机械设计基础课程设计任务书 OQ[E-%v1 R
_R&}CP
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 K"p$ga{
f.V1
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) 0FA
N9u2
~i`@
目 录 cY%[UK $l
-JL
一 课程设计书 2 ]_cBd)3P}
'ZyHp=RN)
二 设计要求 2 x"hZOgFZ
G k'j<a
三 设计步骤 2 0((3q'[ <
"qL4D4
1. 传动装置总体设计方案 3 %9|}H [x
2. 电动机的选择 4 xM ]IU
<
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 bU`Ih# q
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 1-_op!N
5. 设计V带和带轮 6 jy=dB-&
6. 齿轮的设计 8 Sq9I]A
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 ' 0iXx
8. 键联接设计 26 K<@gU\-!
9. 箱体结构的设计 27 y[U/5! `zV
10.润滑密封设计 30 g[VVxp!C<
11.联轴器设计 30 m$T?~oo
h@{U>U7
四 设计小结 31 P4"Pb\o*
五 参考资料 32 )` nX~_'p
yN*HIN
一. 课程设计书 j@4
yRl ^
设计课题: UQGOCP_
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 LnQm2uF
表一: JCjQR`)
题号 ~7Ji+AJA
!PN;XZ~{
参数 1 . &dh7`l
运输带工作拉力(kN) 1.5 "NU l7ce.R
运输带工作速度(m/s) 1.1 j, SOL9yg
卷筒直径(mm) 200 _xgF?#
X[L6Av
二. 设计要求 u{0'"jVJ
1.减速器装配图一张(A1)。 (p1y/"Xh
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 ;#np~gL
3.设计说明书一份。 W"9?D
l3Vw?f
三. 设计步骤 k+xj 2)d7
1. 传动装置总体设计方案 Fs^d-I
2. 电动机的选择 7%p[n;-o&
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 w(w%~;\kLP
4. 计算传动装置的运动和动力参数 I(6k.PQ
5. “V”带轮的材料和结构 > QwZt
6. 齿轮的设计
kyQUaFG
7. 滚动轴承和传动轴的设计 <V P@#
8、校核轴的疲劳强度 I!(.tu6u6c
9. 键联接设计 */gm! :Ym
10. 箱体结构设计 S~WsGLF s
11. 润滑密封设计 Pb0+z=L
12. 联轴器设计 jEQr{X7bEL
PP+{zy9Sb
1.传动装置总体设计方案: :3qA7D }
=Qt08,.bW
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 1tvgM
!.
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, 7g(,$5
要求轴有较大的刚度。 !"u) `I2
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 ># FO0R
其传动方案如下: A1xY8?#?~c
V1R=`
图一:(传动装置总体设计图) F(E3U'G
w$J0/eX{A
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 |CME:;{T
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 *wW/nr=\;
传动装置的总效率 u@SE)qg
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; $M\[^g(q
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, 5TlPs_o
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, ZoJ:4uo
N`
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 F^kH"u[
A8JEig 3Ix
2.电动机的选择 &&e{ 9{R
,RFcR[ak
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, [3`T/Wm
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, 1nh2()QI[
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。 "rz|sbj
Gy36{*
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, nVI\Or[
zuOx@T^
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 O`e0r%SJ
9OB[ig
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 2Up1
FFRx
$rf4h]&<
jRXpEiM
方案 电动机型号 额定功率
Mf0g)X}1
P X&._<2
kw 电动机转速 |Ia3b VW
电动机重量 ;czMsHu0X
N 参考价格 C)>
])'S
元 传动装置的传动比 <Vp7G%"'W
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 3=xb%Upw
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 F,#)8>O
hvu>P {
中心高 M-KjRl
外型尺寸 =LJc8@<:f
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD gH-e0134%
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 GW$(E*4q
Y>-|`2Z
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 m`UNdFS
d,au&WZ;_
(1) 总传动比 0A[p3xE\
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 za7h.yK }
(2) 分配传动装置传动比 H<|I&nV
=× JsOPI]
式中分别为带传动和减速器的传动比。 yEUF K
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 UM%[UyYQ
4.计算传动装置的运动和动力参数 Ee>P*7*jB
(1) 各轴转速 ~1YL
==1440/2.3=626.09r/min p~M1}mE
==626.09/5.96=105.05r/min =tl[?6
(2) 各轴输入功率 MP, l*wVd
=×=3.05×0.96=2.93kW Iw~3y{\
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW VY8p[`
则各轴的输出功率: Ky`rf}cI>
=×0.98=2.989kW W?{:HV
=×0.98=2.929kW b3e:F{n
^
各轴输入转矩 /E(H`;DG
=×× N·m ~,yHE3B\G
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· UwY <3ul
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m &9\z!r6mc
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m J=>?D@K
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m QOIi/flK
=×0.98=242.86N·m Okca6=2"
运动和动力参数结果如下表 .EVy?-
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min vBsd.2t~
输入 输出 输入 输出 _GK^ 7}u
电动机轴 3.03 20.23 1440 -i|qk`Y
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 m`
cw:
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 ;nG"y:qq
Ojp)OeF\
5、“V”带轮的材料和结构 rKq/=Avv
确定V带的截型 %*P59%
工况系数 由表6-4 KA=1.2 !c:Q+:,H
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 a8aEZ724
V带截型 由图6-13 B型 8^=g$;g
bJe*J\){
确定V带轮的直径 evPr~_
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm "s2?cQv{#
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s AY:3o3M
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm Mw7!w-1+
PaV [{CD
确定中心距及V带基准长度 @lAOi1m,,
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 =If % m9
360<a<1030 MK[l*=\s
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm "^gZh3
XETY)<g
初定V带基准长度 H~1la V
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm N+l~r]: &
k(o[T),_%0
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm @/yRE^c
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm Jl&bWp^3
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 L@S"c
(
5}9-)\8=z
确定V带的根数 [6 wI22
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw ?1 r@r
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 <qZXpQ#
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 B P"PUl:
带长修正系数 由表6-2 KL=1 66D<Up'K
PTA;a0A
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 Y_>z"T
4DEsB)%X
取Z=2 J:f>/
V带齿轮各设计参数附表 {d}-SoxH
G6JyAC9j
各传动比 3`TC*
JwB:NqB
V带 齿轮 zJI/j
_~W
2.3 5.96 dpZ7eJ
Sn.I
]:l
2. 各轴转速n #"ayq,GC<
(r/min) (r/min) YC&iH>jO3
626.09 105.05 Jkpw8E7
2P$l XGjh
3. 各轴输入功率 P r {)d?Ho=
(kw) (kw) lUUq|Qr
2.93 2.71 W{ eu_
8o -?Y.2
4. 各轴输入转矩 T JsnavI6
(kN·m) (kN·m) Z ;%
43.77 242.86 hp-<8Mf
G]P4[#5
5. 带轮主要参数 FAM`+QtNw
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) ~e{2Y%
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 yl 0?Y
带的根数z qu[w_1%S
160 368 708 2232 B 2 {!N4|
wB9IP{Pf
6.齿轮的设计 FT|*~_@
U&u7d$AN P
(一)齿轮传动的设计计算 DIk$9$"<x
*N>Qj-KAM_
齿轮材料,热处理及精度 OzO_E8Kb\
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:wn(BC3
(1) 齿轮材料及热处理 "3\RJ?eW:S
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 C{!Czz.N
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 <(f4#BP
② 齿轮精度 "VT5WFj
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 n:*+pL;
So`xd
*C!
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 >E]*5jqU
按齿面接触强度设计 ,1~Zqprn
Phb<##OB
确定各参数的值: "*7I~.7U(*
①试选=1.6
A:D\!5=
选取区域系数 Z=2.433 <U~P-c
tN
d\)v62P
则 'h81\SKFK9
②计算应力值环数 Lvp/} /H/
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) hA@X;Mh^w
=1.4425×10h qWanr7n]@
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) [w{ZP4d>
③查得:K=0.93 K=0.96 ZzKn,+
④齿轮的疲劳强度极限 sm_:M| [D
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: qS2%U?S7
[]==0.93×550=511.5 ?0?'
c<H4rB
[]==0.96×450=432 I*
bjE'
许用接触应力 ko5\*!|:lj
#e|eWi>
⑤查课本表3-5得: =189.8MP ~(Tz <
=1 {>+$u"*
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 ]-}a{z
=4.47×10N.m #t/Q4X
+
3.设计计算 TuF:m"4
①小齿轮的分度圆直径d ;m5M:Z"
iF%q6R
=46.42 yr=r?h}
②计算圆周速度 yq<YGNy!
1.52 %]R#}amW
③计算齿宽b和模数 YLCwo]\+>
计算齿宽b :?p{ga9
b==46.42mm xO.7cSqgw
计算摸数m
;=7z!:)
初选螺旋角=14 mi-\PD>X
= "~[Rwh?
④计算齿宽与高之比 Qb|dp~K.M
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 c3}}cFe
=46.42/4.5 =10.32 .Yf
h*
⑤计算纵向重合度 %/^d]#
=0.318=1.903 -0]aOT--
⑥计算载荷系数K RhJ<<T.2
使用系数=1 }Sh-4:-D
根据,7级精度, 查课本得 T2->
动载系数K=1.07, >ciq4H43Q|
查课本K的计算公式: \
bhok
K= +0.23×10×b c !;wp,c
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 m!2Dk#t
查课本得: K=1.35 7&QVw(:)M
查课本得: K==1.2 {c1qC zM4
故载荷系数: +/X'QB$R
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 5{5ABV
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 =;`YtOL
d=d=50.64 ((5zwD
⑧计算模数 i f"v4PHq
= roA1=G\Q
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 |H A7 C
由弯曲强度的设计公式 q1gf9`0
≥ N<{`n;
U\
L"\N 7
⑴ 确定公式内各计算数值 K]u|V0c
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m q)~qd$yMS
确定齿数z &-*nr/xT
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 O`u! P\
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 nx4aGS"F:
Δi=0.032%5%,允许 f@{C3E dd
② 计算当量齿数 4W?<hv+k7*
z=z/cos=24/ cos14=26.27 xHGoCFB
z=z/cos=144/ cos14=158 yRznP)
③ 初选齿宽系数 nT12[@:Tr
按对称布置,由表查得=1 ;1dz?'%V
④ 初选螺旋角 Chua>p!$g
初定螺旋角 =14 J
v#^GNm
⑤ 载荷系数K KRtu@;?
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 VMWg:=~$
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y s]N-n?'G"
查得: g@2.A;N0
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 #SYWAcTkO}
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 lP
e$AI
/kz&9FM
⑦ 重合度系数Y R]Oy4U,f
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 >S!DIL
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 .ndQ(B
=14.07609 jE#8&P~
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 [*G2wP[$
⑧ 螺旋角系数Y MT`gr
轴向重合度 =1.675, =5`@:!t7
Y=1-=0.82 ]Yg EnZ
Dkb&/k:)
⑨ 计算大小齿轮的 _p&$X
安全系数由表查得S=1.25 ~Z2eQx
jtM
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 RuZ;hnE&
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 8:% R|b
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 DKl7|zG4
查课本得到弯曲疲劳强度极限 50&F#v%YB
小齿轮 大齿轮 ~N9-an
6\;1<Sw*
查课本得弯曲疲劳寿命系数: f>dkT'4
K=0.86 K=0.93 ^rwSbM$
_w;+Jh
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 dLf8w>i`T
[]= V+24- QWh
[]= kDq%Y[6Z
B:~;7A\
BUinzW z{a
大齿轮的数值大.选用. f'O vG@
YZRB4T9
⑵ 设计计算 }yw;L(3
计算模数 +
nS/jW
XL^N5
F5+_p@!i
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: %wW5)Y I
]Rh(=bg
z==24.57 取z=25 q}$=bR1+
JF%=Bc $C
那么z=5.96×25=149 (Fzh1#
lM^!^6=v0l
② 几何尺寸计算 HY;?z`=
计算中心距 a===147.2 bU ]N^og^
将中心距圆整为110 [IFRwQ^%_O
\!Zh= "hN
按圆整后的中心距修正螺旋角 2?iOB6
zL'IN)7MU
=arccos qLi9ym, ]
(V.,~t@
因值改变不多,故参数,,等不必修正. 7/_ VE
@O}j:b
计算大.小齿轮的分度圆直径 4V|z)=)A
4>VZk^%b#
d==42.4 `l2<
!u4Z0 !Ll
d==252.5 07Q[L'}y@
N5s|a5
计算齿轮宽度 t!~YO'<dS
s9kLB.
B= /lB0>Us
)]>G,.9C}
圆整的 <ytKf<a%e
?lDcaI>+n
大齿轮如上图: c48J!,jCd'
Pgw%SMEp
>xV<nLf/
/~l/_Jct@G
7.传动轴承和传动轴的设计 (GEi<\16[
0t COb9
1. 传动轴承的设计 Ge:-|*F
;%7XU~<a
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 K=Z]#bm
P1=2.93KW n1=626.9r/min 'SU9NQS
T1=43.77kn.m &lPBqw
⑵. 求作用在齿轮上的力 ]Uu(OI<)
已知小齿轮的分度圆直径为 bI]UO)
d1=42.4 Mj
B<\g>
而 F= i\Pr3
7
"
F= F 2Cd
--W+=
r` `iC5Ii
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N zz 'dg-F
AIl$qPKj&
hG~]~ )
$;2eH
⑶. 初步确定轴的最小直径 ))IgB).3M
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 =F%wlzF:
Qw<kX*fxrI
sO6g IPU^
n`m_S
从动轴的设计 adO!Gs9f?
9IvcKzS2
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, =EcIXDzC>
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M 1( ?CNW[
⑵. 求作用在齿轮上的力 W?^8/1U
已知大齿轮的分度圆直径为 ]~\SR0
d2=252.5 pcuMGo-#
而 F= %<wQ
F= F +(<n |~
p&OJa$N$[
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N ) _9e@~,
:!I)r$
xMSNrOc
1akD]Z
⑶. 初步确定轴的最小直径 *>GIk`!wM
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 jTd4 H)
T Oco({/_/
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 E+m]aYu"
查表,选取 &ppE|[{
Ufaqhh
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 3{Ek-{9
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 ^<>Jw%H
e7XsyL'|p
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 A]Q1&qM%
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 。 9 {O2B5u1
8K@"B
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. ZVdsxo<
;&+[W(7Sy
D B 轴承代号 x2j/8]'o
45 85 19 58.8 73.2 7209AC -7-Fd_F8
45 85 19 60.5 70.2 7209B >9o,S3
50 80 16 59.2 70.9 7010C oh7#cFZZ0
50 80 16 59.2 70.9 7010AC iot.E%G
{?EEIfg
y:g7'+c
]RH=s7L
8zQ_xE
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 i{tTUA
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, gx!*O<|e4
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. +A8=R%&b)[
U^M@um M
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. h1^9tz{
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, 5,HCeN
高速齿轮轮毂长L=50,则 {yvb$ND|j{
n_""M:X H
L=16+16+16+8+8=64 &YT_#M
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. u<l#xud
2Vz'n@g=
5. 求轴上的载荷 S|K|rDr0n
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, ~In{lQ[QX
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. G 2%
LPEjRG,
c;c:Ea5
hlAR[ ]
KWFyw>*)
Sk8%(JD7
\We"?1^
`fQM
'RDWU7c9]
La`h$=#`
R#Y50hzT
传动轴总体设计结构图: jZXVsd
uz*d^gr}
\e?.hmq
g~~m'^
(主动轴) )-0[ra]
-L@]I$Yo
d32@M~vD
从动轴的载荷分析图: 90Xt_$_}s
}Q/G
&F
6. 校核轴的强度 h6g=$8E
根据 "Jb3&qdU
== %lXbCE:[
前已选轴材料为45钢,调质处理。 WI,40&<
查表15-1得[]=60MP q&u$0XmV
〈 [] 此轴合理安全 ? ouV
(FM4 ^#6
8、校核轴的疲劳强度. M6# \na
⑴. 判断危险截面 {UP'tXah
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. O
x{Q.l
⑵. 截面Ⅶ左侧。 D~Z=0yD
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 Af`z/:0<
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 LFCTr/,
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 gzor%)C
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 ft{W/ * +_
截面上的弯曲应力 &kb\,mQ
Ymq3ty]Pe
截面上的扭转应力 <# >Oy&E
== |-|jf
轴的材料为45钢。调质处理。 YZ0en1ly
由课本得: i#k-)N _$
]x2Jpk99a
因 pP3U,n
经插入后得 ,NDh@VYe
2.0 =1.31 3Q",9(D
轴性系数为 $)Wb#B
=0.85 5Yl6?
K=1+=1.82 Gi*<~`Gr
K=1+(-1)=1.26 Y =9j2 ]t
所以 m`'=)x|
9GThyY
综合系数为: K=2.8 /M:H9Z8!
K=1.62 w}d}hI
碳钢的特性系数 取0.1 Y:wF5pp;
取0.05 ;J'OakeVO
安全系数 &RWM<6JP
S=25.13 uMHRUi
S13.71 )`<6taKx@n
≥S=1.5 所以它是安全的 lDC}HC
截面Ⅳ右侧 |-n
('gQ[
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 )U'yUUi
85}
ii{S
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 E[UO5X
HM):"
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 IQIbz{bMx
_e* c
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 *E}Oh
截面上的弯曲应力 2hy NVG&$
截面上的扭转应力 Yc
d3QRB
==K=
qtzFg#
K= ~Zmi(Ra
所以 k Q~ %=pn
综合系数为: a!D*)z Y
K=2.8 K=1.62 8[M*
x3
碳钢的特性系数 l~['[Ub0)
取0.1 取0.05 ?ql2wWsQO
安全系数 QF.3c6O@
S=25.13 _jmkl
B
S13.71 JR)/c6j
≥S=1.5 所以它是安全的 7
5|pp
7WP%J-
9.键的设计和计算 E+z18Lf?
F@1d%c
①选择键联接的类型和尺寸 y:,9I`aW
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. *> KHRR<N
根据 d=55 d=65 UWw}!1
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 <BPRV> 0X
b=20 h=12 =50 (f~gEKcB2u
,gmH2.
②校和键联接的强度 sMm/4AY]
查表6-2得 []=110MP (zC
工作长度 36-16=20 }/p/pVz
50-20=30 .H2qs{N!
③键与轮毂键槽的接触高度 ?q!FG(
K=0.5 h=5 #k9<
K=0.5 h=6 O3Uh+gKQ
由式(6-1)得: qg4fR' i
<[] ~ezCu_
<[] x'qWM/
两者都合适 .=XD)>$
取键标记为: LN^UC$[tk
键2:16×36 A GB/T1096-1979 30_ckMG"g
键3:20×50 A GB/T1096-1979 E/mw* c^
10、箱体结构的设计 DbtF~`3, .
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, .*!#98pT
大端盖分机体采用配合. N_G4_12(
ue6d~8&
1. 机体有足够的刚度 \QT9HAdd@
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 ;'HF'Z
!)c=1EX]"
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 X>t3|h
JUQg 'D
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm aD ESr?
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 @]=f?+y[ 2
T4r5s
3. 机体结构有良好的工艺性. <GF @L
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. /K|:9Q$K6
w<t,j~ Pr#
4. 对附件设计 w^{!U
A 视孔盖和窥视孔 TJOvyz`t
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 2+'|kt2
B 油螺塞: [bjN
f2
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<v=VM|
C 油标: [M:S`{SbY
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 -;pOh;WG
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. ,w2WS\`%
})[($$f/
D 通气孔: I4D<WoU;dJ
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. r5 yO5W
E 盖螺钉: c!Dc8=nE0m
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 4 x,hj
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. hCC}d0gf`n
F 位销: PZ,z15PG]
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. 9?EVQ
G 吊钩: |nY~ZVTt/
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. IgM
v =^U
Y"!uU.=xJ
减速器机体结构尺寸如下: D.*>;5:0'
Ld(NhB'7
名称 符号 计算公式 结果 m^I,}1H4
箱座壁厚 10 Zw$
OKU
箱盖壁厚 9 (}gcY
箱盖凸缘厚度 12 ai;\@$ cq
箱座凸缘厚度 15 M35Ax],:^
箱座底凸缘厚度 25 6I |A-h
地脚螺钉直径 M24 ?QpNjsF
地脚螺钉数目 查手册 6 3KcaT5(&
轴承旁联接螺栓直径 M12 3t(c_:[%
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 ^od<JD4
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 HZZDv+
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 3nFt1E
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 n?E}b$6
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 fz}?*vPW
22 Q$a
18 Q2s&L]L=
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 <1@
(ioPH
16 #C*&R>IvY
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 w%xCTeK[
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 w sY}JT
齿轮端面与内机壁距离 > 10 .y): Rh^
机盖,机座肋厚 9 8.5 ndi+xaQtG
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) 5=Lq=,K$
150(3轴) q;A;H)?g
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) V'StvU
150(3轴) ^Mytp> 7
{gU&%j
11. 润滑密封设计 =u|~
<zQw
8_Z/ o5s
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. YBjdp=als
油的深度为H+ V3.t;.@
H=30 =34 sN/+
所以H+=30+34=64 keCRvl Z4
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 Cs1>bpY*R6
kso*} uh0
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 3&*'6D
Tg
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 ^o eJKjJ
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 =~|:t&v=c
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 SY
_='9U
/Ox)|)l
12.联轴器设计 : F9|&q-W,
!'W- 6f
1.类型选择. {-WTV"L5*2
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 L`3n2DEBf
2.载荷计算. q#[`KOPV
公称转矩:T=95509550333.5 TlRk*/PlJ
查课本,选取 VKrShI
所以转矩 '3;v] L?G
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 s<7XxQ
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm 12(wj6Q
!B^K[2`)N
四、设计小结 o4Q3<T7nI
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。 r@$ w*%
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。 -s"0/)HD
五、参考资料目录 ?<~WO?
[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^Cfhy^RTq
[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; n1J]p#nCa.
[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; pP.'wSj
[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; Tr .hmG U
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 qrBZvJU
[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; fx?$9(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。