机械设计基础课程设计任务书 IJZx$8&A
$D*Yhv!/
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 yyVE%e5nl
/5f=a
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) @[ '?AsO
E,A9+OKxJ
目 录 "t>H
B6^
fhki!# E8M
一 课程设计书 2 HIlTt
$cO-+Mr-~
二 设计要求 2 .
P[ ,
三 设计步骤 2 c#fSt}J>C
# *7ImEN
1. 传动装置总体设计方案 3 EuD$^#
2. 电动机的选择 4 Ige*tOv2
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 J>0RN/38o
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 3e;ux6
5. 设计V带和带轮 6 #]wBXzu?
6. 齿轮的设计 8 uHt@;$9A
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 Y^5)u/Y=U
8. 键联接设计 26 h7}P5z0F
9. 箱体结构的设计 27 n*eqM2L
10.润滑密封设计 30 `6*1mE1K&
11.联轴器设计 30 ^QTkre
RWGAxq`9f
四 设计小结 31 %/K;!'7
五 参考资料 32 d]^\qeG^p
Rap_1o9#\
一. 课程设计书 Q2t>E(S
设计课题: &WVRh=R
设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V tHH @[E+h
表一: v*@R U
题号 "A}2iI
o{MmW~/o&
参数 1 KyzdJ^xC"
运输带工作拉力(kN) 1.5 1F[W~@jW
运输带工作速度(m/s) 1.1 hJoh5DIE95
卷筒直径(mm) 200 w`>g^_xsg
Q~)A
fa{
二. 设计要求 EvDg{M}
1.减速器装配图一张(A1)。 +?C7(-U>
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 Z+S1e~~
3.设计说明书一份。 TI637yqCU
^cI RP
三. 设计步骤 SMHQh.O?5
1. 传动装置总体设计方案 ]nx5E_j2
2. 电动机的选择 9Ui|8e~=
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 RV6|sN[x>
4. 计算传动装置的运动和动力参数 ;-{'d8
5. “V”带轮的材料和结构 I- WR6s=
6. 齿轮的设计 -Rr Qv(
7. 滚动轴承和传动轴的设计 udX!R^8jE
8、校核轴的疲劳强度 :>, m$XO
9. 键联接设计 M}!E :bv'
10. 箱体结构设计 >L88`
11. 润滑密封设计 @t,Y<)U
12. 联轴器设计 7j{63d`2
x`zE#sD
1.传动装置总体设计方案: U$6(@&P!
.OvH<%g!.
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 jRSY`MU}t+
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, d/` d:g
要求轴有较大的刚度。 -ob1_0
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 Xwk_QFv3
其传动方案如下: rPoq~p[Y
~5wT|d
图一:(传动装置总体设计图) P&9&/0r=_
=_9grF-
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 6kHb*L Je
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 @"BkLF
传动装置的总效率 jR mo9Bb2
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; [|oOP$u
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, ~#9(Q
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, C_V5.6T!
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 4j-%I7
(&-!l2
2.电动机的选择 eih~ SBSH
tLe"i>
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, #P-T4R
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, H!uq5`j0K
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。 '645Fr[lg
DzG$\%G2R}
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, )W$@phY(I
./E<v
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 )+12r6W
cR/z; *wr7
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 Tyt1a>!qA
>Gi*BB
y,vrMWDy
方案 电动机型号 额定功率 .
I#dR*
P PitDk
1T
kw 电动机转速 hYU4%"X
电动机重量 R{SN.% {;
N 参考价格 RI-)Qx&!f
元 传动装置的传动比 2sNV09id
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 "*0h=x$
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 uUI@!)@2
x"n)y1y
中心高 /&g~*AL
外型尺寸 h(3ko
An
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 @}iY(-V
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 jp P'{mc
b;Uqyc
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 qr_:zXsob_
EiWsVic[
(1) 总传动比 c:sk1I,d~^
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 a<mM
)[U
(2) 分配传动装置传动比 )NL_))\
=× C9%2}E3Z$)
式中分别为带传动和减速器的传动比。 QPT%CW61M
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 8:)itYE
4.计算传动装置的运动和动力参数 0X[uXf
(1) 各轴转速 k1Thjt
==1440/2.3=626.09r/min Ob>M]udn
==626.09/5.96=105.05r/min Iji9N!Yx
(2) 各轴输入功率 2C_/T8
=×=3.05×0.96=2.93kW 7\sR f/
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW Mg76v<mv<
则各轴的输出功率: bO\E)%zp
=×0.98=2.989kW e!JC5Al7
=×0.98=2.929kW :~{x'`czJ
各轴输入转矩 3X
A8\Mg
=×× N·m ,CA3Q.y>|
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· a.!|A(zw
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m W2G@-`,
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m .cA'6J"Bm\
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m -P7JaH/Q
=×0.98=242.86N·m y(uE
运动和动力参数结果如下表 w,v~
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min U|}Bk/0.
输入 输出 输入 输出 &$+nuUA
电动机轴 3.03 20.23 1440 t
(>}
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 [W{WfJ-HwG
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 i%eq!q
|#_`aT"
5、“V”带轮的材料和结构 T.kQ] h2ZG
确定V带的截型 mhZ60 RW
工况系数 由表6-4 KA=1.2 !Al?B9KJ
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 Y] "_}
V带截型 由图6-13 B型 =&
.KKr
SBynu
确定V带轮的直径 uy^vQ/
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm HHU0Nku@ho
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s i`)h~V|G
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm ?YTngIa
\6z_;
确定中心距及V带基准长度 +IpC
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 38Bh9>c3
360<a<1030 {D9m>B3"{
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm 3
2MdDa
,]UCq?YW)T
初定V带基准长度 N akSIGm
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm /9..hEq^
h<8.0
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm quEP"
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm E=9xiS
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 :xz,PeXo7
':jsCeSB
确定V带的根数 t'pY~a9F
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw VkChRzhC
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 >PBP:s1f4>
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 q;<=MO/
带长修正系数 由表6-2 KL=1 s
v}o%
C%l+<wpXO
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 2GRdfX
Sb;=YW
1<
取Z=2 eXdE?j
V带齿轮各设计参数附表 [~[)C]-=
f,_EPh>
各传动比 Z:2a_Atm
6pCQP
c*A
V带 齿轮 ~Os1ir.
2.3 5.96 Arzyq_ Yk
~dFdO7
2. 各轴转速n {hmC=j
(r/min) (r/min) ZWH9E.uj
626.09 105.05 lPywrTG0
s.p4+KJ
3. 各轴输入功率 P n8dJ6"L<"
(kw) (kw) Z&VH7gi
2.93 2.71 x #Um`
&=-ZNWNo
4. 各轴输入转矩 T p]-\\o}
(kN·m) (kN·m) ,sqxxq
43.77 242.86 vTdJe
$k|:V&6SV
5. 带轮主要参数 [10y 13
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) `3C dW
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 UbnX%2TW
带的根数z Mt93YD-2+
160 368 708 2232 B 2 G'M;]R9EP
TJY
[s-
6.齿轮的设计 ,R~{$QUl
8NJxtT~0c~
(一)齿轮传动的设计计算 H`:2J8
,3As
Ng
齿轮材料,热处理及精度 Duu)8ru
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 8`{)1.d5[
(1) 齿轮材料及热处理 ?E*;fDEC
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 P d"=&Az|
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 7%Q?BH7{
② 齿轮精度 {%"n[DLps
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 rEF0A&5
fy6<KEea
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 @|jLw($Ly
按齿面接触强度设计 .EF(<JC?
t{ R\\j
确定各参数的值: T.}wcQf&*
①试选=1.6 /qd5{%:
选取区域系数 Z=2.433 bl8EzO
!*tV[0i2
则 +~x'1*A_
②计算应力值环数 e` QniTkT
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) p";5J+?(
=1.4425×10h <*/IV<
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) WEnI[JGe
③查得:K=0.93 K=0.96 OtVRhR3>
④齿轮的疲劳强度极限 JoCZ{MhM
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: ,Hzz:ce
[]==0.93×550=511.5 ,dR<O.{0
.S{FEV
[]==0.96×450=432 o
_G,Ph!7
许用接触应力 S <RbC
i0TbsoKh:
⑤查课本表3-5得: =189.8MP O)jpnNz
=1 Q:5^K
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 p|gzU$FWbk
=4.47×10N.m %tvP\(]h
3.设计计算 H:k?#7D(
①小齿轮的分度圆直径d [qL{w&R
kF@Z4MB}yr
=46.42 ].Sz2vI
②计算圆周速度 .DX-biX,
1.52 2A95vC'u>|
③计算齿宽b和模数 \`:nmFO(9
计算齿宽b &}y?Lt
b==46.42mm n6xJ
计算摸数m h]>QGX[kC
初选螺旋角=14 %4QpDt
= 3n!f'" T
④计算齿宽与高之比 zzH^xxg
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 TlEd#XQgf&
=46.42/4.5 =10.32 0R-J
\
⑤计算纵向重合度 hE;|VSdo
=0.318=1.903 2bnYYQ14:
⑥计算载荷系数K :u9OD` D
使用系数=1 EEn8]qJC
根据,7级精度, 查课本得 ;H4 s[#K
动载系数K=1.07, f|'0FI
查课本K的计算公式: )Ggv_mc h
K= +0.23×10×b Vm*E^ v
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 KbSE=3
查课本得: K=1.35 )
w1`<7L
查课本得: K==1.2 E Xxv
故载荷系数: qN"Q3mU^h*
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 WqJrDj~
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 Z_h-5VU-
d=d=50.64 (U B?UJc
⑧计算模数 8-PHW,1@a3
= fpa~~E-
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 h.*v0cq:
由弯曲强度的设计公式 ]<*-pRN
≥ j>`-BN_
;EB^1*AEw
⑴ 确定公式内各计算数值 F;L8FL-
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m *N&~Uq^
确定齿数z VTwDa*]AhB
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 9Wv}g"KY0
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 f}t8V% ^E
Δi=0.032%5%,允许 ='t}d>l
② 计算当量齿数 6E#znRi6IE
z=z/cos=24/ cos14=26.27 Miz?t*|{[
z=z/cos=144/ cos14=158 1N}vz(0"
③ 初选齿宽系数 Z0[d;m*
按对称布置,由表查得=1 "U-dw%b}b
④ 初选螺旋角 o1?S*
初定螺旋角 =14 ,
.E>
⑤ 载荷系数K mKBO<l{S
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 )*XD"-9
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y U38~m}c
查得: jVPX]8
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 EO`eg]
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 b]gVZ-
bE;c&g
⑦ 重合度系数Y q5G`q&O5
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 DF>3)oTF
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 P-/"sD
=14.07609 *M^<oG
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 7^7Jh&b)/
⑧ 螺旋角系数Y klR\7+lK
轴向重合度 =1.675, bq2f?uD-}
Y=1-=0.82 Ms#rvn!J
T#<Q[h=
⑨ 计算大小齿轮的 U=WS]
安全系数由表查得S=1.25 PJYUD5
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 oOHY+'V
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 )Dp0swJ
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 M1icj~Jr
查课本得到弯曲疲劳强度极限 =4$ErwI_dm
小齿轮 大齿轮 4T-"\tmg/
c'>_JlG~
查课本得弯曲疲劳寿命系数: DL<;qhte
K=0.86 K=0.93 \zcR75
*M)M!jTv
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 =I aWf
[]= la}cGZ; p.
[]= +n<W#O%
2qot(Zs1i
84!Hd.H
大齿轮的数值大.选用. pC]XbokES
$A`m8?bY
⑵ 设计计算 Gj?$HFa
计算模数 r1TdjnP,2^
!6l*Jc3
`^] D;RfE
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: Cv@)tb
!B92W
z==24.57 取z=25 i),bAU!+m
=Oq*9=v|
那么z=5.96×25=149 $
x:N/mMu`
d@p#{ -
② 几何尺寸计算 vz~Oi
计算中心距 a===147.2 y Vp,)T9
将中心距圆整为110 7{]dh+)
Ia<V\$ #
按圆整后的中心距修正螺旋角 '$c9 S[
v<t?t<|J
=arccos /z_]7]
1+gF fKq
因值改变不多,故参数,,等不必修正. sPG500=)
r
^\(M
{
计算大.小齿轮的分度圆直径 n\M8>9c
4&=</ok6`0
d==42.4 B]H8^
WQ}wQ:]
d==252.5 $4^SWT.
@gfW*PNjlP
计算齿轮宽度 d!UxFY@
qDG2rFu&[
B= Gx8!AmeX
_-lE$
O
圆整的 b*.aaOb
n0!2-Q5U)h
大齿轮如上图: 3C<G8*4);/
,~=]3qmbR
aG83@ABx
K2yu}F ^}
7.传动轴承和传动轴的设计 lcm3wJ'w
FuBt`H
1. 传动轴承的设计 {x?qz~W
:dh; @kp
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 lOp.cU
P1=2.93KW n1=626.9r/min I8YUq
T1=43.77kn.m SAdE9L =d
⑵. 求作用在齿轮上的力 I`_I^C3
已知小齿轮的分度圆直径为 1C8xJ 6F
d1=42.4 Ku%tM7 ad
而 F= *V%"q|L8
F= F y^,Q M[ &
Hf@4p'
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N L/[VpD
IJ&Lk=2E]
L7Hv)
aZ4?!JW .
⑶. 初步确定轴的最小直径 ZX` \so,&,
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 KCW2
UyE]
VaY#_80$s
)\#*~73
pX{wEc6}
从动轴的设计 L?j0t*do
A4!X{qUT-
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, P,ueLG=
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M N?ccG\t
⑵. 求作用在齿轮上的力 3fhY+$tq
已知大齿轮的分度圆直径为 {KNaJ/:>W
d2=252.5 (<r)xkn
而 F= } Xo#/9
F= F 7%i'F=LzT
-n&&d8G^s
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N
LNWS
b^Z2Vf:k]
ea"X$<s>-
n2bhCd]j<b
⑶. 初步确定轴的最小直径 L@{'J
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 &liON1GLM
"D
_r</b
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 X|T|iB,vT
查表,选取
5[Vr {^)
dGYR
'x
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 1H-Y3G>jN
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 |y U!d
%
7b[sW|{
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 {&,p<5o
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 GIM/ T4!)
2L~Vr4eHG
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. 7]vmtlL
QQS*r}>
D B 轴承代号 VGc*aQYa
45 85 19 58.8 73.2 7209AC q*UHzE:LI
45 85 19 60.5 70.2 7209B f%,S::%Ea
50 80 16 59.2 70.9 7010C ZOEe -XW
50 80 16 59.2 70.9 7010AC lH4Nbluc^
Gk*u^J(
K<e
#y!
v1,#7sAW'
]&%KU)i?
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 ,2fi`9=\
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, '#f<wfn
③ 取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm. S&`6pN
* @4@eQF
④ 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. <R]m(
⑤ 取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, 5v)^4(
)
高速齿轮轮毂长L=50,则 fEZuv?@
L;RE5YrH%6
L=16+16+16+8+8=64 <-v
zS;
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. =HCEUB9Fs
LL#REK|lm8
5. 求轴上的载荷 ;qgo=
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, Wk0E7Pr
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. qLmzA@Cv
{ LvD\4h"
r%.k,FzGZY
eTa_RO,x
ty,oj33
+-j-)WU?,
Fa%1]R
-Q n-w3~&
tP@NQCo
Kyh>O)"G^%
dipfsH]p
传动轴总体设计结构图: fkZHy|m
iwK.*07+
lcdhOjz!N
y!=,u
(主动轴) bTum|GWf
Z_q+Ac{p
sF
{,n0<8
从动轴的载荷分析图: 4-yK!LR
/3ohm|!rW
6. 校核轴的强度 G,)zn9X
根据 Z=]SAK`
== 2<@2_wSJ
前已选轴材料为45钢,调质处理。 PFJ$Ia|
查表15-1得[]=60MP Hh%!4_AMw
〈 [] 此轴合理安全 J# (AX6
V'i-pn2gyu
8、校核轴的疲劳强度. gK rUv0&F
⑴. 判断危险截面 R(wUu#n$
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. TF8#I28AD
⑵. 截面Ⅶ左侧。 8ZY]-%
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500
]=~dyi
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 4C*ywP
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 $%~JG(
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 zgwez$
截面上的弯曲应力 v6*0@/L
M
RCWmdR#}V
截面上的扭转应力 q^aDZzx,z
== : "85w#r
轴的材料为45钢。调质处理。 Wlc&QOfF
由课本得: /.SG? 5t4
sycAAmH<
因 K?uZIDo
经插入后得 (GC]=
2.0 =1.31 ]DVr-f
~
轴性系数为 q_b!+Y
=0.85 PT~htG<Fw
K=1+=1.82 hP"2X"kz&
K=1+(-1)=1.26 &D<R;>iI
所以 v #+ECx
dbby.%
综合系数为: K=2.8 QL7b<xDQC*
K=1.62 E=8'!
碳钢的特性系数 取0.1 "`% ,l|D
取0.05 %B$ftsYXmu
安全系数 Ev7.!
S=25.13 F rckA
S13.71 (tg.]q_=u
≥S=1.5 所以它是安全的 2z-Nw <bA
截面Ⅳ右侧 Jq/itsg
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 &e^;;<*w
kOydh(yE
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 "Vp
nr +6
vJ&_-CX
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 7a"06Et^
2VN].t:
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 r9ulTv}X
截面上的弯曲应力 ]hS:0QE
截面上的扭转应力 yNI0Do
2
==K= #~
x7G
K= '[#y|
所以 mh3S?Uc
综合系数为: /yI4;:/
K=2.8 K=1.62 l'"nU6B&
碳钢的特性系数 Z}S[fN8
取0.1 取0.05 MJGT|u8O&
安全系数 /PwiZA3sA
S=25.13 23?u_?+4i
S13.71 gv`_+E{P
≥S=1.5 所以它是安全的 le/j!
UePkSz9EU
9.键的设计和计算 g#$ C8k
KL_/f
①选择键联接的类型和尺寸 ^C'S-2nGH
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. +pR,BjY
根据 d=55 d=65 lx|Aw@C3~
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 On*I.~
b=20 h=12 =50 F'K >@y
30sJ"hF9
②校和键联接的强度 y RxrfAdS
查表6-2得 []=110MP aGbG@c8PRi
工作长度 36-16=20 M@.l#
[@U
50-20=30 _.JQ h
③键与轮毂键槽的接触高度 3'z$@;Ev+
K=0.5 h=5 MqZ"Js
K=0.5 h=6 0b{jox\!B
由式(6-1)得: Jw]!x1rF~
<[] )gdeFA V
<[] A$@;Q5/2
两者都合适 bN_e~ z
取键标记为: #Pg#\v|7#>
键2:16×36 A GB/T1096-1979 %
G=cKM
键3:20×50 A GB/T1096-1979 )-4c@
10、箱体结构的设计 #|sE]\bsH
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, ;U(]#pW!t
大端盖分机体采用配合. )E.AY
TQ(q[:>
1. 机体有足够的刚度 eke[{%L
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 Jt[ug26
sx#O3*'>1
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 1X)#iY
N?qETp -:
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 7z;2J;u`n
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 Wr[LC&
-PPwX~;!
3. 机体结构有良好的工艺性. Jq0sZ0j
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. |qX?F`
|XB<vj07G
4. 对附件设计 1J!v;Y\\
A 视孔盖和窥视孔 Tr?p/9.m
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 6,=Z4>
B 油螺塞: gCghWg{S
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。 7rdmj[vu
C 油标: %NkiY iA
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 )xcjQkb
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. 2 ,nhs,FZ
$[X][[
D 通气孔: )|=1;L
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. ^|MS2'
E 盖螺钉: G u`xJ
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 hF-QbO
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. 5, ;\zSz
F 位销: kqeEm{I
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. xdO3koE:
G 吊钩: ->I.D?p
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. }[eUAGhDU
b]u=Iza
减速器机体结构尺寸如下: NV./p`k
G
`|7NL
名称 符号 计算公式 结果 --]blP7
箱座壁厚 10 HB )+.e
箱盖壁厚 9 ]C^ #)7
箱盖凸缘厚度 12 h!wq&Vi4
箱座凸缘厚度 15 _`SDG5
箱座底凸缘厚度 25 !PIg,
地脚螺钉直径 M24 sNx_9pJs4
地脚螺钉数目 查手册 6 %i?
轴承旁联接螺栓直径 M12 a?W5~?\9
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 ,9y6:W%5
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 T}!9T!(HdF
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 uT]$R
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 `RY}g;
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 &~eCDlX/
22 ?sHZeWZ(
18 #bt z94/~O
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 o+x%q<e;c
16 Vn_&q6Pa
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 UovN"8W+
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 }h1BAKg
齿轮端面与内机壁距离 > 10 fOMaTnm'
机盖,机座肋厚 9 8.5 p{oz}}
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) vs8[352
150(3轴) Y9mhDznS
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) /'8%=$2Kw
150(3轴) 6`2i'flv
JX'}+.\
11. 润滑密封设计 J-+mdA
X#T|.mCdC
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. Jm ,:6T
油的深度为H+ @~gPZm
H=30 =34 ,%Z&*/*Oh
所以H+=30+34=64 X(Af`KOg[
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 DvhFCA}z
f IV"U
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 UZ/LR
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 G!`%.tH
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 HCr}|DxyK
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 O4`.ohAZ
6\l F
12.联轴器设计 pej-W/R&
#_\**%,<
1.类型选择. ();Z,A
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 :&5u)
2.载荷计算. |j"C52Q
公称转矩:T=95509550333.5 VXCB.C"
查课本,选取 X%-"b`
所以转矩 TS#1+f]9J<
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 +;!^aNJ,
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm ~~Cd9Hzi
fV9+FOZn
四、设计小结 3B[tbU(
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。 ,ng/T**@G
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。 ^XyC[ G@[
五、参考资料目录 <Y /3U
[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; 0F uj-q
[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; =WN8><K!
[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; %D-!<)z
[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; `!N.1RP _
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 '3^_:E5y
[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; Y".?j5f?
[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。