机械设计基础课程设计任务书 77Dn97l)&
g7H(PF?
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 U K!(G
<P_-s*b
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) MQ2}EY*A
2^7`mES
目 录 HRA|q
F^:3?JA_
一 课程设计书 2 ?J0y|
!nnC3y{G
二 设计要求 2 ob]w;"
R|(a@sL
三 设计步骤 2 \FaP|28h
ih3n<gXF
1. 传动装置总体设计方案 3 ?r4>" [
2. 电动机的选择 4 ^\m![T\bX
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 !N^@4*
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 }SZd
5. 设计V带和带轮 6 d=/F}yP~?s
6. 齿轮的设计 8 +}AI@+
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 dZuOrTplA
8. 键联接设计 26 z1a7*)8P
9. 箱体结构的设计 27 $??I/6
10.润滑密封设计 30 n$R)>nY
11.联轴器设计 30 A#,ZUOPGH
c+ie8Q!
四 设计小结 31 .xkM.g4{~
五 参考资料 32 8ao _i=&x
#'}*dy/
一. 课程设计书 sLk-x\P]|
设计课题: DY*N|OnqJ
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 ]?4hyN
表一: |.dRily+
题号 6S#Cl>v
l[J8!u2Xp
参数 1 i6Gu@( 8Q
运输带工作拉力(kN) 1.5 /-s6<e!
运输带工作速度(m/s) 1.1 cMIEtK`
卷筒直径(mm) 200 Z_NCD`i;
xIn:ZKJ'
二. 设计要求 K=&>t6s<
1.减速器装配图一张(A1)。 \U_@S.
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 y();tsWqc
3.设计说明书一份。 /9X7A;O
-?a 26o%e
三. 设计步骤 j8gdlIx
1. 传动装置总体设计方案 iy"*5<;*DD
2. 电动机的选择 '+
?X
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 mE[y SrV
4. 计算传动装置的运动和动力参数 O/LXdz0B
5. “V”带轮的材料和结构 G~m<;
6. 齿轮的设计 ssL\g`xe
7. 滚动轴承和传动轴的设计 :Dp0?&_
8、校核轴的疲劳强度 Bbc^FHip
9. 键联接设计 wIgS3K
10. 箱体结构设计
lhJ'bYI
11. 润滑密封设计 unxqkU/<Z
12. 联轴器设计 FI.\%x
AZ<=o
1.传动装置总体设计方案: xz]~ jL@-]
6u%&<")4HP
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 pCG}ZKa
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, /wv0i3_e
要求轴有较大的刚度。 '"Nr, vQo
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。 m {}Lm)M
其传动方案如下: jiGTA:v
y7<|_:00
图一:(传动装置总体设计图) Wn6Sn{8W{
Gm`8q}<I
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 l-3~K-k<@
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 xD 7]C|8o
传动装置的总效率 *WZA9G#V5
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; Rb;'O89Hj@
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, @VI@fN
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, 8EYkQ
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 ^rz_f{c]-
N>E_%]C h
2.电动机的选择 i~72bMwsA
p4QU9DF
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, FTldR;}(
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, }B^tL$k
则总传动比合理范围为i=6~24,电动机转速的可选范围为n=i×n=(6~24)×105=630~2520r/min。 z9"U!A4
iRBfx
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比, X-/]IHDN
UZ";a453r
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 mZBo~(}
@+DX.9
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 3$/IC@+
g{LP7D;6
MfkZ
方案 电动机型号 额定功率 A(X KyEx
P ~Gw*r\\+
kw 电动机转速 #z42C?V
电动机重量 a.Vuu)+Quw
N 参考价格 <Z$J<]I
元 传动装置的传动比 m+9#5a-
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 SWLo|)@[/
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 q\)-BXw:
Zd&S@Z
中心高 kT=8e;K
外型尺寸 2zpr~cB=
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 ,,TnIouy
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 P~dcW
7[7"A
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 6B-16
`h;[TtIX4
(1) 总传动比 .C(tMF]D,
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 AwN!;t_0+N
(2) 分配传动装置传动比 n !(F, b
=× .^.z2
e
式中分别为带传动和减速器的传动比。 nFn5v'g
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 pk~WrqK}
4.计算传动装置的运动和动力参数 w
= KPT''!
(1) 各轴转速 >d6| ^h'0
==1440/2.3=626.09r/min
7Lt)nq-b
==626.09/5.96=105.05r/min 4P0}+
(2) 各轴输入功率 %znc##j)q
=×=3.05×0.96=2.93kW 2pAW9R#UV-
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW W!<U85-#S
则各轴的输出功率: PW4q~rc=:
=×0.98=2.989kW ;rS{:
=×0.98=2.929kW SAz
各轴输入转矩 aDCwI :Li(
=×× N·m I_BJH'!t
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· W>LR\]Ti@
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m =lC7gS!U
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m /O9EQ Pm(
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m +h$
9\
=×0.98=242.86N·m m kexc~l
运动和动力参数结果如下表 @WB@]-+J
T
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min ,vDbp?)'U
输入 输出 输入 输出 ##{taR8
电动机轴 3.03 20.23 1440 y)*RV;^
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 <uJ@:oWG7
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 ctUp=po
Y$zSQ_k;U
5、“V”带轮的材料和结构 pXUSLs
确定V带的截型 A=4OWV?
工况系数 由表6-4 KA=1.2 9B4&m|g
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 #1[u(<AS
V带截型 由图6-13 B型 Je{ykL?N
ME dWLFf
确定V带轮的直径 Ls%MGs9PI
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm #b`ke/P
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s u4j5w
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm b]y2+A.n
M?qy(zb
确定中心距及V带基准长度 M`>E|"<
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 % `3jL7|
360<a<1030 fIF8%J ^3
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm kP"9&R`E
:%.D78&
初定V带基准长度 7L??ae
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm =Uh$&m
Jb(H %NJ
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm #S(Hd?34,
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm KSvE~h[#+
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 <qSC#[xu
wbHb;]
确定V带的根数 OCUr{Nh
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw 0mnw{fE8_
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 G?ZXWu.
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 /\Ef%@
带长修正系数 由表6-2 KL=1 Z7#+pPt!
/ouPg=+Nl
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 ,'+kBZOv
. ^u,.
取Z=2 xmG<]WF>E
V带齿轮各设计参数附表 -%~4W?
NgwbQ7)
各传动比 VnzZTGs
9FvFhY
V带 齿轮 G"6 !{4g
2.3 5.96 g{Rd=1SK]
hc1N~$3!G
2. 各轴转速n Rv=YFo[B
(r/min) (r/min) G3 m Z($y
626.09 105.05 "zc l|@
s S
Mh`4'
3. 各轴输入功率 P 0erNc'e
(kw) (kw) nu^436MSOa
2.93 2.71 )7d&NE_
>Q/Dk7 #
4. 各轴输入转矩 T ebq4g387X
(kN·m) (kN·m) }#J/fa9
!
43.77 242.86 :Al!1BJQ
2|,VqVb
5. 带轮主要参数 Bwrx *J
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) =vPj%oLp'a
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 So;<6~
带的根数z *#2h/Q.
160 368 708 2232 B 2 GVz6-T~\>
ibw;}^m(
6.齿轮的设计 )1z@
q| 7(
(一)齿轮传动的设计计算 ':q p05t
GB^B r6
齿轮材料,热处理及精度 edD)TpmE,
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 so;
]&
(1) 齿轮材料及热处理 CAlCDfKW}
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 [?gP; ,
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 Lr+$_ t}r
② 齿轮精度 Y@v>FlqI{
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 =%7-ZH9
+mPx8P&%
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 t7pFW^&
按齿面接触强度设计 Fu~j8K
0"R|..l/
确定各参数的值: :]"V-1#}
①试选=1.6 IgzQr >
选取区域系数 Z=2.433 E$e5^G9
Smh,zCc>s
则 rjP/l6
~'
②计算应力值环数 F{wzB
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) yu|>t4#GT
=1.4425×10h JT?h1v<H]
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) eE Kf|I
③查得:K=0.93 K=0.96 N+|d3X!
④齿轮的疲劳强度极限 xo)P?-
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: ]|@^1we
[]==0.93×550=511.5 <v2;p}A
pCDmXB
[]==0.96×450=432 _{>vTBU4F
许用接触应力 3q.q
YX
K"6vXv4QO
⑤查课本表3-5得: =189.8MP Mt$
*a
=1 TC('H[
]
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 Sdo-nt
=4.47×10N.m V9vTsmo(
3.设计计算 $qiya[&G4
①小齿轮的分度圆直径d Sz~OX6L
U:`Kss`
=46.42 ~u{uZ(~
②计算圆周速度 &m3lXl
1.52 wkq 66?
③计算齿宽b和模数 NbobliC=
计算齿宽b =]t|];c%
b==46.42mm 4*L_)z&4;
计算摸数m D9df=lv
mD
初选螺旋角=14 H\
% 7%
= J,hCvm
④计算齿宽与高之比 EnR}IY&sI
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 R-:2HRaA
=46.42/4.5 =10.32 {ax:RUQxy
⑤计算纵向重合度 b}f~il
=0.318=1.903 Dv"9qk
⑥计算载荷系数K ]d]]'Hk
使用系数=1 [
3Gf2_
根据,7级精度, 查课本得 7v kL1IA
动载系数K=1.07, 0[`^\Mv4y
查课本K的计算公式: _#niyW+?~
K= +0.23×10×b 0@(&eH=
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 |>Vb9:q9Po
查课本得: K=1.35 $`c:&
查课本得: K==1.2 uZ5p#M_
故载荷系数: hM{bavd
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 PsYpxNr
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 eavV?\uV%
d=d=50.64 zda 3
,U2o
⑧计算模数 \G[$:nS
= =&]L00u.
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 @- xjfC\d
由弯曲强度的设计公式 Ey2^?
≥ 8Wx=p#_
DrR@n~
⑴ 确定公式内各计算数值 ,2q-D&)\Z
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m L#J1b!D&<6
确定齿数z Za9qjBH
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 uYN`:b8
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 *T/']t
Δi=0.032%5%,允许 Z~CjA%l
② 计算当量齿数 ~ a:
z=z/cos=24/ cos14=26.27 D^O@'zP=At
z=z/cos=144/ cos14=158 u[YGm:}
③ 初选齿宽系数 %Zi} MPx
按对称布置,由表查得=1 }OUt sh ]y
④ 初选螺旋角 e=
AKD#
初定螺旋角 =14 fex@,I&
⑤ 载荷系数K YWLj?+
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 3u=g6W2 F
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y u_enqC3
查得: SU0
hma8
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 N)T}P\l
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 ]DcFySyv
X8|,
⑦ 重合度系数Y i@yC-))bY
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 CZ;6@{ o
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 UNYqft4
=14.07609 &ncvGDGi
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 L,\Iasv
⑧ 螺旋角系数Y }7Uoh(d
轴向重合度 =1.675, r@V!,k#S
Y=1-=0.82 ^W^OfY
;pAK_>
⑨ 计算大小齿轮的 V88p;K$+
安全系数由表查得S=1.25 eFgA 8kY)
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 occ7zcA
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 G\i9:7 `
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 Tk}]Gev
查课本得到弯曲疲劳强度极限 A^g(k5M*
小齿轮 大齿轮 8LKiS
&
21%zPm
查课本得弯曲疲劳寿命系数: e+WNk
2
K=0.86 K=0.93 7#Ft|5$~q
>Tgv11[
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 a(nlTMfu
[]= -RwE%cr
[]= 0B2t"(&
4RO}<$Nx}
?`s8 pPc4
大齿轮的数值大.选用. 9{l}bu/u
G{}VPcrbC
⑵ 设计计算 RZLq]8pM
计算模数 o/E >f_k[
M3\AY30L
XS#Qu=,-
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: b6bHTH0
';CNGv -
z==24.57 取z=25 Y2AJ+
|
[0!( xp^
那么z=5.96×25=149 %b$>qW\*&
ZK,G v
② 几何尺寸计算 j#|ZP-=1_
计算中心距 a===147.2 4?kcv59
将中心距圆整为110 oA
1yIp
e'~3oqSvR
按圆整后的中心距修正螺旋角 }bxs]?OW>
r!v\"6:OM
=arccos (PLUFT
aE8VZ8tvq
因值改变不多,故参数,,等不必修正. y29m/i:
Q &8-\
计算大.小齿轮的分度圆直径 e~OpofJNb
Jy)/%p~
d==42.4 V3Bz
Mw\9r
>4TO=i
d==252.5 /~1+i'7V.,
5BIY<B+i
计算齿轮宽度 }BEB1Q}L
_a, s
)
B= m67V_s,7B
yi[x}ffdE
圆整的 #!=tDc
&
97Vtn4N3
大齿轮如上图: W/N7vAx X
).O)p9
}MySaL>
&]Tmxh(
7.传动轴承和传动轴的设计 0-gAyiKx?
5P bW[
1. 传动轴承的设计 4g/dP^
*~`(RV
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 :FF=a3/"6
P1=2.93KW n1=626.9r/min gGYKEq{j(
T1=43.77kn.m JF]JOI6.e
⑵. 求作用在齿轮上的力 (Ld i|jL
已知小齿轮的分度圆直径为 kZ~~/?B
d1=42.4 ib m4fa
而 F= xdPx{"C
3
F= F S:}7q2:
4H/OBR
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N _1^'(5f$
f);FoVa6
Ri'n
pg.%Pdr<$
⑶. 初步确定轴的最小直径 tPvpJX6kP
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 NK+o1
%<5'=t'|-U
gw(z1L5
n
%O<BfIZ
从动轴的设计 1C.VnzRnJ
WIOV2+
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, _F{C\}
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M #ob/p#k
⑵. 求作用在齿轮上的力 pAEx#ck
已知大齿轮的分度圆直径为 ?2a $*(
d2=252.5 INf&4!&h
而 F= L];b<*d
F= F ESs\O?nO
Vl]>u+YqE
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N YIE<pX4Q7)
P>L +t`'
$>gFf}#C
zDp 2g)
⑶. 初步确定轴的最小直径 49P4b<1
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 8t`?#8D}
B!yr!DWv
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 9L9sqZUB
查表,选取 V]&\fk-{
q4q6c")zp
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 SuznN
L=/$
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 NI5``BwpO
$(
)>g>%
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 g0
[w-?f
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 l%ZhA=TKQ
l,
wp4Ll
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. Bq>m{
67TwPvh
D B 轴承代号 u-TUuP
45 85 19 58.8 73.2 7209AC Y7nvHU|+o
45 85 19 60.5 70.2 7209B B *vM0
50 80 16 59.2 70.9 7010C VpUAeWb
50 80 16 59.2 70.9 7010AC %\DX#.
+"(jjxJm
,[Fb[#Qqb
*=n:-
Qd6F H2Pl
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的
xPgBV~
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm, g>sSS8RO
③ 取安装齿轮处的轴段d=58mm;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取L=72. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,d=65.轴环宽度,取b=8mm. zQA`/&=Y
Je@v8{][|
④ 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取l=50. P4?glh q#
⑤ 取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, }Lv;!
高速齿轮轮毂长L=50,则 23?rEhKe
y]imZ4{/
L=16+16+16+8+8=64 :EH=_"
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. t
Pf40`@
6RM/GM
5. 求轴上的载荷 1cGmg1U;
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, ~Z+%d9ode
查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. 3F0 N^)@
]?)TdJ`
2%>FR4a
K#xvu1U
Zov~B-Of:
b\ PgVBf9
)i<j XZ:O
m4& /s
2Hdu:"j
b2]Kx&!
^GX)Z~
传动轴总体设计结构图: |' .
*J{+1Ev~$p
P_dJZ((X
L(o15
(主动轴) ~4"dweu?
U3kyraj
4sM.C9W
从动轴的载荷分析图: }i2V.tVB-
bxWa oWE0
6. 校核轴的强度 <| &Npd'
根据 Q &t<Y^B
== L]Mo;kT<Q
前已选轴材料为45钢,调质处理。 v@Ox:wl>
查表15-1得[]=60MP SB7c.H,
〈 [] 此轴合理安全 I l.K"ll
Gc!x|V;T
8、校核轴的疲劳强度. _~pbqa,
⑴. 判断危险截面 " Jr-J#gg
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. ^t"'rD-I
⑵. 截面Ⅶ左侧。 uGt-l4
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 Sc
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 Tf)*4O4@'
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 _
J[
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 BZxvJQ
截面上的弯曲应力 :L;a:xSpn=
y?:.;%!E
截面上的扭转应力 JCaOK2XT;
== 4X$Qu6#i
轴的材料为45钢。调质处理。 05k0n E
由课本得: N&pCx&
%IRi1EmN8
因 '\GbmD^F
经插入后得 Dxxm="FQZ
2.0 =1.31
Z<phcqEi8
轴性系数为 j5ve2LiFV%
=0.85 km40qO@3
K=1+=1.82 Uwi7)
K=1+(-1)=1.26 E!#WnSpnK
所以 ]fD}
^s3G
f
{"?%Ku#
综合系数为: K=2.8 ~nPtlrQa#*
K=1.62 %[yJ4WL
碳钢的特性系数 取0.1 9E tz[`|
取0.05 B]$GSEB
安全系数 &M'*6A
S=25.13 2Gdd*=4z
S13.71 )/EO&F
≥S=1.5 所以它是安全的 A4ygW:
截面Ⅳ右侧 rt|7h>RQ
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 F/A|(AH'
veRm2LSP
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 l (%1jC8
1r7y]FyH$
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 l \?c}7k
OC:T
O|S:4
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 |&[EZ+[
截面上的弯曲应力 "}JZU!?
截面上的扭转应力 VYhbx
'e
==K= !3v1bGk
K= So
5N5,u@=
所以 U3:j'Su4H?
综合系数为: #!m.!?
O
K=2.8 K=1.62 w'3iY,_ufC
碳钢的特性系数 Z`BK/:vo3H
取0.1 取0.05 -Vhw^T1iV
安全系数 0C*7K?/
S=25.13 8Bg;Kh6B
S13.71 X~i<g?]
≥S=1.5 所以它是安全的 i2^>vYCsl
0P(!j_2m
9.键的设计和计算 Yir
[!{
W 8!Qv8rf
①选择键联接的类型和尺寸 H$KTo/
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键. S/I /-Bp~
根据 d=55 d=65 ^<-+@v*
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 3<zp
b=20 h=12 =50 ;]jNk'oa
lUiL\~Gq
②校和键联接的强度 1&o|TT/
查表6-2得 []=110MP SC])?h-Fw
工作长度 36-16=20 ]]juN
50-20=30 63~
E#Dt4
③键与轮毂键槽的接触高度 "2T#MO/
K=0.5 h=5 5Zva:
K=0.5 h=6 uL/m u<
由式(6-1)得: bD8Gwi=iiu
<[] E`k@{*Hn&
<[] .q 3/_*
两者都合适 <kd1Nrr!p
取键标记为: [=]4-q6UN
键2:16×36 A GB/T1096-1979 FtC^5{V+V
键3:20×50 A GB/T1096-1979 8&Y^""#e)
10、箱体结构的设计 [,KXze_m
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, R+,u^;\
大端盖分机体采用配合. :Qf '2.h)
9,'ncw$/C
1. 机体有足够的刚度 NL0n009"c$
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 'anG:=
Sa`Xf\
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 *``JamnSO
5j-YM
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 e,XYVWY%
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 +V^;.P</
M_w<m
3. 机体结构有良好的工艺性. t\j*}# S
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. VD]zz
^
JO"<{ngsQ
4. 对附件设计 Q7COQ2~K
A 视孔盖和窥视孔 l/
;
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 fn6J*[`
B 油螺塞: \qK&q
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。 yw3$2EW
C 油标: .JiziFJ@mj
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 g]yBA7/S"
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. ^J8lBLqe
4u47D$=
D 通气孔: :e%Pvk
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. &&RimoIeo
E 盖螺钉: WYYa/,{9.
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 "djw>|,N<
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. W$2C47i
F 位销: KC#q@InK
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. 4G>H
G 吊钩: dIBE!4 V[
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. w+E,INdi
nl,uuc*;
减速器机体结构尺寸如下: o\pVp bB
]Y8<`;8/
名称 符号 计算公式 结果 aC.~&MxFC
箱座壁厚 10 t#pS{.I
箱盖壁厚 9 f|lU6EkU
箱盖凸缘厚度 12 !|S43i&p
箱座凸缘厚度 15 j578)!aJ
箱座底凸缘厚度 25 >!1.
地脚螺钉直径 M24 ~-J]W-n
地脚螺钉数目 查手册 6 `LE6jp3,
轴承旁联接螺栓直径 M12 C"T;Qp~B
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 r_6ZO&
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 u'W8;G*~
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 krvp&+uX
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 ouFYvtF g
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 g:dH~>
22 NI
[
pp`
18 R1GEh&U{
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 }m;,Q9:+m^
16 T7u%^xm
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 t+iHQfuP9A
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 >P@H#=
齿轮端面与内机壁距离 > 10 TS9|a{j3!
机盖,机座肋厚 9 8.5 =i*;VFc
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) m6CI{Sa](l
150(3轴) O7<]U_"I
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) .QJ5sgmh
150(3轴) 8Sh54H
L(-b@Joh
11. 润滑密封设计 O-I[igNl
ZR?yDgL
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. Ww%=1M]e-
油的深度为H+ ?ztkE62t
H=30 =34 &NK,VB;
所以H+=30+34=64 (#RHB`h5
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 6ne7]RY
9:1Q1,-i!-
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 z hRB,1iG
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 k!HK 97qA
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 8'nVwb8I
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 SY^t} A7:/
0ANZAX5
12.联轴器设计 Xudg2t)+K
ua]o6GlO
1.类型选择. $gy*D7
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 ve/<=IR
Zo
2.载荷计算. u!X|A`o5i
公称转矩:T=95509550333.5 48qV>Gwf
查课本,选取 2Mmz %S'd
所以转矩 (Dl$k Gn
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 xt%7@/hiE
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm
!0@Yplj
>eB\(EP
四、设计小结 G) 7;;
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。 M#VE ]J
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。 @EpIh&
五、参考资料目录 Q/_f
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[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; EzV96+
[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; db6b-Y{
[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; OJ$]V,Z00x
[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; V'T ,4
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 t&CJ%XP
[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; af+IP_6
.
[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。