机械设计基础课程设计任务书 M&iXdw&
%RW*gUvc]
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 Ea4zC|;
TFHYB9vV
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) U%Fa.bL~
2z;nPup,
目 录 D&fOZVuqZ
H7uh"/A
一 课程设计书 2 @Mya|zb
EuHQp7
二 设计要求 2 xZ'C(~t
B/16EuH#
三 设计步骤 2 n{W(8K6d@[
5xc e1[
1. 传动装置总体设计方案 3 d\-*Fmp(S
2. 电动机的选择 4
6(7
56
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 %Ja0:e
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 c{kpgN
5. 设计V带和带轮 6 blomB2vQ
6. 齿轮的设计 8 p63fpnH
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 $JOtUB{
8. 键联接设计 26 V1,p<>9
9. 箱体结构的设计 27 /{j._4c
10.润滑密封设计 30 z}SJ~WY'[
11.联轴器设计 30 ~;b}_?%o
/pRv
i>_(:
四 设计小结 31 #+<YFm\i
五 参考资料 32 n:a~=^IV
A#`$#CO
一. 课程设计书 Swf%WuDj
设计课题: sw9ri}oc
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 E;H9]*x/
表一: [kkhVi5;A
题号 ]fDb|s48
;P'5RCqj
参数 1 *|q{(KX
运输带工作拉力(kN) 1.5 mCn:{G8+
运输带工作速度(m/s) 1.1 ,5U[#6^
卷筒直径(mm) 200 k"=*'
I\Y N!
二. 设计要求 ]*MVC/R,
1.减速器装配图一张(A1)。 %$Fe[#1
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 <^$ppwk$
3.设计说明书一份。 Z molL0y
"C3J[) qC
三. 设计步骤
ld"rL6
1. 传动装置总体设计方案 60n>FQ<
2. 电动机的选择 nWc@ufY
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 -k:x e:$
4. 计算传动装置的运动和动力参数 r=37Q14v
5. “V”带轮的材料和结构 .p Mwa
6. 齿轮的设计 8mOGEx
7. 滚动轴承和传动轴的设计 K8&) kfyI
8、校核轴的疲劳强度 "3 ++S
9. 键联接设计 ;Y8>?
10. 箱体结构设计 +tt!xfy
11. 润滑密封设计 -cJ,rrN_9
12. 联轴器设计 h=6D=6c
# bjK]+
1.传动装置总体设计方案: a~R.">>$
0)zJG |
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 OVxg9
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, 2rC&
要求轴有较大的刚度。 YvuE:ia
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。 |Y6;8e`H
其传动方案如下: %TAS4hnu%
a>-qHX-l
图一:(传动装置总体设计图) B[h^] k
@@-TW`G7
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 @*|UyK.
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 .nNZdta&=
传动装置的总效率 IMM+g]#e
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; ,cS_687o
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, pUqNB_
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, >hSu1s:
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 K;Hgq4
p(="73
2.电动机的选择 Yv)c\hm(7j
=z"8#_3A
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, ^7i7yM}6(
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, 2wPc
yD
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。 _cC!rq U1
Tb;,t=;u
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, oa=TlBk<
gMZ+kP`
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 \
qq
EbX!;z
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 qQ3pe:n?
]
>w@@A
q7_Ttjn-DV
方案 电动机型号 额定功率 dIh+h|:
P ^~vM*.j~j
kw 电动机转速 lIx./Nf
电动机重量 L<iRqayn
N 参考价格 79}jK"Gc
元 传动装置的传动比 dHg[r|xC
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 ypGt6t(;
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 F#)bGi
Og@{6>
中心高 JKrS;J^97v
外型尺寸 %,<Ki]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 Ndb7>"W
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 5a@9PX^.J
E^c*x^
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 9;\mq'v%
r_,;[+!
(1) 总传动比 X6(s][Wn
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 )[M:#;,L
(2) 分配传动装置传动比 3iX\):4
=× |6^%_kO!|
式中分别为带传动和减速器的传动比。 cPAR.h,b?
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 }a9G,@:k
4.计算传动装置的运动和动力参数 P,3w
b
(1) 各轴转速 |Ox='.oIb
==1440/2.3=626.09r/min [eOv fD
==626.09/5.96=105.05r/min q{B?j%.o
(2) 各轴输入功率 D `V.gV]
=×=3.05×0.96=2.93kW U1lqg?KO
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW ;b1B*B
则各轴的输出功率: Z_S{$D
=×0.98=2.989kW ,=[%#gS
=×0.98=2.929kW Ks6\lpr
各轴输入转矩 dVHbIx
=×× N·m s0D4K
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· Z0-?;jA@
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m g*LD}`X/-
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m d}ycC.h4k
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m y@LiUe5
=×0.98=242.86N·m )$df6sq
运动和动力参数结果如下表 -MTYtw(
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min U-m MKRV
输入 输出 输入 输出 _!,
J iOI
电动机轴 3.03 20.23 1440 LGZa
l&9AY
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 R)\^*tkz7
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 :E~rve'
x{<l8vL=-c
5、“V”带轮的材料和结构 Qe ip h
确定V带的截型 t:vBVDkD
工况系数 由表6-4 KA=1.2 Ov?J"B'F
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 %-.;sO=g
V带截型 由图6-13 B型 pPo xx"y
-]D/8,|s
确定V带轮的直径 \#B<'J9.`
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm LfFXYX^
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s fbbbTZy
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm |m
?ZE:
4sn\UuKyL
确定中心距及V带基准长度 Bi :!"Nw[X
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 i-5,*0e6m
360<a<1030 e3 :L]4t
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm {$yju _[
uh2_Rzln
初定V带基准长度 <.gDg?'3
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm "2sk1
Q1?*+]
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm 9jEH"`qqk
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm rZaO^}u]
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 YE{t?Y\5
]SRpMZ
确定V带的根数 wB \`3u4
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw (uDd_@a9t
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 q^EY?;Y
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 !%('8-x%
带长修正系数 由表6-2 KL=1 E
BBd
23>[-XZb[O
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 Tsa]SN14
[p`5$\e
取Z=2 tS]
V带齿轮各设计参数附表 z^Ikb(KC
%KT}Map
各传动比 bD:0k.`
Q
zaD\^OF
V带 齿轮 ^9q#,6
2.3 5.96 '= fk;AiQ
Op?"G
2. 各轴转速n B<m0YD?>~>
(r/min) (r/min) BrwC9:
626.09 105.05 x}?<9(nE c
5j1d=h
3. 各轴输入功率 P wLXJ?iy3
(kw) (kw) KBN% TqH|
2.93 2.71 %(lO>4>|
}a6t <m`V
4. 各轴输入转矩 T qVE0[ve
(kN·m) (kN·m) `!HD.
E[2c
43.77 242.86 6,3o_"J!
G!r)N0?_f
5. 带轮主要参数 f;zNNx<
;
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) "}fweCBgo
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 tZ9i/ =S
带的根数z "/i$_vl
160 368 708 2232 B 2 U-u?oU-.'
67&
hXIp
6.齿轮的设计 1" cv5U
chE!,gik
(一)齿轮传动的设计计算 s51$x M
6&eXQl
齿轮材料,热处理及精度 p1Zb&:+
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 S v>6:y9?G
(1) 齿轮材料及热处理 P6 OnE18n
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 U+)p'%f;
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 ==5F[UX
② 齿轮精度 A>yU0\A
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 \@:,A]
cj8cV|8@
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 1jl!VU6
按齿面接触强度设计 p%"dYH%]&0
fo@^=-4A-
确定各参数的值: S 13cQ?4
①试选=1.6 @%R<3!3v
选取区域系数 Z=2.433 A]/o-S_
-[V-f> :
则 ump~)?_B
②计算应力值环数 lrT2*$ w3
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) cqNK`3:.j
=1.4425×10h (8JU!lin
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) +tqErh?Al
③查得:K=0.93 K=0.96 FLqN3D=yQ
④齿轮的疲劳强度极限 6gg8h>b
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: AC)
M2;
[]==0.93×550=511.5 q!5:M\
I#M3cI!X?
[]==0.96×450=432 >d 2Fa4u3
许用接触应力 @LKQ-<dZG
yLX $SR
⑤查课本表3-5得: =189.8MP Ic#xz;elM
=1 )|F|\6:ne
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 bV_nYpo
=4.47×10N.m #.bW9j/
3.设计计算 9Yx(u2PQ
①小齿轮的分度圆直径d 7^q~a(j
L_8zZ8 o
=46.42 _IDZ.\'>$
②计算圆周速度 6Xlzdt
1.52 }vd*eexA
③计算齿宽b和模数 |^pev2g
计算齿宽b cj/`m$
b==46.42mm _!\d?]Ya
计算摸数m }rTH<!j
初选螺旋角=14 e3?=1ZB
= ETe4I`d{
④计算齿宽与高之比 y>^^.
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 Ey46JO"
=46.42/4.5 =10.32 d8j1L/e
⑤计算纵向重合度 _kj]vbG^;
=0.318=1.903 >H2`4]4]
⑥计算载荷系数K T~TP
使用系数=1 }h5i Tc
根据,7级精度, 查课本得 ~C.*Vc?|
动载系数K=1.07, @;Ttdwg#J
查课本K的计算公式: mPV<a&U
K= +0.23×10×b P3$eomX'
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 AZtS4]4G)
查课本得: K=1.35 E$e7(D
查课本得: K==1.2 `@]s[1?f
故载荷系数: [I $+wWW_
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 RpHlq
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 3^ Yc%
d=d=50.64 \oQ]=dDCd%
⑧计算模数 H"C'<(4*\
= +]db-
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 UkV?,P@l
由弯曲强度的设计公式 <qCa9@Ea
≥ qS!r<'F3dP
n/H
OP
⑴ 确定公式内各计算数值 Qw5nfg3T
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m 3dShznlf_*
确定齿数z (L_-!=e
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 NWBYpGZx
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 qtGJJ#^,
Δi=0.032%5%,允许 ;SR ESW
② 计算当量齿数 y}Ky<%A!P
z=z/cos=24/ cos14=26.27 <#63tN9
z=z/cos=144/ cos14=158 EP;/[O
③ 初选齿宽系数 XZ
rI w
按对称布置,由表查得=1 QFyL2Xes/
④ 初选螺旋角 &K)8
初定螺旋角 =14 ::L2zVq5V
⑤ 载荷系数K R`?l.0
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 +jN}d=N-
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y |m19fg3u
查得: =lXj%V^8N
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 fn#8=TIDf
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 B{-7
0P^h6Vat
⑦ 重合度系数Y WA{igj@\
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 F /b`[
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 eE;tiX/
=14.07609 \>L,X_DL
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 3:%k
pnO
⑧ 螺旋角系数Y A5?"
轴向重合度 =1.675, 7*'/E#M
Y=1-=0.82 yoi4w 7:
q!K:N?
⑨ 计算大小齿轮的 .J#'k+>
安全系数由表查得S=1.25 x^f<G
6z
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 ;?6vKpj;
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 WKf<%
E$
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 #F*|@
查课本得到弯曲疲劳强度极限 'X~tt#T
小齿轮 大齿轮 Pg4&}bX:I
QbU5FPiN
查课本得弯曲疲劳寿命系数: dWY%bb
K=0.86 K=0.93 V la,avON
E' 5*w6
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 I8F+Z
[]= NGra/s,9|
[]= A 'qe2]
yr]ja-Y
;#B(L=/
大齿轮的数值大.选用. +,Dc0VC?
<sdgL+&1h
⑵ 设计计算 _iwG'a[`
计算模数 2FcL-?
c,UJ uCZ
_8K+iqMZG
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: b`0tfXzS5
SNEhP5!
z==24.57 取z=25 pA7-B>Y
6|97;@94
那么z=5.96×25=149 AXfU$~
GqFx^dY4*
② 几何尺寸计算 *7Dba5B
计算中心距 a===147.2 |1tKQ0jg
将中心距圆整为110 =j]y?;7q
xh6(~'$
按圆整后的中心距修正螺旋角 f^%3zWp|-
zVh yAf
=arccos >T$0*7wF
QxT'\7f
因值改变不多,故参数,,等不必修正. #86N
!&x
6)HmE[[F
计算大.小齿轮的分度圆直径 hW7u#PY
[%IOB/{N
d==42.4 !3Dq)ebBz
;qx#]Z0 <
d==252.5 l![M,8
C* `WMP*
计算齿轮宽度 yCX5
5:
p l)":}/)
B= g/?Vl2W
%V_ XY+o
圆整的 #-az]s|N
I#l}5e5
大齿轮如上图: +sNS
'.}}k!#
PA2}4`
cJKnB!iL5
7.传动轴承和传动轴的设计 ! FcGa
w0QtGQ|
1. 传动轴承的设计 xBHf~:!
l;F"m+B!$
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 iUKjCq02
P1=2.93KW n1=626.9r/min OjU{r N*
T1=43.77kn.m $KcAB0 B8
⑵. 求作用在齿轮上的力 +in)(a.
已知小齿轮的分度圆直径为 $e^"Inhtqp
d1=42.4 NP>v@jO
而 F= ,@"yr>Q9#6
F= F 5!0iK9O
s5,@=(,
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N J%bNt)K}
)! [B(
z:'m50'
hzD)yf
⑶. 初步确定轴的最小直径 L
K&c~
Uy
先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 b1xE;0uR
*oO%+6nL
v gW(l2,@
2[
sY?C
从动轴的设计 L F?/60
G<Z}G8FW^
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, Nr4Fp`b8
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M a )O"PA}2
⑵. 求作用在齿轮上的力 92-Xz6Bo9
已知大齿轮的分度圆直径为 _z_YJ7A>
d2=252.5 ui]iOp
而 F= 5nPvEN/
F= F >N3X/8KL%
/N0mF< P
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N TtJX(N~
,Csdon
OPvPP>0*8
BKFO^
⑶. 初步确定轴的最小直径 Z<U,]iZB
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 UG vIH m
r*HSi.'21
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 Gm+D1l i
查表,选取 l@Lk+-[D
l,n_G/\
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 /cS8@)e4
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 ]H`wE_2tu
t/i*.>7
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 |dIR v
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 9FEhl~&
;LS.
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. WO>A55Xya
w+m7jn!$
D B 轴承代号 cGE{dWz
45 85 19 58.8 73.2 7209AC ^%oH LsY9
45 85 19 60.5 70.2 7209B H c/7x).
50 80 16 59.2 70.9 7010C 2e6P?pX~2
50 80 16 59.2 70.9 7010AC %+r(*Q+0$f
NK-}[!f
AyJl:aN^
|E13W
(U\o0LI
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 6@aH2+4+
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, n%r>W^2j
③ 取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm. HOD?i_
~'*23]j
④ 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50.
,]wab6sY
⑤ 取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, Vc\g"1x
高速齿轮轮毂长L=50,则 2<7pe@c98
m.P
F'_)/
L=16+16+16+8+8=64 b'(AVA
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. 2tU3p<[
'q}Ud10c
5. 求轴上的载荷 mB2}(DbhE
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, &"u(0q
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. n6[shXH
hGFi|9/-u
!fs ~ >
iBWzxPv:z
s=$xnc}mf
E[hSL#0
fe\'N4
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padV|hF3(e
mAH7;u<
`LH 9@Z{
传动轴总体设计结构图: 6l|L/Z_6
QM!UMqdj
A@M2(?w4
VK4UhN2
(主动轴) qY&(O`?m&
TaF*ZT2
*K>2B99TXu
从动轴的载荷分析图: F_u?.6e]
TrZ!E`~
6. 校核轴的强度 Eoz/]b
根据 D}%VZA}].
== ; 8VZsh
前已选轴材料为45钢,调质处理。 7<kr|-
查表15-1得[]=60MP !}A`6z
〈 [] 此轴合理安全 7|Vpk&.>
0#c-qy
8、校核轴的疲劳强度. &2@"zD
⑴. 判断危险截面 ~+6#4<M.~
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. ldG8hK
⑵. 截面Ⅶ左侧。 0$XrtnM
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 :wzbD,/M
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 YTgT2w
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 _2k<MiqCD[
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 5Bcmz'?!
截面上的弯曲应力 =M{&g
&xj40IZ
截面上的扭转应力 xR'd}>`
== 7F~Jz*,B*W
轴的材料为45钢。调质处理。 +Kmxo4p
由课本得: *~`oA~-Q
Q2|6W E
因 Q#*qPgs
经插入后得 HVC|0}
2.0 =1.31 .>`7d=KT
轴性系数为 O[ans_8
=0.85 PC=s:`Y}R
K=1+=1.82 s5b<KQ.
K=1+(-1)=1.26 &=8ZGjR< }
所以 <!u(_Bxw/
oOQan
综合系数为: K=2.8 8Z@O%\1x6
K=1.62 Rlr[uU_
碳钢的特性系数 取0.1 M~sP|Ha"+
取0.05 8BIPEY -I?
安全系数 p8y<:8I
S=25.13 IxP$lx
S13.71 (_q&QI0{
≥S=1.5 所以它是安全的 B*Q.EKD8s
截面Ⅳ右侧 '?|.#D#-c
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 H]lD*3b
V6<Ki
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 HV3D$~g F
yErvgf
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 "MT{t><
(w 'k\y
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 . Vq_O
u
截面上的弯曲应力 I>3G"[t
截面上的扭转应力 }>Lz\.Z/+[
==K= ~m'8BK
K= el0W0T
所以 YAF0I%PYU
综合系数为: 7`X9s~B
K=2.8 K=1.62 I'cM\^/h
碳钢的特性系数 iu,Bmf^oD
取0.1 取0.05 ;UjP0z
安全系数 )ULxB'Dm
S=25.13 j%&^qD,
S13.71 l\-(li
H
≥S=1.5 所以它是安全的 "_&HM4%!
Sytx9`G 5
9.键的设计和计算 @l2AL9z$m>
T\HP5&
①选择键联接的类型和尺寸 dv\oVD
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. Eh;~y*k\
根据 d=55 d=65 b+}*@xhl
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 }%-`CJ,
b=20 h=12 =50 65A>p:OO
[+y/qx79
②校和键联接的强度 u"n~9!G
查表6-2得 []=110MP 80M4~'3
工作长度 36-16=20 >G+?X+9
50-20=30 4a~9?}V:
③键与轮毂键槽的接触高度 QPa&kl
K=0.5 h=5 tU7eW#"w
K=0.5 h=6
!*xQPanL
由式(6-1)得: C>7k|;BvF
<[] KH&xu,I
<[] BPKeG0F7
两者都合适 e{9(9qE"
取键标记为:
`Uw^,r
键2:16×36 A GB/T1096-1979 f&>Q6 {*]
键3:20×50 A GB/T1096-1979 = %7:[#n
10、箱体结构的设计 Zt[1RMO
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, 'x10\Q65[
大端盖分机体采用配合. Im_`q\i
Wc_Ph40C<_
1. 机体有足够的刚度 Lp/]iZ@
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 *K\/5Fzl
r).S/
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 Z)(C7,Xu
x2TCw
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 L*VGdZ
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 cj<j*(ZZ
z|yC [Ota
3. 机体结构有良好的工艺性. GRj{*zs
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. |^@TA=_
VG\ER}s&P
4. 对附件设计 G\IH
b
|
A 视孔盖和窥视孔 8DLMxG
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 66%kq[
B 油螺塞: ^IM;D)X&:
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。 15gI-Qb
C 油标: FUm-Fp
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 =N
n0)l
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. gzHjD-g-<
$0K9OF9$
D 通气孔: :/Nz' n
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. J]|-.Wv1
E 盖螺钉: QkzPzbF"
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 x<=+RYz#^:
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. JX/rAnc@
F 位销: KFC zf_P!
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. GI7CZ
G 吊钩: ;LH?Qu;e
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. AC(}cMM+
mnXaf)"
减速器机体结构尺寸如下: T.W/S0#j3
2&!G@5
名称 符号 计算公式 结果 D9c8#k9Y.
箱座壁厚 10 WohK,<Or
箱盖壁厚 9 )WEyB~'o
箱盖凸缘厚度 12 >1mCjP
箱座凸缘厚度 15 m&|?mTo>m
箱座底凸缘厚度 25 0 x"3
地脚螺钉直径 M24 Q:kpaMA1P
地脚螺钉数目 查手册 6 )kgy L,9
轴承旁联接螺栓直径 M12 K#F~$k|1B
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 I[<C)IG
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 Vv=d*
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 fX} dh9
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 o&LNtl;
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 S)$ES6]9/
22 KY"W{D9ib
18 ^X0<ZI
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 /2?GRwU~P
16 &g@?{5FP
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 2J|Yc^b6
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 R^_/iy
齿轮端面与内机壁距离 > 10 /k}vm3
机盖,机座肋厚 9 8.5 Z^`>;n2
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) Yw+_( 2
9=
150(3轴) O,xU+j~)
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) tM]qR+
150(3轴) Z10#6v
}e9:2
11. 润滑密封设计 O-bC+vB]M
W/{HZ< :.
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. o $p*C
油的深度为H+ (h|l$OL/
H=30 =34 ,n~H]66n
所以H+=30+34=64 7ktf =Y
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 Alp9]
0(
zj`!ZY?fv
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 0ltq~K
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 -Vt*(L
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 ,p>=WX
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 !>;p^^e
J0lTp /
12.联轴器设计 0sk*A0HX-
PS!f&IY}[.
1.类型选择. WQ =C5^u
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 eH=lX9
2.载荷计算. AVi
w}Y
J
公称转矩:T=95509550333.5 zn>*^h0B
查课本,选取 Uq0RJ<n
所以转矩 . v0 .wG
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 )aOg_*~
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm x"5/1b3aq
Bk>Ch#`Bw
四、设计小结 gn#4az3@e>
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。 {&"rv<p
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。 Qy5\qW'
五、参考资料目录 do7 [Nj
[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; *#+XfOtF
[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; Iz!Blk
[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; qnv9?Xh
[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; R.*KaCA
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 u0#q)L8
[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; l)HF4#Bs
[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。