机械设计基础课程设计任务书 l<M'=-Y
3sd"nR?aX
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 N!*_La=TuH
?-1r$31p
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) YM5fyv?
:;t
#\%L/
目 录 fGmT_C0t
mrX^2SR
一 课程设计书 2 M DF%\Sx
P./VmY'
二 设计要求 2 p!s}=wI`
CKA;.sh
三 设计步骤 2 :d ~|jS
%vBhLaE
1. 传动装置总体设计方案 3 4DTzSy:x
2. 电动机的选择 4 y-CX}B#j
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 2)j0Ai%
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 9{:O{nl
5. 设计V带和带轮 6 ([xo9FP ;
6. 齿轮的设计 8 ,m,)I
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 iOG[>u0h
8. 键联接设计 26 |ae97 5
9. 箱体结构的设计 27 r-h#{==*c
10.润滑密封设计 30 fryJW=
11.联轴器设计 30 s|D>-
Z}-Vf$O~
四 设计小结 31 @^uH`mc
五 参考资料 32 }. z&P'
KoS*0U<g6
一. 课程设计书 5O`dO9g}$
设计课题: %$TGzK 1
设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V 7 w3CXY
表一: f3UXCp
题号 NH0qVQ@A
&.Zb,r$Y
参数 1 `SVmQSwO[
运输带工作拉力(kN) 1.5 zq%D/H6J,
运输带工作速度(m/s) 1.1 Ux+Q
卷筒直径(mm) 200 ;U_QvN|
\lSU
二. 设计要求 JAI)Eqqv]
1.减速器装配图一张(A1)。 hUm'8)OJ
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 J+f!Ar
3.设计说明书一份。 7==f\%,
,6r{VLN
三. 设计步骤 RN@ctRS
1. 传动装置总体设计方案 ,k G>?4
2. 电动机的选择 n#iwb0-
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 U"50_O
4. 计算传动装置的运动和动力参数 hI( SOsKs
5. “V”带轮的材料和结构 Q3"}Hl2
6. 齿轮的设计 u!:z.RH8n
7. 滚动轴承和传动轴的设计 tlA"B{7
8、校核轴的疲劳强度 kHqzt g
9. 键联接设计 Zy09L}5 9P
10. 箱体结构设计 +Y+Y6Ac[}
11. 润滑密封设计 Zc?ppO
12. 联轴器设计 YTw#JOO
Ka`=WeJ|
1.传动装置总体设计方案: kkK
kf'
pBw0"ff
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 |^9BA-nA
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, ]f1{n
要求轴有较大的刚度。 72,rFYvpK
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。 <G*nDFWf
其传动方案如下: ]@Sj`J[fd
f#Xyoa%
图一:(传动装置总体设计图) $k$4%
7
_FwK-?4E-
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 }=!,o
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 KOwOIDt
传动装置的总效率 V"!G2&
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; <`0h|m'U
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, 0T>H)c6:\
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, Ig5L$bAM~
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 )P|[r
|$7vI&m
2.电动机的选择 r4,VTy2Qe
gI8Bx ]
电动机所需工作功率为: P=P/η=2300×1.1/0.835=3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n==105r/min, z.rh]Zq
经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i=2~4,单级圆柱斜齿轮减速器传动比i=3~6, ci+tdMA
则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 LF0sH)e]
Zec <m8~
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, eW>3XD4
R-:fd!3oQ
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 "4%"&2L
:EHJ\+kejX
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 \qUKP"dr
NuU9~gSQ
boo
}u
方案 电动机型号 额定功率 Sc7U|s
P sFBneBub
kw 电动机转速 c=AOkX3UD
电动机重量 mYU9
trHV
N 参考价格 *kIc9}
元 传动装置的传动比 !yhh8p3
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 \RVW
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 +<prgP`v
1xc~`~
中心高 &x >B
外型尺寸 s#uJ
;G
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD _{|D
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 BIj=!!
?3O9eZY@
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 )Af~B'OUd
N 75:5
(1) 总传动比 mR;qMX)0h
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 Ssk}e=]
(2) 分配传动装置传动比 R=Tqj,6
=× j:w{;(1=W
式中分别为带传动和减速器的传动比。 qp}Ma8+
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 7r{83_B
4.计算传动装置的运动和动力参数 CB&iI'
(1) 各轴转速 srV.)Ur
==1440/2.3=626.09r/min 2!Bd2
==626.09/5.96=105.05r/min -rKO
)}
(2) 各轴输入功率 iKas/8
=×=3.05×0.96=2.93kW cJgBI(S5
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW f7I{WfZ\P
则各轴的输出功率: RaTH\>n
=×0.98=2.989kW ejA%%5q
=×0.98=2.929kW F]mgmYD%
各轴输入转矩 "z<azs
=×× N·m F:#J:x'
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· ?X&6M;Zi
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m ` gW<M
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m w{dIFvQ"$
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m CU7F5@+
=×0.98=242.86N·m :pRpvhm
运动和动力参数结果如下表 .ZMW>U>
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min CDi<<,
输入 输出 输入 输出
{NJfNu
电动机轴 3.03 20.23 1440
8L*GE
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 dSCzx
.c
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 0 'Vg6E]/
A^2L~g[^Q
5、“V”带轮的材料和结构 ?m
c%.Bt
确定V带的截型 gDIBnH
工况系数 由表6-4 KA=1.2 CB~Q%QLG
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 5b/ojr7
V带截型 由图6-13 B型 k0Ek:MjJr
}qjCTEs}
确定V带轮的直径 "S&%w8V
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm R4Rb73o
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s :SV>+EDY
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm ouHu8)q'r
FecktD=
确定中心距及V带基准长度 ^h&I H|
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 C!C|\$)-
360<a<1030 1qi@uYDug
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm *4|Hqa
MlW 8t[
初定V带基准长度 KS*oxZ
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm ?GBkqQ
E0oU$IB
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm //Ai.Q.J[
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm \C5%\4
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 XR0O;JN
KLC{7"6e)
确定V带的根数 u-"c0@
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw 2u?zO7W)-L
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 7<9L?F2
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 FEz>[#eOX
带长修正系数 由表6-2 KL=1 Lhh;2r/?78
F>gmj'-^
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 eo^/c+FG
OlD`uA
取Z=2 YDmWN#
V带齿轮各设计参数附表 0@Kkl$O>mb
A"Q@W<.
各传动比 9N[EZhW
3z;_KmM
V带 齿轮 @U -$dw'4
2.3 5.96 s~26
p4VSma_(
2. 各轴转速n ~YCuO0t
(r/min) (r/min) N_75-S7Cm
626.09 105.05 >NV=LOO
)gR=<oa
3. 各轴输入功率 P z(c9,3
(kw) (kw) si(;y](
2.93 2.71 )R{UXk3q}
4 c'4*`I
4. 各轴输入转矩 T VSOz.g>
(kN·m) (kN·m) ZkB3[$4C=5
43.77 242.86 ^+?|Qfi
c#xP91.m
5. 带轮主要参数 O_K_f+7
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) #G3N(wV3
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 9h(IUD{8
带的根数z p
SN~DvR
160 368 708 2232 B 2 lu UYo
y,+[$u7h
6.齿轮的设计 !F!3Q4
bdh(WJh%
(一)齿轮传动的设计计算 ,ZI\dtl
Ua*&_~7kJ
齿轮材料,热处理及精度 _>bRv+RVR
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 N~,_`=yRx
(1) 齿轮材料及热处理 rVAL|0;3
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 iz}sM>^
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 MmU%%2QG
② 齿轮精度 8
|h9sn;P
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 `{FwTZ=6{
KO]N%]:&~
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 ecH/Wz1
按齿面接触强度设计 nbd Gt
fAj2LAK
确定各参数的值: s ?l%L!
①试选=1.6 qJ[@:&:
选取区域系数 Z=2.433 :Eh'(
: \V,k~asl
则 DpL8'Dib
②计算应力值环数 lUh*?l
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) Na!za'qk[o
=1.4425×10h J+<p+(^*v
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) @Hr+/52B
③查得:K=0.93 K=0.96 |LYKc.xo
④齿轮的疲劳强度极限 wFlV=!>,
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: P0\eBS
[]==0.93×550=511.5 DacJ,in_I{
xNdID j@
[]==0.96×450=432 xDrV5bg
许用接触应力 u39FN?<^
6GOcI#C9C
⑤查课本表3-5得: =189.8MP ~-Oa8ww
=1 /B HepD}
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 IKf`[_,t]
=4.47×10N.m StQ@g
3.设计计算 u2qV 6/
①小齿轮的分度圆直径d @oH[SWx
kN'Thq/ZE
=46.42 z<a2cQ?XQ
②计算圆周速度 Da,&+fZI!
1.52 0P 5BArJ?
③计算齿宽b和模数 S=R3"~p
计算齿宽b -ID!pT vW
b==46.42mm F ! )-|n}
计算摸数m M9V-$ _)
初选螺旋角=14 zv%J=N$G
= {fG|_+tl3o
④计算齿宽与高之比 lIDl1Z@Z
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 6/y*2z;
=46.42/4.5 =10.32 ?6:cNdN
⑤计算纵向重合度 8gpB z'/,
=0.318=1.903 Hcl"T1N*
⑥计算载荷系数K IrO+5 w
使用系数=1 Wu{&;$
根据,7级精度, 查课本得 o8D{dS>,PL
动载系数K=1.07, A
+!sD5d
查课本K的计算公式: ^]rxhpS
K= +0.23×10×b :,C%01bH|l
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 /VtlG+dLl
查课本得: K=1.35 i]M"Cu*
查课本得: K==1.2 -lp"#^ ;
故载荷系数: 5^|"_Q#:
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 U?6yke
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 !1-&Y'+
d=d=50.64 Qk7J[4
⑧计算模数 Q eK{MF
= 97x%2.\:
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 ] piM/v\
由弯曲强度的设计公式 9[f%;WaS
≥ :1BM=_WwI
l4`^!
⑴ 确定公式内各计算数值 "w^Nu6
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m "
~n3iNkP
确定齿数z ,Qo}J@e(
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 C"9"{
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 {jG.=}/Dk
Δi=0.032%5%,允许 ruHrv"29
② 计算当量齿数 iwkJ~(5z
z=z/cos=24/ cos14=26.27 GXEcpc08
z=z/cos=144/ cos14=158 5\?3$<1I
③ 初选齿宽系数 d
qpgf@
按对称布置,由表查得=1 Z%;)@0~f
④ 初选螺旋角 \Jf9npz3
初定螺旋角 =14 ;r@!a!NLB
⑤ 载荷系数K GRQ_+K
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 4a 4N
C
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y ~1d!hq?/q
查得: THr8o V5
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 YME[%c2x
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 =?+w)(*0c
Uir*%*4:
⑦ 重合度系数Y () <`t}FQ
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 :B+Rg cqi
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 Rd vn)K
=14.07609 $"1pws?d
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673
x~Pvh+O
⑧ 螺旋角系数Y x i.IRAZX
轴向重合度 =1.675, p70,\&@3
Y=1-=0.82 ~ ;XYwQ"
l-MxLcz
⑨ 计算大小齿轮的 Wv NI=>
安全系数由表查得S=1.25 ,P!D-MN$V
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 fK);!Hh
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 C;%Y\S
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 1h{>[ 'L
查课本得到弯曲疲劳强度极限 >.n;mk
小齿轮 大齿轮 5<^'Cy
P!9;} &
查课本得弯曲疲劳寿命系数: !+=Zjm4L
K=0.86 K=0.93 3)xb nRk
psu OJ-
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 @$EjD3Z-
[]= /'mrDb_ip
[]= ]2LXUYB
x!`b'U\
k*OvcYL1A
大齿轮的数值大.选用. TZj[O1E
RP(a,D|
⑵ 设计计算 :b<KX%g
计算模数 OWZS3Y+
P3i^S_
8s~\iuk
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: v7L"`
?Q;kZmQl
z==24.57 取z=25 ;m''9z)2
MSK'2+1T@g
那么z=5.96×25=149 Q:pzL
"bT
gA{'Q\
② 几何尺寸计算 J"5jy$30'$
计算中心距 a===147.2 ENO? ;
将中心距圆整为110 wZ$tJQO
!O 4<I_EY{
按圆整后的中心距修正螺旋角 (1rJFl!
5GaoJ v
=arccos Zd8drT'@#
ix^gAot
因值改变不多,故参数,,等不必修正. tp%|AD"
{K<uM'ww>
计算大.小齿轮的分度圆直径 qQL.c+%L
1;aF5~&
d==42.4 75kKDR}6
tCX9:2c
d==252.5 r }ZLf
RzpC1nd
计算齿轮宽度 m5)EQE}gPp
UOw~rK
B= jY rym-
P87ld._
圆整的 L'13BRu`
d [)_sa
大齿轮如上图: `'*F1F
y+?=E g
CdDH1[J
kNRyOUy
7.传动轴承和传动轴的设计 >vHH
T_uNF8Bh
1. 传动轴承的设计 zpbcmQB*
]}p2Tp;1
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 ^I@ey*$
P1=2.93KW n1=626.9r/min tvTWZ`
T1=43.77kn.m ,c@r`
x
⑵. 求作用在齿轮上的力 _t$lcOT
已知小齿轮的分度圆直径为 giaD9$C
d1=42.4 #!w:_T%
而 F= =
vY]G5y
F= F sP9 ^IP
~^^!"-
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N c =jcvDQ6W
tDEXm^B2Sv
L& I`
#
Uy(vELB
⑶. 初步确定轴的最小直径 B"7$!C o
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 |)28=Z|Z
;>inT7?3|
#D/$6ah~m
$/NGNkl[
从动轴的设计 hm*Th
Y*`:M(
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, /uC+.B9k
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M lO551Y^
⑵. 求作用在齿轮上的力 ''$`;?t>
已知大齿轮的分度圆直径为 Tf9&,!>V
d2=252.5 WH{cJ7wCL
而 F= 2.^7?ok
F= F 3js)niT9u
OI'uH$y
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N bq c;.4$
&W&7bZ$;
yfPCGCOW?
bk/.<Rt
⑶. 初步确定轴的最小直径 2v"wWap-+
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 r$b:1 C~
O4lxeiRgC
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 F6RyOUma
查表,选取 <'g0il
*raIV]W3
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 =@bXGMsV!
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 O{;M6U8C\
JA}S{
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 ]+}:VaeA
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 。 2z.k)Qx!Z
,$hQ(yF
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. $-C6pZN(X
k$9Gn9L%
D B 轴承代号 @"q~AY
45 85 19 58.8 73.2 7209AC d/0/$Bz}P
45 85 19 60.5 70.2 7209B pKOT Qf
50 80 16 59.2 70.9 7010C C! aX45eg
50 80 16 59.2 70.9 7010AC FiV^n6-F`
qg_>`Bv"a
N&R
'$w
5O;/ lX!u
rC=p;BC@dD
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 [+%p!T
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, oN1!>S9m
③ 取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm. "uV0Oj9:
:vn0|7W4
④ 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. |YG)NO
⑤ 取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, 9`nP(~
高速齿轮轮毂长L=50,则 K1m!S9d`x
GQYtH#
L=16+16+16+8+8=64 TE*> a5C|
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. ]1/W8z%
:ofE8]
5. 求轴上的载荷 ,g<>`={kK+
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, hq|jC
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. ,iA2si
e3HF"v]2!
18[?dV
A-AN6.
sT;=7L<TA
^)eessZ
Gaw,1Ow!`2
3rXL0&3w%
mCEKEX
xX/Qoq (}i
.R<s<]
传动轴总体设计结构图: '|dKg"Yl
} (GQDJp
6`$,-(J=
AW{/k'%xw
(主动轴) `#IT24!
z=8_%r
l*m]2"n]
从动轴的载荷分析图: Eo25ir%
K4VPmkG
6. 校核轴的强度 ]0/~6f
根据 S+e-b'++?
==
'%JMnU
前已选轴材料为45钢,调质处理。 &Hp\("
查表15-1得[]=60MP ' /@!"IXz
〈 [] 此轴合理安全 ?tal/uC
iz,q8}/(
8、校核轴的疲劳强度. .J7-4
⑴. 判断危险截面 i,U-H\p&
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. !O%f)v?
⑵. 截面Ⅶ左侧。 'Rar>oU
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 EC\rh](d
1
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 X\^3,k."
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 e[py J.
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 \`<s@U
截面上的弯曲应力 802]M
*FG4!~<e
截面上的扭转应力 !Vod0j">
== hTNYjXj
轴的材料为45钢。调质处理。 []]LyWk
由课本得: y&O_Jyg<
kH(3
因 5SPl#*W
经插入后得 ph$&f0A6Xc
2.0 =1.31 qz_TcU'
轴性系数为 S+\Mt+o
=0.85 f*R_\
K=1+=1.82 ^!s}2GcS`
K=1+(-1)=1.26 4VL!U?dk
所以 a1Y _0
<3]/ms
综合系数为: K=2.8 <pa];k(IQL
K=1.62 k3htHCf*G$
碳钢的特性系数 取0.1 V1+o3g{}
取0.05 W} +6L|
安全系数 -:1Gr8
S=25.13 ]V[
S13.71 d T-O8
≥S=1.5 所以它是安全的 ?[|4QzR
截面Ⅳ右侧 CEJG=*3
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 uS+b* :
tGy%n[ \
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 u/{_0-+P
h"%,eW|^
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 g_U*_5doA
Ns7l-mb
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 Sv]"Y/N
截面上的弯曲应力 1PjX:]:
截面上的扭转应力 C
@[9 LB
==K= oFx gR9
K= @X / =.
所以 fJN9+l
综合系数为: 7Bb@9M?i
K=2.8 K=1.62 KgkB)1s@n
碳钢的特性系数 S>zKD
取0.1 取0.05 qb/!;U_
安全系数 O8}s*} ]
S=25.13 C3`.-/{D"
S13.71 Lm2cW$s
≥S=1.5 所以它是安全的 N
pIlQaMo4
q\b9e&2Y
9.键的设计和计算 9"v ox
ZCq\Zk1O&
①选择键联接的类型和尺寸 PyJblW
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. |HIA[.q
根据 d=55 d=65 'aSORVq^e[
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 +GEKg~/4e
b=20 h=12 =50 iO#xIl<
lu(Omds+
②校和键联接的强度 )9P
查表6-2得 []=110MP 9#ay(g
工作长度 36-16=20 M)It(K8R
50-20=30 ]$X=~>w
③键与轮毂键槽的接触高度 >}`1'su
K=0.5 h=5 C]@B~X1H^
K=0.5 h=6 hYQ%|CBXBR
由式(6-1)得: "e?#c<p7
<[] .oOt(K+
<[] R(#;yn
两者都合适 nFOG=>c}
取键标记为: mTu9'/$(
键2:16×36 A GB/T1096-1979 m=b+V#4i(
键3:20×50 A GB/T1096-1979 206jeH9
10、箱体结构的设计 Xrs~ove1V
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, gnK!"!nL
大端盖分机体采用配合. 7
@Qlp$[F
K*D]\/; ^
1. 机体有足够的刚度 G&B}jj
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 R3=E?us!
@MVZy
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 $BN+SD!
`o- <,
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm 57%cN-v*
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 F>nrV
t$Ji{t-
3. 机体结构有良好的工艺性. um4zLsd#v
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. :Gk~FRA|
^Rh ~+
4. 对附件设计 S`-IQ,*}
A 视孔盖和窥视孔 >I;#BE3
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 v2<gkCK^
B 油螺塞:
MO+0]uh:
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。 .=<pU k 3G
C 油标: S5p\J!k\B
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 D-EM
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. )O'<jwp$
D($UbT-v
D 通气孔: |W[rywxx
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. Q|r1.
E 盖螺钉: _Xe< JJvq
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 +OP' /
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. %Q01EjRes
F 位销: ?XrTZ{5'
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. vCr$miZ
G 吊钩: )^xmy6k
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. 5,fzB~$TX(
`2+52q<FO
减速器机体结构尺寸如下: JB}h}nb
e;\c=J,eE
名称 符号 计算公式 结果 Qc/J"<Lx
箱座壁厚 10 ?NeB_<dLa`
箱盖壁厚 9 QR8Q10
箱盖凸缘厚度 12 N_}Im>;!
箱座凸缘厚度 15 7t/SZm
箱座底凸缘厚度 25 Jx7^|A
地脚螺钉直径 M24 Ee| y[y,
地脚螺钉数目 查手册 6 SpQ6A]M gm
轴承旁联接螺栓直径 M12 x$4'a~E
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 $9$NX/P
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 S}yb~uc,
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 W{2y*yqY
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 ZmF32Ir
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 s_Gp +-
22 Z0^do
18 3_:k12%p
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 qN(;l&Q
16 jR:Fih-}
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 e70*y'1fu
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 8=VX` X
齿轮端面与内机壁距离 > 10 Wb$bCR#?<
机盖,机座肋厚 9 8.5 J]e&z5c
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) @[lr
F7`o
150(3轴) ObnB6ShKi
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) |'#NDFI>}
150(3轴) ru
Lcu]
->UrWW^
11. 润滑密封设计 .$;GVJ-:5
0cVXUTJ|W
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. X[}%iEWzT
油的深度为H+
CQHlSV W
H=30 =34
C5?M/xj
所以H+=30+34=64 4G2V{(@QiZ
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 *a4eL [
L"0L_G
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 XFYl[?`G
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 /PlsF
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 eA_4,"{
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 4kEFbzwx
;o=mL_[
12.联轴器设计 mB`r6'#=
#(G&%I A|;
1.类型选择. vhW'2<(
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 1-fz564
2.载荷计算. TUt)]"h<
公称转矩:T=95509550333.5 =T`-h"E~@
查课本,选取 jXQ_7
所以转矩 1d6pQ9 N
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 X"sN~Q.0
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm H'.d'OE:I
E'}$'n?:
四、设计小结 H?m2|.
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。 |SmN.*&(9
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。 ;K!Or
五、参考资料目录 pOXEM1"2A
[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; *W
l{2&
[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; |9h[Q[m
[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; jEadVM9
[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; &}ow-u9c3
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 g`1i[Iu2
[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; O(VV-n7U
[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。