机械设计基础课程设计任务书 jc?Hip'
ULJI`I|m
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 `=>Bop)
PNG'"7O
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) R5FjJ>JE
C6Mb(&
目 录 i a|F
IW46-;l7
一 课程设计书 2 HC0puLt_
'2vlfQ@8a~
二 设计要求 2 =1,g#HS
eu4x{NmQ
三 设计步骤 2 |p+VitM7
o+vf
1. 传动装置总体设计方案 3 FD6|>G
2. 电动机的选择 4 B}jZ~/D}
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 (5I]um tge
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 OW.ckYt%
5. 设计V带和带轮 6 PFc02 w
6. 齿轮的设计 8 Fivv#4YO
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 m&x0,8
8. 键联接设计 26 7}#vANm
9. 箱体结构的设计 27 (PNvv/A
10.润滑密封设计 30 m ;KP
11.联轴器设计 30 `b2I)xC#
s)L7o)56/
四 设计小结 31 |fA[s7)
五 参考资料 32 v|"{x&I.
1idEm*3&(
一. 课程设计书 9-@w(kMu
设计课题: dV5$L
e#y
设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V FHD6@{{Gp"
表一: AiyjrEa%
题号 JE j+>
l|&nGCW
参数 1 mkWIJH
运输带工作拉力(kN) 1.5 6Ym[^U
运输带工作速度(m/s) 1.1 @M,_mX
卷筒直径(mm) 200 Sb`>IlT\#
'[HFIJ0K!
二. 设计要求 X=JSqO6V9
1.减速器装配图一张(A1)。 R_*\?^k|A
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 wF%XM_M
3.设计说明书一份。 e"bF"L
\<PW_'6
三. 设计步骤 8'?e4;O
1. 传动装置总体设计方案 7e40 }n
2. 电动机的选择 ctCfLlK
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 ^fx9R5E$:
4. 计算传动装置的运动和动力参数 Ve=0_GR0
5. “V”带轮的材料和结构 ;6]+/e7O
6. 齿轮的设计 z><JbSE?
7. 滚动轴承和传动轴的设计 H"-p^liw
8、校核轴的疲劳强度 W w8[d
9. 键联接设计 >Z3}WMgBN
10. 箱体结构设计 uM\~*@
11. 润滑密封设计 w3& F e=c
12. 联轴器设计 `@`CZg
Mpj3<vj
1.传动装置总体设计方案: sz)3
z
W<x2~HW(
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 m xWaXb
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,
+Q'/c0o
要求轴有较大的刚度。 4Q]+tXes
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。 [<%yU y
其传动方案如下: O,bj_CW x
/yI~(8bO
图一:(传动装置总体设计图) Bb1dH/8
GoF C!nx
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 jR48.W
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 gy>2=d
传动装置的总效率 >#kzPYsp
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; !WY@)qlf
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, "+rX*~
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, YY.;J3C
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 <}UqtDF 0
O}D]G%,m
2.电动机的选择 J|I|3h<T
C ]#R7G
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, W9u(
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, ck Tnb
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。 beq)Frn^
doe[f_\
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, O|OPdD
N),Zb^~nw
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 r`
3)sc
E-Mp|y /V
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 +ivz
,{.&xJ$
+)V6"XY-(
方案 电动机型号 额定功率 O4}cv
P 8Mp
kw 电动机转速 sd=i!r)ya
电动机重量 Pajr`gU
N 参考价格 1ltoLd\{
元 传动装置的传动比 ;/YSQt)rc>
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 HFf|
>&c&
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 UL{Xe&sT
xXyzzr1[
中心高 7g=Ze~aq
外型尺寸 M"P$hb'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 `HHbQXB
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 b?Vu9!
u{\`*dNx
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 1&m08dZm5
U2K>\/ -~
(1) 总传动比 xxedezNko
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 L=VuEF
(2) 分配传动装置传动比 9t)t-t#P;
=× Y[pGaiN:
式中分别为带传动和减速器的传动比。 Xe*
L^8+
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 9,F(f}(t
4.计算传动装置的运动和动力参数 'r'uR5jR
(1) 各轴转速 O[8Lp?
==1440/2.3=626.09r/min ~JBQjb]
==626.09/5.96=105.05r/min %u!#f<"[
(2) 各轴输入功率 \;g{qM 8
=×=3.05×0.96=2.93kW Ot/Y?=j~
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW uT=sDWD:
则各轴的输出功率: ?XeRL<n
=×0.98=2.989kW )~WxNn3rx
=×0.98=2.929kW ?B[Z9Ef"8l
各轴输入转矩 T9(~^}_+9
=×× N·m TpnkJygIm
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· MEo+S
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m wCkkfTO
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m 3L#KHTM
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m 8mMrGf[Q\
=×0.98=242.86N·m 2O4UytN
运动和动力参数结果如下表 BI}>"',
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min ) I@gy
输入 输出 输入 输出 lM?P8#3
电动机轴 3.03 20.23 1440 u(d>R5}'
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 bluC P|
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 _~6AUwM
`<
VoZ/v
5、“V”带轮的材料和结构 lKe aI
确定V带的截型 w\85D|u
工况系数 由表6-4 KA=1.2 Amz7j8zJ
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 <]"aP1+C
V带截型 由图6-13 B型 -
5A"TNU
F-2HE><+
确定V带轮的直径 :pOX,
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm x!Wl&
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s F[Peil+|`
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm &?x^I{j
xOZ?zN
确定中心距及V带基准长度 PN<Y&/fB
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 >j\zj] -"
360<a<1030 sHAzg^n}r
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm #E*jX-JT
Dx iCq(;
初定V带基准长度 G&:YgwG
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm 9t;aJFI
Lw-)ijBW
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm =TyN"0@
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm hcM 0?=
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 e}aD<EG
m3.d!~U\
确定V带的根数 vsLn@k3
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw oA73\BFfP
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 ynDa4HB
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 c~dX8+
带长修正系数 由表6-2 KL=1 (}bP`[@rX!
,TP^i 0
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 5>/,25
99
{Uu7 @1@n
取Z=2 b)
.@ xS
V带齿轮各设计参数附表 <r9J+xh*p
i1u &-#k
各传动比 :0#!=
3+Xz5>"a
V带 齿轮 <L:v2 8c
2.3 5.96 |1;0q<Ka
!)
LMn
2. 各轴转速n q!}&<w~|
(r/min) (r/min) :aco$ZNH5
626.09 105.05 FWPkvL
IOt!A
3. 各轴输入功率 P ]Kil/Y
(kw) (kw) @lBR;B"
2.93 2.71 zn@tLLX
BxlpI[yWq
4. 各轴输入转矩 T fv#e 8y
(kN·m) (kN·m) Zj!S('hSY
43.77 242.86 7?/ Fr(\
Ge|caiH1I
5. 带轮主要参数 ~(G]-__B<
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) Pxy(YMv
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 CEZ*a 0}=
带的根数z !P#lTyz
160 368 708 2232 B 2 A+:K!|w
LV'v7 2yUH
6.齿轮的设计 %xkqiI3Ff
~99Ta]U
(一)齿轮传动的设计计算 -KbT[]
ejD;lvf
齿轮材料,热处理及精度 h dPKeqg7
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 "7iHTV
(1) 齿轮材料及热处理 3E:wyf)i"
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
M9 _h0
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 a)[t kjU
② 齿轮精度 ka*VQXk*
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 X~%Wg*Hm
T?NwSxGo
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 lv,8NmP5
按齿面接触强度设计 vpTS>!i
]D%D:>9|/
确定各参数的值: ;. /Tv84I^
①试选=1.6 bWG}>{fj
选取区域系数 Z=2.433 0t6s20*q
$OmcEd
则 0.bmVN<
②计算应力值环数 6e/ 2X<O
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) Nl PP|=o
=1.4425×10h NuW9.6$Jrf
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) \Qz>us=G
③查得:K=0.93 K=0.96 NTls64AS.
④齿轮的疲劳强度极限 qEX59v
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: _sJp"4?
[]==0.93×550=511.5 1,9RfY V
jHTaG%oh
[]==0.96×450=432 9akCvY#Q
许用接触应力 `L7 cS
bG;vl;C
⑤查课本表3-5得: =189.8MP ,Ix7Yg[
=1 F2OU[Z,-]
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 Z9 }qds6 y
=4.47×10N.m =}u;>[3
3.设计计算 }a-ikFQ]
①小齿轮的分度圆直径d I)O%D3wfMW
IcI y
=46.42 v #IC
②计算圆周速度 cSoZq4
1.52 el5F>)
③计算齿宽b和模数 ,|?B5n&
计算齿宽b !\RR UH*
b==46.42mm ]oXd|[G
计算摸数m uA*Op45
初选螺旋角=14 5/>G)&
= $1#|<|
④计算齿宽与高之比 +!'6:F
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 Td
X6<fVV
=46.42/4.5 =10.32 Ed.~9*m
⑤计算纵向重合度 XZJ }nXy
=0.318=1.903 3eFD[c%mN
⑥计算载荷系数K N
y7VIh|
使用系数=1 IeZ}`$[H
根据,7级精度, 查课本得 ;{j:5+'
动载系数K=1.07, Kx ?}%@b
查课本K的计算公式: DTAEfs!ZW
K= +0.23×10×b Xj?j1R>GB
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 ,dK% [
查课本得: K=1.35 GDZe6*
查课本得: K==1.2 Bn}@wO
故载荷系数: jFbz:aUF
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 ,R3D
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 Op\l
d=d=50.64 Q3_ia5 `O
⑧计算模数 ~|R"GloUw
= S'B7C>i`#N
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 3,S5>~R=
由弯曲强度的设计公式 v=iz*2+X
≥ n[AJ'A{
akrEZ7A
⑴ 确定公式内各计算数值 2pxl!
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m -QI1>7sl
确定齿数z oIQor%z
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 WVf;uob{
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 ATPc~f
Δi=0.032%5%,允许 \E]s]ft;+
② 计算当量齿数 \CX`PZ><
z=z/cos=24/ cos14=26.27 Gk'J'9*
z=z/cos=144/ cos14=158 //_v"dqP{)
③ 初选齿宽系数 r6*0H/*
按对称布置,由表查得=1 )7*Apy==x
④ 初选螺旋角 ~?+Jt3?,
初定螺旋角 =14 _lu.@IX-
⑤ 载荷系数K Q0Dw2>~_K
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 P_lk40X
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y y=G
查得: L`yS'
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 *"q ~z
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 $ [M8G
!NZFo S~
⑦ 重合度系数Y O`rAqO0F
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 q#c\
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 \62|w HX
=14.07609 UXR$ 7<D+
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 p`T7Y\\#!
⑧ 螺旋角系数Y Qm^N}>e
轴向重合度 =1.675, ,d&~#W]
Y=1-=0.82 `?2S4lN/
!!DHfAV]
⑨ 计算大小齿轮的 mWfzL'*
安全系数由表查得S=1.25 .y#@~H($
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 '!b1~+PV
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 !xA;(<K[^
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 Ym2![FC1
查课本得到弯曲疲劳强度极限 E{(7]Wri
小齿轮 大齿轮 G0xk @SE
X<vv:
查课本得弯曲疲劳寿命系数: B
,e3r
K=0.86 K=0.93 - YJ7ne]
Z
r
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 gM^ Hs7o,
[]= x_s9DkX
[]= NIQNzq?a^
w)5eD+n\-
cOxF.(L
大齿轮的数值大.选用. 1vx:`2 A4
u\Tq5PYXt
⑵ 设计计算 [
!].G=8
计算模数 vRVQ:fw
./rNq!*a
Rm&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: m!tB;:6
Ip|~j}
}
z==24.57 取z=25 &3:-(:<U
"2o)1G
那么z=5.96×25=149 gY=nU,;
[(F.x6z)
② 几何尺寸计算 [59_n{S 1
计算中心距 a===147.2 tF
O27z@
将中心距圆整为110 K*d+pImrV
Dc}-wnga
按圆整后的中心距修正螺旋角 r@%-S!$
BwEO2a{
=arccos ?WKFDL'_0j
Gh>Rt=Qu%
因值改变不多,故参数,,等不必修正. R]/3`X9!d>
6H53FMqr
计算大.小齿轮的分度圆直径 -V%"i,t
9NBFG~)|l[
d==42.4 4703\
HK
a{GPAzO+
d==252.5 9!NL<}]{
h'|{@X
计算齿轮宽度 AU OL?st
U_K"JOZ
B= 9i;%(b{
@/9#Z4&d0
圆整的 cGIxE[n'
~a^mLnY@
大齿轮如上图: [U5[;BNRD
*%=BcV+,
04D>h0yFf
8iGS=M
7.传动轴承和传动轴的设计 &7VN?ox1
o:W>7~$jr=
1. 传动轴承的设计 @@-n/9>vs
"jb`KBH%"
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 TWZ**S-
P1=2.93KW n1=626.9r/min "v@Y[QI
T1=43.77kn.m Ub2t7MU
⑵. 求作用在齿轮上的力 >-*rtiE
已知小齿轮的分度圆直径为 U0 nSI
d1=42.4 O3/][\
而 F= 6!*be|<&
F= F ZVs]_`(+
^a^bsKW
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N K!Te*?b
%IL]
Wz<
(~q.YJ'
LmWZ43Z"@
⑶. 初步确定轴的最小直径 qIS9.AL
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 duFVh8
lqe|1vN
`u$
Rd
Oi%\'biM
从动轴的设计 b+Vfi9<
c<bV3,
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, UTB]svC'
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M "{(|}Cds
⑵. 求作用在齿轮上的力 v3PtiKS
已知大齿轮的分度圆直径为 js;p7wi
d2=252.5 Zgy~Y0Di
而 F= MdXOH$ps
F= F VRU"2mQ.P6
S52'!WTq
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N .8e]-^Z
QOiPDu=8z
{*mf Is
(KxI*
⑶. 初步确定轴的最小直径 PkX4 !
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 ;E:vsVK
mv] .
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 x3DUz
查表,选取 _E'F
V6Z~#=EQ
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 Q\Wh]=}
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 2qd5iOhX+
}uP`=T!"8
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 =r|e]4
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 。 3PkVMX
f euATL]
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. |BGB60}]f
<<'%2q5
D B 轴承代号 lCafsIB
45 85 19 58.8 73.2 7209AC CWT#1L=
45 85 19 60.5 70.2 7209B `]~1pc
50 80 16 59.2 70.9 7010C $40G$w
50 80 16 59.2 70.9 7010AC P* X^)R
_E %!5u
j<NZ4Rf
ly[j=vBV
7N:3
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 Gh%R4)}
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, ncGt-l<9
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. -al\*XDz
:j2?v(jT_l
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. AQ%B&Q(V1
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, hY5GNYDh
高速齿轮轮毂长L=50,则 "m#17J_
uB=DC'lkg
L=16+16+16+8+8=64 TWSqn'<E
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. >Nam@,hm
:$6mS[@|
5. 求轴上的载荷 :+_uyp2V
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, ~=GwNo_
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. [KQ#b
a =
*'
p!>5}f6
_D 9/,n$
CdZ. T/x
b>h
L*9
d`gKF
$UD$NSl
Qli#=0{`
}j$tFFVi~
4A0v>G`E*#
传动轴总体设计结构图: d\ I6Wn
bL`>#M_^
a B$x(8pP@
e0<Wed
(主动轴) >P+oNY
,ZI#p6
R
X N0v@V
从动轴的载荷分析图: buldA5*!o
`+h+X9
6. 校核轴的强度 '4Drs}j5
根据 G%A!yV
== }}qY,@eeX
前已选轴材料为45钢,调质处理。 `]`S"W7&
查表15-1得[]=60MP r^7eK)XA_
〈 [] 此轴合理安全 1B#iJZ}
U5
ia| V
8、校核轴的疲劳强度. s
!IvUc7'
⑴. 判断危险截面 LC7%Bfn!
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. 82)%`$yZw[
⑵. 截面Ⅶ左侧。 e:l7 w3?O
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 ?8qN8rk^+
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 tmd{Gx}c
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 Up1n0
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 Tn"@u&P
*
截面上的弯曲应力 I5*<J n
URbHVPCPb
截面上的扭转应力 +[ng99p
== "8p<NsU
轴的材料为45钢。调质处理。 0.S7uH%"
由课本得: 2]y Hxo/6
\JC_"gqt
因 U2)?[C1q{
经插入后得 F}.R-j#
2.0 =1.31 ]VR79l
轴性系数为 "574%\#4z
=0.85 K]1|#`n
K=1+=1.82 p//mVH%
K=1+(-1)=1.26 9?q ^yy
所以 JXjH}C
? o&goiM
综合系数为: K=2.8 ]UkqPtG;
K=1.62 O=vD6@QI
碳钢的特性系数 取0.1 D9 Mst6
取0.05 s{OV-H
安全系数 i= R%MH+
S=25.13 1,Es'
S13.71 ?E,-P!&R
≥S=1.5 所以它是安全的 @Gw.U>"!C
截面Ⅳ右侧 r0wAh/J|
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 *0vRVlYf
6"[J[7up
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 .F'Cb)Z
!<HF764@`
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 \T[OF8yhW
yf[1?{iVo
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 7|"l/s9,
截面上的弯曲应力 _R^ZXtypd
截面上的扭转应力 P1z:L
==K= M+M ;@3
K= 62kA(F0e,
所以 Pc`)D:/}R
综合系数为: g\9&L/xDN
K=2.8 K=1.62 }+}Cl T
碳钢的特性系数 .AQTUd(_
取0.1 取0.05 @#*{*
S8
安全系数 BUdO:fr
S=25.13 AQtOTT$
S13.71 2s=zT5
≥S=1.5 所以它是安全的 5R)IL2~
o6RT 4`
9.键的设计和计算 *%\Xw*\0
%__ @G_M
①选择键联接的类型和尺寸 nTw:BU4jd
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. M?Fv'YE
根据 d=55 d=65 @=}NMoNH
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 A6+qS
[
b=20 h=12 =50 >0u*E *Y
eY%Ep=J
②校和键联接的强度 q,_EHPc
查表6-2得 []=110MP tKeozV[V
工作长度 36-16=20 lfG',hlI;
50-20=30 EiP N44(
③键与轮毂键槽的接触高度 C^LxJG{L5
K=0.5 h=5 aO}p"-'
K=0.5 h=6 e\O625
由式(6-1)得: (uX"n`Dk
<[] ,$aqF<+;
<[] O>I%O^
两者都合适 ,Y#f0
取键标记为: uhv_'Q
键2:16×36 A GB/T1096-1979 i-#D c(9
键3:20×50 A GB/T1096-1979 VZe'6?#
10、箱体结构的设计 >p#_L^oZ%
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, Q/J <$W*,
大端盖分机体采用配合. asE.!g?
fGW~xul_
1. 机体有足够的刚度 "rc QS
H
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 ;mr*$Iu 7|
D(&Zq7]n
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 dtjb(*x
DjiI*HLNR
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm "uj@!SEs`?
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 oA:`=f%\
BlM(Q/z
3. 机体结构有良好的工艺性. a<]vHC7
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. >]A#_p
Bk@EQdn
4. 对附件设计 O2f-{jnTz,
A 视孔盖和窥视孔 B/mfm 7
在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 {%RwZ'
B 油螺塞:
|eFaOL|
放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 |9BX
~`{
C 油标: [jxh$}?P
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 _PQk<QZ
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. 1. <g C
rmFcSolt,f
D 通气孔: % .ss
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. /n:Q>8^n'W
E 盖螺钉: g&Uu~;jq]
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 bA'N2~.,
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. Q ~n%c7
F 位销: *.VNyay
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. !w0=&/Y{R
G 吊钩: ]r%fAmj
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. dB QCr{7
6\v4#
减速器机体结构尺寸如下: bj_/
+D[C.is>]}
名称 符号 计算公式 结果 Mhb~wDQl
箱座壁厚 10
m;TekJXm
箱盖壁厚 9 obv_?i1
箱盖凸缘厚度 12 X`-o0HG
箱座凸缘厚度 15 k!x`cp
箱座底凸缘厚度 25 ixoN#'y<"
地脚螺钉直径 M24 et(AO)uv6
地脚螺钉数目 查手册 6 'F:Tv[qx
轴承旁联接螺栓直径 M12 PCa0I^d
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 [M:<!QXw
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 FBOgaI83G
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 rd24R-6
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 ~zvZK]JoX
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 cK\?wZ| Y
22 [By|3bI
18 2^Z"4t4
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 )(c%QWz
16 Jp_ :.4
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 V@EyU/VJ
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 C~nL3w
齿轮端面与内机壁距离 > 10 r;>.*60AT
机盖,机座肋厚 9 8.5 hM=X#
;
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) ICc:k%wE7
150(3轴) uu>R)iTQ%S
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) Kw:%B|B<T
150(3轴) ,E@}=x9p
C}pQFL{B5
11. 润滑密封设计 g@>93j=cZU
g&8-X?^Q
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. WA*1_
油的深度为H+ (B?ZUXM,
H=30 =34 *<h )q)HS
所以H+=30+34=64 23a:q{R
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 5aXE^.`
^7t1'A8e<
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 o!c~"
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 }gE^HH'
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 WZP1g kX&M
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 HXPq+
ZG~d<kM&8s
12.联轴器设计 Ht]O:io`
4AF.KX7
1.类型选择. Wdga(8t
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 {K:]dO
2.载荷计算. C<w&mFozL
公称转矩:T=95509550333.5 5ci1ce
查课本,选取 ]*Kv[%r07c
所以转矩 PR,8c
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 lvLz){
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm wLvM<p7OX
4[Wwm
四、设计小结 oR3t vw.
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。 lB8gD
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。 i|28:FJA
五、参考资料目录 mMO]l(a&
[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; ,rNud]NM8
[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; 2R;#XmKS
[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; :sAUV79M
[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; [ A 7{}
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 M)H*$!x}>
[6]《机械制图(第四版)》,高等教育出版社,刘朝儒,彭福荫,高治一编,2001年8月第四版; +Y$EZL.A
[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。