机械设计基础课程设计任务书 Ly/"da
#GT/Q3{C
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计
TB\#frG
;'NB6[x
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) :o?On/
u.x>::i&
目 录 v1<3y~'f
,]\L\ V
一 课程设计书 2 AK%`EsI^
(e6JI]tz{
二 设计要求 2 h7f&7v
4,!#E0
三 设计步骤 2 iyAeR!`
K[PH#dF5,x
1. 传动装置总体设计方案 3 qasbK:}
2. 电动机的选择 4 Z0s}65BR
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 QI'ul e
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 wZ6LiYiHl
5. 设计V带和带轮 6 vmm#UjwF3
6. 齿轮的设计 8 C|bnUN
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 FM$XMD0=
8. 键联接设计 26 Pp3<K649
9. 箱体结构的设计 27 WM$}1:O
10.润滑密封设计 30 Pky/fF7e
11.联轴器设计 30 @{3$H^
b(+M/O>I
四 设计小结 31 =7wI/5iN
五 参考资料 32 <]xGd!x$
9`VgD<?v
一. 课程设计书 0+%{1JkJq
设计课题: 6^y*A!xY
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 ]Qm$S5tU
表一: )0UVT[7
题号 9z6-HZG'~<
:6~Nq/hZB
参数 1 wO9|_.Z{
运输带工作拉力(kN) 1.5 "7}bU_" :s
运输带工作速度(m/s) 1.1 f]Z%,'1^
卷筒直径(mm) 200 :_V9Jwu
ui%B|b&&
二. 设计要求 k=!lPIx
1.减速器装配图一张(A1)。 KM
li!.(b
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。
KK$t3e)
3.设计说明书一份。 + 2v6fan
Yci>'$tQ
三. 设计步骤 9oBK(Sf@^
1. 传动装置总体设计方案 ~A^E_
2. 电动机的选择 4o?_G[
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 '0q.zzv|_
4. 计算传动装置的运动和动力参数 "g27|e?y
5. “V”带轮的材料和结构 36"-cGNr{
6. 齿轮的设计 4'u +%6+__
7. 滚动轴承和传动轴的设计 IlN: NS
8、校核轴的疲劳强度 0%J0.USkM7
9. 键联接设计 VF[$hs
10. 箱体结构设计 ZD!?mR+-
11. 润滑密封设计 X)7_@,7
12. 联轴器设计 8'XAZSd(
&?X0;,5)
1.传动装置总体设计方案: >}<1
q[?xf3
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 .5$"qb
?
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, W
D 8
要求轴有较大的刚度。 R|&jvG=|
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 wO<.wPa`
其传动方案如下: >,%or cN
!UHWCJ<
<w
图一:(传动装置总体设计图) >u?m
Bx
E;v#'
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 w{F{7X$^
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 <c'0-=
传动装置的总效率 yuP1*QJ%
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; fh%|6k?#M
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, IQZ/8UwB
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, b5i ehoA
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 %lsRj)n
/3Y\s&y
2.电动机的选择 ^mwS6WH6
6_mkt|E=
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, @!'rsPrI
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, oRkh>yj'
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。 /EP
RgRX
;f?suawMv
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, 8MQb5( !
trx y3k;
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 6W\G i>
=D~>$Y
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 ohU}ST:9
s5s'[<
njxfBA:
方案 电动机型号 额定功率 ^sVr#T
P :+ZLKm
kw 电动机转速 l+nT$IPF
电动机重量 VW`SqUl
N 参考价格 _DouVv>
元 传动装置的传动比 RCqd2$K"J+
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 %T6
sm
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 ,>p1:pga
9%Eo<+myh
中心高 qdnwaJ;&
外型尺寸 J?C#'2/
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD LvqWA}
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 r'(*#
xovsh\s
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 vSnGPLl
x^zw1e,y
(1) 总传动比 QYg V[\&
由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为=n/n=1440/105=13.7 i 558&:
(2) 分配传动装置传动比 ;Zm-B]\
=× EVlj#~mV
式中分别为带传动和减速器的传动比。 fc&djd`FuX
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取=2.3,则减速器传动比为==13.7/2.3=5.96 6Ki!j<
4.计算传动装置的运动和动力参数 ?}e^-//*i
(1) 各轴转速 uG$*DeZti
==1440/2.3=626.09r/min Xp+lpVcJ
==626.09/5.96=105.05r/min hmkm^2
(2) 各轴输入功率 N7u|<
0[
=×=3.05×0.96=2.93kW NkV81?
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW 2@N9Zk{{J
则各轴的输出功率: ]ZnASlc)
=×0.98=2.989kW YK\pV'&+
=×0.98=2.929kW >PzZt8e
各轴输入转矩 c)3.AgT
=×× N·m }K^v Ujl
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· xa'^:H $X
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m &\=Tm~
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m Ht:\
z;cu
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m Lb?WhjqZ
=×0.98=242.86N·m 9}wI@
运动和动力参数结果如下表 K491QXG
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min _N {4Rs0
输入 输出 输入 输出 [D+,I1u2h
电动机轴 3.03 20.23 1440 to'CuPkT
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 IH&0>a
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 ]$uC~b
f^-ot@w
5、“V”带轮的材料和结构 mW$Oi++'d
确定V带的截型 7},oY""8
工况系数 由表6-4 KA=1.2 DcNp-X40I
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 k`;d_eW
V带截型 由图6-13 B型 $4mCtonP=
L+S)hgUH
确定V带轮的直径 ,CI-IR2
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm t.+)g-X
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s $%^](-
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm =w* 8
!Rc
%
确定中心距及V带基准长度 :C>iV+B j
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 ohbU~R3{U
360<a<1030 U)xebU.!S
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm ,]@K,|pC)
eR,/}g\
初定V带基准长度 et/:vLl13
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm q9dplEe5
2i0;b|-=
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm n"`V|
UTHP
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm -uxU[E
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 41]a{A7q
<S=(`D
确定V带的根数 3"zPG~fY{
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw o5j6(`#;
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 ",&QO7_
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 U3C"o|
带长修正系数 由表6-2 KL=1 X0iy
t=X=",)f
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 P6Y+ u
h
(q,T$7W
取Z=2 :._Igjj$=
V带齿轮各设计参数附表 I`(53LCqo
{:3\Ms#
各传动比 hsQDRx%H}
bf@g*~h@
V带 齿轮 {Ef.wlZ
2.3 5.96 uJCp
EcL6lNTR+
2. 各轴转速n Lu{/"&)
(r/min) (r/min) \I:27:iAL
626.09 105.05 ^8EW/$k
g5y`XFY
3. 各轴输入功率 P pbEWnx_
(kw) (kw) :o'|%JE
2.93 2.71 Ea&NJ]& g
6`7tTn?n
4. 各轴输入转矩 T .CnZMw{'
(kN·m) (kN·m) Ovc9x\N
43.77 242.86 9DJ&J{2W
VsJ+-IHm
5. 带轮主要参数 xhbN=L
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) nhdZC@~E0
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 O-HS)g$2
带的根数z \#(1IC`as
160 368 708 2232 B 2 J/jkb3
qF4tjza;k
6.齿轮的设计 (_|*&au J
C 2nmSXV
(一)齿轮传动的设计计算 _Iminet
<#ON
齿轮材料,热处理及精度 t$(#$Z,RS
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 j&,Gv@
(1) 齿轮材料及热处理 _,!0_\+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 COsmVQ.
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 #lrwKHZ+
② 齿轮精度 L~-/'+
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 9c[X[Qc
`X5!s
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 6`O,mpPu4G
按齿面接触强度设计 tu<<pR>
3!b
$R?kZ
确定各参数的值: U!o7Nw@z
①试选=1.6 F$)l8}
选取区域系数 Z=2.433 ~w3u(X$m"
beBG40
则 E+i*u
②计算应力值环数 o *J*}y
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) &Gh0f"?
=1.4425×10h _i {Y0d+
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) -$W1wb9z
③查得:K=0.93 K=0.96 Tk?uJIS :
④齿轮的疲劳强度极限 &'$Bk5 D@G
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: /Ne#{*z)hO
[]==0.93×550=511.5 >2znn&gZ
R|8vdZ%@
[]==0.96×450=432 84QOW|1
许用接触应力 {ogBoDS
B^/MwD>%
⑤查课本表3-5得: =189.8MP vSR&>Q%X
=1 wx*?@f>u^
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 U;#KFZ+~
=4.47×10N.m 3/`BK{
3.设计计算 ^AH[]sE_
①小齿轮的分度圆直径d fgd2jr3T
(DO'iCxlNh
=46.42 FL'}~il
②计算圆周速度 ot<d
FvD
1.52 -*'
?D@l
③计算齿宽b和模数 4j=3'Z|
计算齿宽b FuiR\"Ww
b==46.42mm Cw+boB_tip
计算摸数m @v%Kw e1Q
初选螺旋角=14 `.MZ,Xhqi"
= Nu6NyYs
④计算齿宽与高之比 ^$: w
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 vHf)gi}O|
=46.42/4.5 =10.32 Uw("+[ 5O0
⑤计算纵向重合度 LZn'+{\`
=0.318=1.903 LG&BWs!
⑥计算载荷系数K TI DgIK
使用系数=1 Ab ,^y
根据,7级精度, 查课本得 RqTO3Kf
动载系数K=1.07, ML_VD*t9
查课本K的计算公式: )$:1e)d
K= +0.23×10×b DzGUKJh6
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 _/LGGt4&%
查课本得: K=1.35 !:|*!
查课本得: K==1.2 7<xnE]jdq
故载荷系数: RRt(%Wm*
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 %Xd*2q4*
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 VO:4wC"7
d=d=50.64 mLuNl^)3
⑧计算模数 aj`&ca8
= :ZXd%
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 _p*9LsN$L
由弯曲强度的设计公式 v8ap"9b
≥ F"]P|
o^@"eG$,
⑴ 确定公式内各计算数值 zL
yI|%KH
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m h9Far8}
确定齿数z TN0KS]^A3
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 eB5>uKa
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 p/<DR|
Δi=0.032%5%,允许 vUpAW[[
② 计算当量齿数 m8fj\,X
z=z/cos=24/ cos14=26.27 ]W5*R07
z=z/cos=144/ cos14=158 P4[kW}R
③ 初选齿宽系数 ,0! 2x"Q=
按对称布置,由表查得=1 >B{NxL3->
④ 初选螺旋角 pt<zyH3Z
初定螺旋角 =14 f)*"X[)o
⑤ 载荷系数K [7@g*!+d
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 U+!RIF[Je
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y ^o3,YH
查得: Rml'{S
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 ?#K.D vGJ
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 LlX)xJ
a#j,0FKv
⑦ 重合度系数Y |Vpp'ipr
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 IA` voO$
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 7_\sx7h{3
=14.07609 =p@`bx
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 jaoZ}}V_$
⑧ 螺旋角系数Y L"bJ#0m
轴向重合度 =1.675, XG/xMz~
Y=1-=0.82 h]oUY.Pf
q|D5
A|)
⑨ 计算大小齿轮的 huC{SzXM
安全系数由表查得S=1.25 aoN\n]g
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 y*iZ;Bv j
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 nONuw;K
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 arL>{mj
查课本得到弯曲疲劳强度极限 =?OU^u`C
小齿轮 大齿轮 8Rj5~+5
*igmi9A
查课本得弯曲疲劳寿命系数: $@z77td3
K=0.86 K=0.93 i6if\B
oV%:XuywT
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 H~j@n!)
[]= ztO)~uL
[]= *J-pAN
jR/Gd01)
Ugri _
大齿轮的数值大.选用. CQWXLQED>
uFWA] ":is
⑵ 设计计算 W[&nQW$E
计算模数 k$kE5kh,S
roS" q~GS,
|}G"^r
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: KR?;7*qF
eGEwXza 4
z==24.57 取z=25 W3.[d->X
=!\Nh,\eQ
那么z=5.96×25=149 +VUkV-kP
y[ dBmTY
② 几何尺寸计算
p'h'Cz
计算中心距 a===147.2 X?_rD'3
将中心距圆整为110 Usf@kVQ
doanTF4Da
按圆整后的中心距修正螺旋角 .\XRkr'-
x/s:/YN'
=arccos }3*<sxw7<
^?lpY{aa
因值改变不多,故参数,,等不必修正. &hWELZe0vv
*u$aItx
计算大.小齿轮的分度圆直径 ,l>w9?0Z
]KFh 1
d==42.4 CF;Gy L1M
wC{sP"D
d==252.5 >j?5?J"
NN4Z:6W5
计算齿轮宽度 45JL{YRN
s$#64"F
B= J*zzjtY( 1
j
e\!0{
圆整的 6{+yAsI
[(n5-#1S
大齿轮如上图: 1clzDwW
=IL\T8y09
RE t&QP
7UBDd1
7.传动轴承和传动轴的设计 3/RwCtc
b~.$1oZ
1. 传动轴承的设计 =zn'0g,J4
gN/!w:
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 Y][12{I{
P1=2.93KW n1=626.9r/min =i)%AnZ^9
T1=43.77kn.m ^(;x-d3
⑵. 求作用在齿轮上的力 gclj:7U
已知小齿轮的分度圆直径为 u$JAjA
d1=42.4 sV"tN2W@
而 F= 4u5j
7`O
F= F (XOz_K6c%K
<J^5l0)q
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N 5RLO}Vn]
7@{%S~TN
v6)QLp
'
#K@%P
⑶. 初步确定轴的最小直径 "W5MZ
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 VESvCei
=o(}=T>:"
@*hv|zjs
Qy:yz
从动轴的设计 ~|KqG
~?NCmU=3
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, 0eO!,/
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M xI<l1@
⑵. 求作用在齿轮上的力 s~,!E
已知大齿轮的分度圆直径为 a@? $#>
d2=252.5 nDn+lWA=g
而 F= ytj});,>
F= F 2[B bdg[O
2]fTDKh
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N
'Ft81e)/
wQ(DX!
)nHMXZ>Td
7b1
yF,N
⑶. 初步确定轴的最小直径 w(HVC
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 Ow-ejo
Yh]a4l0
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 g;Fdm5Q
查表,选取 `pbCPa{Y
"0!#De
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 MO~T_6
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 ky !ZJR
]Z[3 \~?
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 dtuCA"D
为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,故取直径;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径半联轴器与 。 L@MCB-@V
azmeJpC
初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. 0^{Tq0Ri[
7'+`vt#E
D B 轴承代号 J|xXo
45 85 19 58.8 73.2 7209AC tic3a1
45 85 19 60.5 70.2 7209B g,E)F90
50 80 16 59.2 70.9 7010C tLJ 7tnB
50 80 16 59.2 70.9 7010AC Fz8& Jn!
jGLmgJG-P
Rq15AR
4P Sbr$
p!DdX
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 5@.8O VPz
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, oItC;T
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. `mkOjsj &
v2|zIZ
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. -0(+a$P7e
⑤ 取齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮间的距离c=20.考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16, >a@1y8B
高速齿轮轮毂长L=50,则 G}
[$M"}
GF9iK|i/
L=16+16+16+8+8=64 ~i-n_7 +
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. rDaiAx&
W*H %\Y:N
5. 求轴上的载荷 937<:zo:
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, "7alpjwb
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. *mWS+xcU(L
%_]O|(
2P57C;N8|
$LR~c)}1I
"`K73M,c?9
B%Oi1bO
Jv2V@6a(
3rh t5n2-
g7%vI8Y)@
t2ui9:g4j
n\JSt}A
传动轴总体设计结构图: Z1H
o)
eW5s,6
Xa8_kv_
=aT8=ihP
(主动轴) How:_ Hj
Qe[ai?iJkt
I~
SFY>s
从动轴的载荷分析图: Y0'~u+KS`5
b4^a
zY
6. 校核轴的强度 <D nv=)Rq
根据 pv|D{39Hs
== KG5B6Om5'
前已选轴材料为45钢,调质处理。 YcaLc_pUx
查表15-1得[]=60MP :fG9p`
〈 [] 此轴合理安全 wu0JXB%&^
"^pF2JI
8、校核轴的疲劳强度. NLWj5K)1P
⑴. 判断危险截面 h7\EN
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可. Y%rC\Ij/i
⑵. 截面Ⅶ左侧。 >*w(YB]/$V
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 +DT)7koA
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 Qa16x<Xlm
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 vP<8,XG
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 h1_KZ[X
截面上的弯曲应力 wCr+/"t
e3&.RrA
截面上的扭转应力 $/i;UUd
== 7 ( /
轴的材料为45钢。调质处理。 %}~Ncn_r
由课本得: ]\R%@FCYc
rFv=j:8
因 DOo34l6#
经插入后得 zI>,A|yy
2.0 =1.31 ^nL_*+V`f
轴性系数为 v/Ei0}e6~
=0.85 tdRnRoB
K=1+=1.82 nIP*yb}5
K=1+(-1)=1.26 ZYW=#df R
所以 `Axn
XAr YmO
综合系数为: K=2.8 blB00
K=1.62
OGO4~Up
碳钢的特性系数 取0.1 &@D,|kHk
取0.05 C@
z^{Z+
安全系数 [^-DFq5@
S=25.13 ddjaM/.E
S13.71 VJ(#FA2
≥S=1.5 所以它是安全的 uod&'g{N
截面Ⅳ右侧 ZgI1Byf
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 bjJ212J
ugt|'i
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 >'lte&
!n/"39KT
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 djcCm5m
UYb:q
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 Hlq#X:DCn
截面上的弯曲应力 '`Z5.<n7p
截面上的扭转应力 7l3sd5
==K= Dos`lh
K= h=~TgTv
所以 5zF7yvS.w
综合系数为: ;HeUD5Nt6F
K=2.8 K=1.62 Hi<5jl
碳钢的特性系数 qMe$Qr8
取0.1 取0.05 p9)'nU'\t
安全系数 W`-AN}C#
S=25.13 7.l[tKh
S13.71 8FThu[
≥S=1.5 所以它是安全的 y\&`A:^[ A
u>.qhtm[
9.键的设计和计算 5}4r'P$m:
Ie~#k[X
①选择键联接的类型和尺寸 xeX Pc7JG
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. _0<EbJ8Z
根据 d=55 d=65 (TV ye4Z
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 qJN2\e2~f
b=20 h=12 =50 eZm,K'/!
N?h=Zl|
②校和键联接的强度 #yk
m
查表6-2得 []=110MP TnqspS2;R
工作长度 36-16=20 gG^K\+S
50-20=30 s^b2H
!~
③键与轮毂键槽的接触高度 <OcD [5
K=0.5 h=5 M38QA
K=0.5 h=6 x\Bl^1&
由式(6-1)得: d[5?P?h')
<[] ^{GnEqml&
<[] 0BM3:]=wr
两者都合适 VMUK|pC4K
取键标记为: Nj_h+=UE!
键2:16×36 A GB/T1096-1979 g,!6,v@
键3:20×50 A GB/T1096-1979 ?j{LE-(
10、箱体结构的设计 ;_GS<[A3
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` {.~_{!
大端盖分机体采用配合. "Fu*F/KW
^E8XPK]-~
1. 机体有足够的刚度 $4y;F]
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 \4`~J@5Y
'@h5j6:2
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 CCOd4
2Ke?*
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm H\7Qf8s|{
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 8M;VX3X
`Li3=!V[
3. 机体结构有良好的工艺性. c@%:aiEl
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. |~Hlv^6H
+v3@WdLcD
4. 对附件设计 iXt >!f*
A 视孔盖和窥视孔 -gl7mO *
在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 j^}p'w Tu{
B 油螺塞: : uglv6
放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 8o-*s+EY"&
C 油标: p`)(
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 F7wpGtt
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. s88lN=;
r<38; a
D 通气孔: xioL6^(Qk,
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. :4PK4D s7
E 盖螺钉: ixZ w;+h
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 Gk0f#;
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. o/bmS57
F 位销: sG`:mc~0
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度. GtRc7,
G 吊钩: !SAjV)
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体. gwtR<2,p
s_A<bW566F
减速器机体结构尺寸如下: sHx>UvN6
J fFOU!F\
名称 符号 计算公式 结果 vq|o}6Et
箱座壁厚 10 Mj2o>N2,
箱盖壁厚 9 fJ_d,4
箱盖凸缘厚度 12 M[N$N`9
箱座凸缘厚度 15 M}E0Msq_o
箱座底凸缘厚度 25 GE]cH6E
地脚螺钉直径 M24 <\<[J0
地脚螺钉数目 查手册 6 3VZeUOxY\W
轴承旁联接螺栓直径 M12 z;GR(;w/
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 ;q&6WO
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 t(YrF,
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 ~wmc5L/!?
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 b13XHR)0
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 kZXsL
22 #gzY _)E
18 O`_!G`E
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 1Uz sw
16 L P?E
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 T2-n;8t
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 WV]%llj^
齿轮端面与内机壁距离 > 10 <u2rb6
机盖,机座肋厚 9 8.5 cs[_5r&:
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) @giJ&3S,
150(3轴) GMqeC
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) MYgh^%w:
150(3轴)
f$Fa*O-
jU\vg;nr
11. 润滑密封设计 i`-,=RJ
#p@8m_g
对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度. UV}\#86!
油的深度为H+ G9y
0;br
H=30 =34 UruD&=AMK
所以H+=30+34=64 YY~BNQn6d
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 n\8;4]n
=SJwCT0;
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 GRV#f06
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 Y)*5M
密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太 2%Bq[SMuN
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 R[Y]B$XO
Vsh7>|@
12.联轴器设计 88\0opL-
8YNii-pl
1.类型选择. CG!/Lbd
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 i[obQx S94
2.载荷计算. gd~# uR\
公称转矩:T=95509550333.5 VJ1(|v{D4[
查课本,选取 rv>K0= t0
所以转矩 2$8#ePyq*
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 @]$qJFXx
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm M>H4bU(
?M'_L']N[
四、设计小结 Q"UWh~
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。 So &c\Ff
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。 H"hL+F ^
五、参考资料目录 &w@~@]
[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; VO"f=gFg
[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; =Kdd+g!
[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; A#&Q(g\YE
[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; Y@WCp
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 4j9
[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; %si5cc?
[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。