[] yf4L0.
<[] %/5Wj_|p
两者都合适 pVrY';[,|
取键标记为: WIpV'F|t]`
键2:16×36 A GB/T1096-1979 9\/oL{
键3:20×50 A GB/T1096-1979 }&==;7,O
10、箱体结构的设计 4- Jwy
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, 4z9lk^#"X
大端盖分机体采用配合. rPqM&&+
=;b3i1'U
1. 机体有足够的刚度 G.v(2~QFd
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 p8?v
o?^
5Dz$_2oM3
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 a(ITv roM/
J_-fs#[x
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 `Pc<0*`a
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 N;6o=^ic
X)+6>\
3. 机体结构有良好的工艺性. u]9\_{c]Q
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. !\9^|Ef?
I0z 7bx
4. 对附件设计 \g
h |G
A 视孔盖和窥视孔 x;\/Xj;
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 oD1k7Gq1
B 油螺塞: $(]nl%<Q
放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 <JU3sXl
C 油标: J%M [8
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 SgehOu
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. |D%mWQng
rjO{B`sV*
D 通气孔: L$.3,./
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. G9yK/g&q
E 盖螺钉: kc't
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 zB~< @
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. .kn2M&P>=
F 位销: +*?l">?|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. Lhe&
G 吊钩: a !%,2|U
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. .9PT)^2
3}F>t{FDk
减速器机体结构尺寸如下: 1gbFl/i6T
Q{L:pce-
名称 符号 计算公式 结果 ' BS.:^
箱座壁厚 10 +>K&zS
箱盖壁厚 9 >X'-J{4R
箱盖凸缘厚度 12 wK#*|
箱座凸缘厚度 15 f:<BUqa
箱座底凸缘厚度 25 a%`%("g!
地脚螺钉直径 M24 'xGhMgR;
地脚螺钉数目 查手册 6 bvB',yBZ
轴承旁联接螺栓直径 M12 e5P9P%1w
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 G2)F<Y
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 Y%;X7VxU*
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 L\:m)g,F.
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 Ui`{U
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 J&,hC%]
22 ZL\^J8PRK
18 AJxN9[Z!N
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 Opc szq5n
16 ,}gJY^X+
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 C8>
i{XOO,
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 $5)#L$!,]
齿轮端面与内机壁距离 > 10 "8ellKh
机盖,机座肋厚 9 8.5 $DIy?kZ
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) Hy&Z0W'l
150(3轴) Vb\g49\o/
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) R^o535pozc
150(3轴) 4oiE@y&{4
&um++
\
11. 润滑密封设计 "T5oUy&i
9$;5J
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. Af]zv~uM
油的深度为H+ 4=Ru{ewRV
H=30 =34 A%Ka)UU+n
所以H+=30+34=64 O& Sk}^
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 &zX W
EHm*~Sd
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 vxEi C:&]
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 ZZI}
Ot{
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 Yr_B(n
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 o?>0WSLlm
f/UU{vX(
12.联轴器设计 7cGOJA5&
vHcl7=)Q
1.类型选择. bHnKtaK4c
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 if|5v^/
2.载荷计算. G&{yM2:E
公称转矩:T=95509550333.5 N{HAWB{
查课本,选取 t,|Apl]
所以转矩 K}re{y
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 .eD&UQ
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm '`k7l7I[@
v.Bwg7R3
四、设计小结 "gM!/<~
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。 -^CW}IM{ I
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。 <1*.:CL"s
五、参考资料目录 V=8db%^
[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; B+Qf?1f
[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; SQ4^sk_!
[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; [#uhMn^
[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; s_NY#MPz[
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 %u66H2
[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; ^7aqe*|vm
[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。