机械设计基础课程设计任务书 Prr<:q
k :af
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 ZfMJU
ydBoZ3 }
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) \alRBH qE
9B<y w.
目 录 D<nTo&m_
C[wnor!
一 课程设计书 2 X8Gw8^t
0Wk}d(f
二 设计要求 2 M a_! 1Y
!dmI}<@&k
三 设计步骤 2 BEu9gu
)D(XDN
1. 传动装置总体设计方案 3 b7HS3NYk
2. 电动机的选择 4 3WaYeol`
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 pcL02W|J
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 JTdK\A>l
5. 设计V带和带轮 6 [7L1y) I(
6. 齿轮的设计 8 BYwG\2?~
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 7CNEP2}:R
8. 键联接设计 26 NjL,0Bp
9. 箱体结构的设计 27 w_e Las%
10.润滑密封设计 30 |L0 s
11.联轴器设计 30 ~D
5'O^
b8T'DY;~
四 设计小结 31 ,]Hn*\@p[c
五 参考资料 32 Lv#DIQ8y
DUY#RJf
一. 课程设计书 {s4:V=J
设计课题: pH)V:BmJ
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 2<U5d`
表一: #|2w^Kn
题号 Le#bitp
t3G%}d?
参数 1 2 }+V3/
运输带工作拉力(kN) 1.5 Y#C=ku
运输带工作速度(m/s) 1.1 +5 @8't
卷筒直径(mm) 200 d0IHl!X
9KD2C>d<
二. 设计要求 c_&iGQ
1.减速器装配图一张(A1)。 8(&C0_yD
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 C{+~x@
3.设计说明书一份。 |PTL!>ym2
BL,YJM(y
三. 设计步骤 [+>$'Du
1. 传动装置总体设计方案 fE7[Sk
2. 电动机的选择 N\ GBjr-d
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 R6CxNPRJ
4. 计算传动装置的运动和动力参数 OfY>~d
5. “V”带轮的材料和结构 yn4Xi@9Pri
6. 齿轮的设计 D55dD>
7. 滚动轴承和传动轴的设计 P}JA"V&
8、校核轴的疲劳强度 Y{um1)k
9. 键联接设计 >.QD:_@:
10. 箱体结构设计 JFl@{6c
11. 润滑密封设计 c\"oj&>A
12. 联轴器设计 zgqe@;{
4ILCvM
1.传动装置总体设计方案: RG #
)7[>/2aGd
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 0M-Zp[w\-
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, (F~eknJ
要求轴有较大的刚度。 c:hOQZ
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 1% EIP-z
其传动方案如下: 's!EAqCN
) Q]kUG#`
图一:(传动装置总体设计图) OZ$u&>916
Ku 56TH!Py
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 e#SNN-hKsJ
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 !j(v-pQf"
传动装置的总效率 `{8Sr)
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; i#&]{]}Qv
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, k
h#|`E#,
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, N]} L*o&
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 ;sCX_`t0E
2t/ba3Rfk
2.电动机的选择 .K;*uq:0
P[aB}<1f0
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, 1,9RfY V
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, jHTaG%oh
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。 %\Ig{Rj;
D("['`{
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, XOVZ'V
"kVN|Do
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 5qR76iH)/
Z9 }qds6 y
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 =}u;>[3
}a-ikFQ]
I)O%D3wfMW
方案 电动机型号 额定功率 IcI y
P v #IC
kw 电动机转速 cSoZq4
电动机重量 el5F>)
N 参考价格 9F ).i
元 传动装置的传动比 !\RR UH*
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 ]oXd|[G
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 uA*Op45
5/>G)&
中心高 %`-NWAXL
外型尺寸 +!'6: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 Td
X6<fVV
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 Ed.~9*m
XZJ }nXy
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 |`E\$|\p
N
y7VIh|
(1) 总传动比 0 l
G\QT
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-7^$
(2) 分配传动装置传动比 K;gm^
=× c|hKo[r)
式中分别为带传动和减速器的传动比。 pJK puoiX
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 6EP5n
4.计算传动装置的运动和动力参数 KvkiwO(
(1) 各轴转速 nLJ]tpw^DH
==1440/2.3=626.09r/min 0'c<EJ
==626.09/5.96=105.05r/min H /*^$>0Uo
(2) 各轴输入功率 <),FI <~
=×=3.05×0.96=2.93kW }us%G&A2u
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW {- 7T\mj
则各轴的输出功率: W5EB+b49KM
=×0.98=2.989kW C Vyq/X
=×0.98=2.929kW `61VP-r
各轴输入转矩 #oJ9BgDry
=×× N·m 3Akb|r
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· 2gg5:9
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m >=r094<
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m J[RQF54qA{
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m !@%m3)T8
=×0.98=242.86N·m ].7)^
运动和动力参数结果如下表 5 S7\m5
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min x]Nq|XK
输入 输出 输入 输出 #0hX)7(j
电动机轴 3.03 20.23 1440 .ye5;A}
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 8.'%wOU@A
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 y85GKysT
u` R
5、“V”带轮的材料和结构 Z:u7`%
确定V带的截型 s:i$ s")
工况系数 由表6-4 KA=1.2 kplyZ
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 fW <qp
V带截型 由图6-13 B型 9iUkvnphh
"otP^X.
确定V带轮的直径 k0{Mq<V*%
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm =Q[5U9
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s \
Lrg:
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm y3))I\QT
q71Tg
确定中心距及V带基准长度 pc:~_6S
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 $NT{ssh
360<a<1030 +wS?Z5%mU
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm Y[
a$~n^:n
li$(oA2
初定V带基准长度 CP["N(fF
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm :&9#p%/
=cX&H
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm s)8g4Yc*
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm _u]Wr%D@
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 {CYFM[V
l2X'4_d
确定V带的根数 87r#;ND
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw `:R8~>p
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 u2@:[:Ao
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 Ycn*aR2
带长修正系数 由表6-2 KL=1 xpRQ"6
6psK2d0
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 Jd7+~isu~
o3qBRT0[R
取Z=2 P)7SK&]r;=
V带齿轮各设计参数附表 j@&F[ r
cQA;Y!Q#
各传动比 Ro$l/lXl8t
cK1r9ED|
V带 齿轮 ikw_t?
2.3 5.96 bX=A77
BJB'o
2. 各轴转速n @'7'3+ c
(r/min) (r/min) (wo.OH
626.09 105.05 3l-8TR
6zaO$
3. 各轴输入功率 P :BNqr[=b
(kw) (kw) Nd%,V
2.93 2.71 7??+8T#n*
>E^sZmY[f-
4. 各轴输入转矩 T s1?N&t8c
(kN·m) (kN·m) mXAX%M U
43.77 242.86 PI)lJ\
)8!""n~
5. 带轮主要参数 K\,)9:`t
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) _RST[B.u6
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 S)>L 0^M1
带的根数z ?|w>."F
160 368 708 2232 B 2 es6!p 7p?
Z[[qW
f
6.齿轮的设计 x32hO;
9B{,q6
(一)齿轮传动的设计计算 v8I&~_b
>DP9S@W
齿轮材料,热处理及精度 %7xx"$P:R
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 2ed$5.D
(1) 齿轮材料及热处理 AD_")_B|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 HcavA{H
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 5N@k9x
② 齿轮精度 ;%0$3a
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 sC(IeGbX
W.'#pd
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 N^*%{[<5
按齿面接触强度设计 X3-pj<JLY
*:{s|18Pj
确定各参数的值: wDVKp['
①试选=1.6 {P&{+`sov
选取区域系数 Z=2.433 V|13%aE_v
"jb`KBH%"
则 TWZ**S-
②计算应力值环数 "v@Y[QI
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) Ub2t7MU
=1.4425×10h >-*rtiE
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) 1hp`.!3]H
③查得:K=0.93 K=0.96 2!Yq9,`
④齿轮的疲劳强度极限 ]w`)"{j5m
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: ikX"f?Q;S2
[]==0.93×550=511.5 o$;t
^~9fQJNs
[]==0.96×450=432 q^; SZ^yW5
许用接触应力 6<u=hhL
-K eoq
⑤查课本表3-5得: =189.8MP dWqKt0uh!
=1 mvgsf(a*'
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 d,8L-pT$FM
=4.47×10N.m ZP~Mgz{f
3.设计计算 [
R
①小齿轮的分度圆直径d X6)%2TwO
3qujz)o
=46.42
U*(/eEtd-
②计算圆周速度 9:
N[9;('
1.52 Q6)Wh6Cm
③计算齿宽b和模数 BbsgZ4
计算齿宽b o@:${>jw
b==46.42mm _N)/X|=~s
计算摸数m !IF]P#
初选螺旋角=14 d!0iv'^ t
= ~tx|C3A`d
④计算齿宽与高之比 ])OrSsV}
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 v=5H,4UMA
=46.42/4.5 =10.32 7+
+Fak
⑤计算纵向重合度 C# zYZ JZ
=0.318=1.903 |ecK~+
⑥计算载荷系数K &n$kVNE
使用系数=1 -UY5T@as
根据,7级精度, 查课本得 ,2oF t\`.r
动载系数K=1.07, 6<1
2j7
查课本K的计算公式: $~7uDq
K= +0.23×10×b mxD]`F
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 [x{z}rYH
查课本得: K=1.35 " GRR,7A
查课本得: K==1.2 idsBw!DB
故载荷系数: Znr6,[U+q
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 ,Tp:. "
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 :m.6a4vx
d=d=50.64 BOt1J_;(rO
⑧计算模数 `A\,$(q+
= W4Z8U0co
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 4.Kl/b;
由弯曲强度的设计公式 'h}(> %
≥ o8 _))
t57MKDn
⑴ 确定公式内各计算数值 0JT"Pv_
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m {%wF*?gk
确定齿数z uA-1VwW+N
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 tTEw"DL_-
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 #`]`gNB0Yg
Δi=0.032%5%,允许 '+EtnWHs
② 计算当量齿数 21k,{FB'?
z=z/cos=24/ cos14=26.27 K g6hySb
z=z/cos=144/ cos14=158 [#@\A]LO
③ 初选齿宽系数 f/7on|bv
按对称布置,由表查得=1 *kYJwO^
④ 初选螺旋角 srlxp_^
初定螺旋角 =14 b :WA}x V
⑤ 载荷系数K 8:t!m>(*
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 rEHlo[7^
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y :o3>
查得: &?[g8A
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 a =
*'
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 p!>5}f6
_D 9/,n$
⑦ 重合度系数Y o5B]? ekpq
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 v6U Gr4
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 Q~R% |Q{&
=14.07609 %1mIngW=g
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 _V`F_C\\#
⑧ 螺旋角系数Y XX7zm_>+
轴向重合度 =1.675, MgO_gFr
Y=1-=0.82 A)#w~ X4
~xLo0EV"
⑨ 计算大小齿轮的 %W}YtDf\
安全系数由表查得S=1.25
F/SYmNp
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 R$h
B9BK
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 F MX^k
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 iE0x7x P_
查课本得到弯曲疲劳强度极限 \@[Y~:
小齿轮 大齿轮 Sx:JuK@
P5KpFL`B
查课本得弯曲疲劳寿命系数: P b-4$n2c
K=0.86 K=0.93 E4$y|Ni"
qTrM*/m:]L
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 5BJn_<
[]= CKnPMvmz
[]= 1B#iJZ}
U5
ia| V
9Y:Iha`$w
大齿轮的数值大.选用. Avww@$
Cxd^i
⑵ 设计计算 uZM%F)
计算模数 <a&w$Zc/
%Rt
5$+dNT
+~>cAWZq_
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: llN/
D GL=\
z==24.57 取z=25 n-9a0_{k
pocXQEg$]
那么z=5.96×25=149 \_(|$Dhq
.6!cHL3ln
② 几何尺寸计算 :q >)c]
计算中心距 a===147.2 ]eUD3WUe>q
将中心距圆整为110 OI_Px3)
y
N\"Hf=Y(~
按圆整后的中心距修正螺旋角 *JRM(V+IEv
SdF+b+P]
=arccos )<%CI#s#
QFK'r\3pU
因值改变不多,故参数,,等不必修正. Q4Nut
N1}r%!jk/
计算大.小齿轮的分度圆直径 foUBMl
O1@3V/.Wu
d==42.4 PWeWz(]0Z4
. HN4xL
d==252.5 D9 Mst6
s{OV-H
计算齿轮宽度 *~~J1.ja>
I s|_
B= Ey.%:
O-Dv
Scug
wSB
圆整的 X(O:y^sX}
a ]:xsJ~
大齿轮如上图: _%3p&1ld
c'XSs
i%GiWanG
2%v6h
7.传动轴承和传动轴的设计 guVuO
fRxn,HyV
1. 传动轴承的设计 n2dOCntN>
<00nu'Ex1v
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 g:.LCF
P1=2.93KW n1=626.9r/min r:PYAb=g
T1=43.77kn.m 62kA(F0e,
⑵. 求作用在齿轮上的力 mo9(2@~<
已知小齿轮的分度圆直径为 g\9&L/xDN
d1=42.4 }+}Cl T
而 F= ecx_&J@D
F= F bxPJ5oT
CfO{KiM(2
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N pI.~j]*:{
q6hH]Q>w*
PZvc4
VeqB/QX
⑶. 初步确定轴的最小直径 mq}UUk@
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 r"7PSJ
U\W$^r,
G0kF[8Am
<Qr*!-Kc6
从动轴的设计 &G[W$2`@
mML B?I
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, cuI&Q?+c}
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M =jA.INin4
⑵. 求作用在齿轮上的力 'f0R/6h\3s
已知大齿轮的分度圆直径为 oGyoU#z#
d2=252.5 c}!`tBTm
而 F= 6kMEm)YjT
F= F ?9 W2ax-4
EiP N44(
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N C^LxJG{L5
4jlwu0L+
V)4?y9xZv
Bio QV47B
⑶. 初步确定轴的最小直径 ~}/_QlX` K
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 Hq~SRc~
J7`;l6+Gb
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 NGRXNh+
查表,选取 8Ht=B,7T
1FG"Ak}D
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 APJFy@l}
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 /cVZ/"
yRDtPK"E-
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 6mIeV0Q'
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 g~(G P
nv(6NV
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. + rM]RFi
3g56[;Up?
D B 轴承代号 WRRR "Q$
45 85 19 58.8 73.2 7209AC D(&Zq7]n
45 85 19 60.5 70.2 7209B dtjb(*x
50 80 16 59.2 70.9 7010C DjiI*HLNR
50 80 16 59.2 70.9 7010AC "uj@!SEs`?
oA:`=f%\
]dV$H
I)9,
ar S@l<79
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 5Vdy:l
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, XWX]/j2jA
③ 取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm. EY.m,@{
gxJ12'
m
④ 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. w_;$ahsu~
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, +VJyGbOcC
高速齿轮轮毂长L=50,则 ynf!1!4
(]VY==t~
L=16+16+16+8+8=64 G)f!AuN=
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. ^rO!-
ZN&9qw*
5. 求轴上的载荷 iSfRo31
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, (dx~lMI
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. .eorwj]yb
-s7!:MB%g
3hEbM'L
" YOl6n
U7e2NES
9l |*E
f)V6VNW.3
}AiF 7N0
k'sPA_|
Mhb~wDQl
m;TekJXm
传动轴总体设计结构图: obv_?i1
X`-o0HG
7osHKO<?2
:QHh;TIG=<
(主动轴) T-x9IoE
?k@;,l :s
&Z9rQH81f>
从动轴的载荷分析图: DK'S4%;Sp
^&c &5S}
6. 校核轴的强度
ttt4h
根据 P?jI:'u!R.
== F}@]Lq+
前已选轴材料为45钢,调质处理。 W@%g_V}C*
查表15-1得[]=60MP j0n.+CO-{
〈 [] 此轴合理安全 A!uiM*"W
IJ:JH=8
8、校核轴的疲劳强度. 0,8RA_Ca}
⑴. 判断危险截面 Adfnd
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. _fHj8-
s/
⑵. 截面Ⅶ左侧。 l&mY}k
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 }^b
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 aN6HO
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 xK5~9StP
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 9T1-{s
R
截面上的弯曲应力 )wdd"*hv
wS
>S\,LV
截面上的扭转应力 r]aI=w<(f
== F ^m;xy
轴的材料为45钢。调质处理。 ZXIz.GFy+
由课本得: TQ%F\@"
uU-1;m#N?
因 8.7lc2aX
经插入后得 r029E-
2.0 =1.31 ZqjLZ9?q
轴性系数为 &]A0=h2{P*
=0.85 Ka%#RNW
K=1+=1.82 6.[3N~pq
K=1+(-1)=1.26 ?N@[R];
所以 K(P.i^k
[dqh-7
综合系数为: K=2.8 $ERiBALN:
K=1.62 h}DKFrHW;-
碳钢的特性系数 取0.1 Q]$pg 5O
取0.05 <,U$Y>
安全系数 T{=&>pNK[
S=25.13 O.8k [Ht
S13.71 a(G}<
≥S=1.5 所以它是安全的 p9S>H
截面Ⅳ右侧 IABF_GwF
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 WYkh'sv >
CW.T`F
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 NK:! U
fP$rOJ)P
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 FchO
6O
%c8@
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 8==_43
截面上的弯曲应力 A8:eA
截面上的扭转应力 ~)6EH`-
==K= k-)Ls~#+
K= 10bv%ZX7
所以 o,@(]e~
综合系数为: +/" \.wYv
K=2.8 K=1.62 j[dgY1yE:
碳钢的特性系数 8`90a\t'Z
取0.1 取0.05 I<+:Ho=6
安全系数 p\.IP2+c
S=25.13 *9EW&Ek
S13.71 \m:('^\6o
≥S=1.5 所以它是安全的 "^Y zHq6
r@
!
9.键的设计和计算 0]^gT'
\5Y<UJKi
①选择键联接的类型和尺寸 rZ2cC#
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. %J1oz3n
根据 d=55 d=65 agQDd8 oX
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 iJCv+p_f
b=20 h=12 =50 =F
%lx[9Ye
Zq5~M bldh
②校和键联接的强度 )CgH|z:=b
查表6-2得 []=110MP
MT$)A:"
工作长度 36-16=20 fVdu9 l
50-20=30 91nw1c!
③键与轮毂键槽的接触高度 a>Zp?*9
K=0.5 h=5 P4+PY 8
K=0.5 h=6 MIh\z7gW
由式(6-1)得: !/=.~B
<[] ff~1>=^
<[] "b%FkD
两者都合适 QZ*gR#K]Sz
取键标记为: MIb[}w=
键2:16×36 A GB/T1096-1979 | IS$Om
键3:20×50 A GB/T1096-1979 t+{vbS0
10、箱体结构的设计 ;V?d;O4u
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, !%.=35NS@E
大端盖分机体采用配合. 7:<A_OLi
RaP,dR+P
1. 机体有足够的刚度 15r=d
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 'K#ndCGJ$
e*U6^Xex
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 FW|_8q?}<
4yjIR?
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 'g3T'2"`5
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 Wrh$`JC
1I)oT-~
3. 机体结构有良好的工艺性. <1
;pyw
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铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便.
|.L_c"Bc
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4. 对附件设计 <XN=v!2;
A 视孔盖和窥视孔 FYK`.>L28
在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 S5d
B 油螺塞: 7R# }AQ
放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 E%Ww)P
C 油标: =%c\<<]aV
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 +'nMy"j1
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. TPak,h(1
M|fV7g
D 通气孔: BRM!g9
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. |qz%6w=
E 盖螺钉: beSU[
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 Rd|8=`)
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. ZY@ntV?
F 位销: /bPs0>5
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. \ Ce*5h
G 吊钩: `uH7~ r^
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. b&dv("e
4
y*6/VSRkt4
减速器机体结构尺寸如下: xc\zRsY`
ge<D}6GQ
名称 符号 计算公式 结果 <HzL%DX
箱座壁厚 10 RBBmGZ
箱盖壁厚 9 lk[Y6yE
箱盖凸缘厚度 12 1X&jlD?
箱座凸缘厚度 15 h72CGA|
箱座底凸缘厚度 25 Z*Gf`d:
地脚螺钉直径 M24 C,GZ
地脚螺钉数目 查手册 6 fc9@l a
轴承旁联接螺栓直径 M12 DfP-(Lm)
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 7D4tuXUq2
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 Ak8Y?#"wz
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 ! Dj2/][
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 v"Ax'()
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 RS
l*u[fB
22 o]<9wc:FZ
18 &I[` .:NJ
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 6bLn8UT
16 :tI
F*pC
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 S#$Kmm
|
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 0;=-x"
齿轮端面与内机壁距离 > 10 9dBxCdpu
机盖,机座肋厚 9 8.5 ^YropzHZ4E
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) 4+s6cQ]S`
150(3轴) @un+y9m[C
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) Qh(X7B
150(3轴) \C h01LR"
f'H|K+bO
11. 润滑密封设计 n|LpM .
%yu =,J j
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. JXYZ5&[
油的深度为H+ 7B (%2
H=30 =34 -Ou.C7ol
所以H+=30+34=64 XWyP'\
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 ?%}!_F`h%
stBe ^C
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 fe,6YXUf
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 pDSNI2
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
2wHbhW[
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 j)6p>6
Xq&BL,lS
12.联轴器设计 Jk6}hUH,
%S}uCqcAK
1.类型选择. 9|#cjHf
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器
});Rjg
2.载荷计算. 2R.LLE
公称转矩:T=95509550333.5 E3]WRF;l
查课本,选取 Mjy:k|aY"
所以转矩 %&|
uT
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 $R1I(sJ
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm p2{7+m
;ryNfP%
四、设计小结 tmooS7\a
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。 U/QgO
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。 PD-&(ka.
五、参考资料目录 }|Mwv
$`
[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; G~YZ(+V%~
[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; '=n?^EPE3
[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; v#d\YV{I
[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; 9ziFjP+1
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 Y}N\|*ye-
[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; ~<m^
[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。