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    [原创]单级斜齿轮减速箱设计说明书 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2009-01-12
    关键词: 齿轮
    机械设计基础课程设计任务书 Gkfzb>_V]  
                     0 .T5% _ /  
    课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计                                                         \' A- Lp  
                     *x p_#  
    专        业:机械设计制造及自动化(模具方向) =c&.I}^1L  
    ZDI?"dt{  
    目   录 ttlMZLX{TJ  
         t&5Ne ?  
    一    课程设计书                            2 >z fx2wh\a  
    ;KmrBNF  
    二    设计要求                              2 W[Z[o+7pK  
    *nHMQ/uf  
    三    设计步骤                              2 ScVbo3{m*T  
         c`lL&*]  
        1. 传动装置总体设计方案                        3 s)-bOZi  
        2. 电动机的选择                                4 $1zWQJd[-  
        3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比          5 {dE(.Z?]!#  
        4. 计算传动装置的运动和动力参数                5 DOkuT/+  
        5. 设计V带和带轮                              6 wzoT!-_X  
        6. 齿轮的设计                                  8 :h3U^  
        7. 滚动轴承和传动轴的设计                      19 !>Q\Y`a,*  
        8. 键联接设计                                  26 ^4\0, >  
        9. 箱体结构的设计                              27 " L,9.b  
        10.润滑密封设计                                30 _;S~nn  
        11.联轴器设计                                  30 fN<Y3^i"  
         )_o^d>$da  
    四    设计小结                              31 e?O$`lf  
    五    参考资料                              32 Q:y'G9b  
     ]EQ*!  
    一. 课程设计书 eHd7fhW5  
    设计课题: pbWjTI$  
        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 ty%,T.@e  
    表一: UFj!7gX]  
             题号 Up_"qD6  
    TpYh)=;k  
    参数    1     `Nz`5}8.?  
    运输带工作拉力(kN)    1.5     NB.'>Sar  
    运输带工作速度(m/s)    1.1     \&Bdi6xAy  
    卷筒直径(mm)    200     }&6:0l$4!  
    %AWc`D  
    二. 设计要求 ~>~qA0m"m  
    1.减速器装配图一张(A1)。 em- <V5fb  
    2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 @*UV|$~(Q  
    3.设计说明书一份。 S>j.i  
    n)35-?R/M  
    三. 设计步骤 gMPp'^g]_  
        1.  传动装置总体设计方案 #Oq.}x?i  
        2.  电动机的选择 qFq$a9w|@  
        3.  确定传动装置的总传动比和分配传动比 2vsV :LS.  
        4.  计算传动装置的运动和动力参数 pDvznpQ  
        5.  “V”带轮的材料和结构 qss )5a/x.  
        6.  齿轮的设计 J ^<uo (  
        7.  滚动轴承和传动轴的设计 <Kl$ek8  
        8、校核轴的疲劳强度 8`]yp7ueS  
        9.  键联接设计 vr2PCG[~  
        10.  箱体结构设计 ?*7Mn`  
        11. 润滑密封设计 N qz6_!  
        12. 联轴器设计 \ptjnwC^O  
         asCcBp  
    1.传动装置总体设计方案: SZR`uS  
    M,bs`amz  
        1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 A%^7D.j  
    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, )%n $_N n  
    要求轴有较大的刚度。 [9NrPm3d  
    3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 ?`O^;f  
    其传动方案如下: 27$,D XD  
            u3tT=5.D  
    图一:(传动装置总体设计图) \ a(ce?C  
    ?k;htJcGv  
        初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 (vchZn#  
         选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 hv\Dz*XTs0  
         传动装置的总效率 x.] tGS  
            η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; S3E5^n\\  
    为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, #V#!@@c;?  
    η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, 've[Mx  
    为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 #reW)P>  
    ?N!kYTR%}  
      2.电动机的选择 LGX+_ "  
    OIjSH~a.  
        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, zZ<*  
        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, (hQi {  
        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。 4udj"-V  
         rzLW @k  
        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, j|!t3}((  
         8]R{5RGy  
        选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 # h4FLF_w  
         P~iZae  
        额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 n&?)gKL0g  
                                                      <1<xSr  
    7\R"RH-  
    方案    电动机型号    额定功率 w1aoEo"S  
    P {>~9?Xwh   
    kw    电动机转速 CgYX^h?Y9  
        电动机重量 / !MKijI  
    N    参考价格 g-"GZi  
    元    传动装置的传动比     .uxM&|0H  
                同步转速    满载转速            总传动比    V带传动    减速器     ['sNk[-C  
    1    Y112M-4    4    1500    1440    470    230    16.15    2.3    7.02     gw[Eu>I  
      > TBXT+  
       中心高 m]8*k=v  
            外型尺寸 Q>rr?L`  
    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     P?P.QK  
        132        515× 345× 315    216 ×178        12    36× 80        10 ×41     +8itP>  
    p3{Ff5FZ  
    3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 8"ZS|^#  
    : T7(sf*!*  
    (1)       总传动比 fmc\Li  
        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&P0  
        (2)       分配传动装置传动比 8UqH"^9.Q7  
        =× .jk A'i@  
        式中分别为带传动和减速器的传动比。 ?h%Jb^#9  
        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 5I^;v;F  
    4.计算传动装置的运动和动力参数 3JBXGT0gJ  
    (1) 各轴转速 e6J^J&`|4  
      ==1440/2.3=626.09r/min =y)K er  
      ==626.09/5.96=105.05r/min 1# z@D(  
    (2) 各轴输入功率 zp<B,Ls  
        =×=3.05×0.96=2.93kW ubOXEkZ8N  
      =×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW UXJblo#  
        则各轴的输出功率:   +{V`{'  
    =×0.98=2.989kW ~QxW^DGa7]  
    =×0.98=2.929kW ]W`?0VwF  
    各轴输入转矩 A8Fe@$<#8  
       =××  N·m 2.b,8wT/  
    电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· }zQgS8PQH  
    所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m #u8#< ,w  
    =×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m OWT%XUW=  
    输出转矩:=×0.98=43.77 N·m U&V u%+B  
    =×0.98=242.86N·m g3>>gu#0DC  
    运动和动力参数结果如下表 {ilz[LM8(  
    轴名        功率P KW        转矩T Nm    转速r/min     <p*k-mfr  
        输入    输出    输入    输出         ,p#B5Dif/  
    电动机轴        3.03        20.23    1440     rqqd} kA  
    1轴    2.93    2.989    44.66    43.77    626.09     VwPoQ9pIS  
    2轴    2.71    2.929    247.82    242.86    105.05     {5<fvMO!6  
    wL="p) TO.  
    5、“V”带轮的材料和结构 AD?XJ3  
      确定V带的截型 p^RX<L/\=_  
          工况系数     由表6-4                         KA=1.2 h@G~' \8t  
           设计功率       Pd=KAP=1.2×4kw                  Pd=4.8 ,1N|lyV   
          V带截型      由图6-13                        B型 ?Y,^Moc:  
       t(uvc{K *  
      确定V带轮的直径 *URT-+'  
           小带轮基准直径       由表6-13及6-3取        dd1=160mm m:[I$b6AY  
            验算带速           V=960×160×3.14/60000=8.04m/s WGUw`sc\  
            大带轮基准直径    dd2=dd1i=160×2.3=368mm  由表6-3取dd2=355mm 9*ZlNZ  
       /[\g8U{5B}  
      确定中心距及V带基准长度 'g,h  
            初定中心距  由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 EGQgrwY5  
                              360<a<1030 It&CM,=t  
               要求结构紧凑,可初取中心距    a0=700mm z06,$OYz  
         _O uNX.yrG  
      初定V带基准长度 m x |V)  
              Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm b(;u2 8  
           b&&l   
       V带基准长度  由表6-2取  Ld=2240mm B#jnM~fJz  
            传动中心距   a=a0+(2240-2232)/2=708   a=708mm uMZ~[S z  
            小带轮包角   a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 n>j2$m1[  
       ; /K6U  
       确定V带的根数 *S:~U  
            单根V带的基本额定功率   由表6-5       P1=2.72kw <a @7's  
            额定功率增量              由表6-6      △P=0.3 Z6i~Dy3  
            包角修正系数             由表6-7        Ka=0.96 J*$%d1  
            带长修正系数             由表6-2       KL=1 iKJqMES  
             ~at@3j}W  
         V    带根数      Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 aPEI_P+Ls  
                                 $a*7Q~4  
                           取Z=2 n2B%}LLa  
    V带齿轮各设计参数附表 I\k<PglRA  
    X%IqZ{ {  
    各传动比 5buW\_G)  
    bkDVW  
        V带        齿轮     49&i];:%7%  
        2.3        5.96     BL16?&RK  
      %(/E `  
    2. 各轴转速n pS ](Emn`.  
        (r/min)        (r/min)     =IsmPQKi  
        626.09        105.05     y2#>a8SRS  
    $5JeN{B  
    3. 各轴输入功率 P i3N{Dt  
        (kw)        (kw)     y&,|+h  
        2.93       2.71     Gd%i?(U,R  
    m.m6.  
    4. 各轴输入转矩 T qs ep9z.  
        (kN·m)        (kN·m)     '@.6Rd 8  
    43.77        242.86     #:gl+  
    Intuda7e1  
    5. 带轮主要参数 %%s)D4sW  
    小轮直径(mm)    大轮直径(mm)         h2Nt@  
        中心距a(mm)    基准长度(mm)    V带型号     y%i9 b&gDd  
    带的根数z     t2(X  
        160        368        708        2232        B        2     <WZ{<'ajI  
    =6Ok4Z  
    6.齿轮的设计 Za{O9Qc?D|  
    ,Zn6T"[$  
    (一)齿轮传动的设计计算 \(i'iC  
    X+XDfEt:Q  
    齿轮材料,热处理精度 uS`}  
        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 ?uSoJM`wa!  
        (1)       齿轮材料及热处理 1Q(KZI  
           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 Hp=BnN  
    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 j9 >[^t3U  
          ② 齿轮精度 3)EJws!  
        按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 }S u j=oFp  
         eavn.I8J  
    2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 H_RfIX)X  
    按齿面接触强度设计 \s*UUODWK  
    HXKM<E{j  
    确定各参数的值: SPb +H19;  
    ①试选=1.6 K`K v.4  
    选取区域系数 Z=2.433   sWr;%<K  
         uAA2G\3  
        则 M/p9 I gp  
        ②计算应力值环数 rH`\UZ{cc  
        N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) @\y{q;  
        =1.4425×10h [n[dr@J7v  
        N= =4.45×10h  #(5.96为齿数比,即5.96=) i;1pw_K  
        ③查得:K=0.93   K=0.96 U_*, XLU  
        ④齿轮的疲劳强度极限 !YAX.e  
        取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: 5,gT|4|B\g  
        []==0.93×550=511.5 RD:G 9[  
    MWv@]P_0p!  
        []==0.96×450=432         $VHIU1JjZ  
    许用接触应力   %@vF%   
             OK80-/8HI  
        ⑤查课本表3-5得: =189.8MP   'z8FU~oU  
             =1 NF8<9  
        T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 >g{&Qx`&  
        =4.47×10N.m {OEjITm  
        3.设计计算 N4+Cg t(  
    ①小齿轮的分度圆直径d JI .=y5I  
          b M1\z  
        =46.42 61H_o7XXk  
        ②计算圆周速度 r5~ W/eE  
        1.52 Wm6qy6HR  
        ③计算齿宽b和模数 J]TqH`MA  
    计算齿宽b ^ 0YQlT98  
           b==46.42mm M)oKtiav*  
    计算摸数m l9f_NJHo  
      初选螺旋角=14 H\Qk U`b  
        = 3Qe|'E,U  
        ④计算齿宽与高之比 Kz42AC  
    齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 0beP7}$  
    =46.42/4.5 =10.32 X=#us7W}  
    ⑤计算纵向重合度 |)!f".`  
    =0.318=1.903 **h4M2'C  
    ⑥计算载荷系数K Qa_V  
    使用系数=1 _!o8s%9be  
    根据,7级精度, 查课本得 5=C?,1F$A  
    动载系数K=1.07, 9s"st\u 4  
    查课本K的计算公式: 0fewMS*  
    K= +0.23×10×b BjfVNF;hk:  
      =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 w U+r]SK@  
    查课本得: K=1.35 ~".@mubt1$  
    查课本得: K==1.2 .1[.f}g$J  
    故载荷系数: D:Q#%wJ  
        K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 o`c+eMwr(  
    ⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 @[J6JT*E  
        d=d=50.64 U/enq,-F^  
        ⑧计算模数 ;<garDf  
        = ?\8aT"o  
    4. 齿根弯曲疲劳强度设计 -Rw3[4>@O"  
        由弯曲强度的设计公式 06]3+s{{  
        ≥ K2Abu?  
    `w 6Qsah  
    ⑴   确定公式内各计算数值 jM$bWtq2  
        ①   小齿轮传递的转矩=47.58kN·m fc3nQp7  
             确定齿数z @6G)(NGD  
        因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 M v (Pp  
        传动比误差  i=u=z/ z=143.04/24=5.96 tG$O[f@U6  
        Δi=0.032%5%,允许 7.Y;nem:(  
        ②      计算当量齿数 %8n<#0v-|4  
        z=z/cos=24/ cos14=26.27  Z2M(euzfi3  
        z=z/cos=144/ cos14=158 8S#$'2sT  
        ③       初选齿宽系数 UH>~Y N  
         按对称布置,由表查得=1 H*N<7#  
        ④       初选螺旋角 u"qu!EY2  
        初定螺旋角 =14 cIwX sx  
        ⑤       载荷系数K sR9$=91`  
        K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 CBd%}il  
        ⑥       查取齿形系数Y和应力校正系数Y )<V!lsUx'-  
        查得: (O J/u)W^  
        齿形系数Y=2.592  Y=2.211 ?IAu,s*u  
         应力校正系数Y=1.596  Y=1.774 `e,}7zGR  
         [`GSc6j  
        ⑦       重合度系数Y 1TQ?Fxj  
        端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 &)k=ccm  
    =arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 v,}C~L3  
    =14.07609 /FN:yCf  
    因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 *Vl#]81~  
        ⑧       螺旋角系数Y hn2:@^=f  
     轴向重合度 =1.675, LKvX~68  
        Y=1-=0.82 YxM\qy {Vr  
         1!^BcrG.  
        ⑨       计算大小齿轮的 6 EqN>.  
     安全系数由表查得S=1.25 fSbLkd 9  
    工作寿命两班制,8年,每年工作300天 =7+%31  
    小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 PFp!T [)  
    大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 o?}dHTk7  
        查课本得到弯曲疲劳强度极限                   01@ WU1IN  
        小齿轮     大齿轮 (5jKUQ8Q>  
    AVjRhe   
       查课本得弯曲疲劳寿命系数: =Lkn   
        K=0.86        K=0.93   (m2%7f.I  
    IB# ua:  
         取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 'df@4}9  
          []= 4S'e>:  
          []= c{Z "'t7  
           l\ dPfJ  
           tkV[^OeU>  
            大齿轮的数值大.选用.  ="]r{  
         Cl3vp_  
    ⑵   设计计算 R7rM$|n=o  
         计算模数 Y[L,rc/j  
    CfW#Wk:8J  
    !X7z y9  
    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: RTVU3fw  
    eWqS]cM#  
    z==24.57  取z=25 0z \KI?kd  
    TFb7P/g  
    那么z=5.96×25=149           lB _9b_|2  
      CL2zZk{u_  
    ②   几何尺寸计算 iWeUsS%zpV  
        计算中心距     a===147.2 b&!}SZ  
    将中心距圆整为110 W2XWb<QSEV  
    UZt3Ua&J  
    按圆整后的中心距修正螺旋角 VJ-t #q"  
    eHUyV@  
    =arccos z#RwgSPw6  
    [cDDZ+6  
    因值改变不多,故参数,,等不必修正. c),UO^EqV  
    8-+# !]  
    计算大.小齿轮的分度圆直径 I`B ZZ-  
         g.Ur~5r  
        d==42.4 kVsX/ ~$  
    I*U7YqDC9  
    d==252.5 XC6|<pru  
    _lI(!tj(  
    计算齿轮宽度 0UpRSh)#  
    r^.9 |YM5  
    B= ~L&z? 'V  
    A?HDY_u  
    圆整的       ~uY5~Qs9G  
    "T /$K  
                                                大齿轮如上图: ^Vth;!o  
    >1Iw!SO+  
    #pRbRT9  
    '`}D+IQ(j  
    7.传动轴承和传动轴的设计 wIRU!lIF9  
    $R ze[3  
    1.  传动轴承的设计 % }b  
    x s6!NY  
    ⑴.  求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 Se??E+aX  
    P1=2.93KW            n1=626.9r/min L7 FFa:#  
    T1=43.77kn.m SgQmR#5  
    ⑵.  求作用在齿轮上的力 |LIcq0Z  
        已知小齿轮的分度圆直径为 .vmCKZ  
            d1=42.4 ii`,cJl  
    而  F= ?a+J4Zr3  
         F= F W"/,<xHuh  
    0RdW.rZJ  
         F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N {nZP4jze  
    H RahBTd(z  
    f~?5;f:E  
    $!'Vn)Z7  
    ⑶.   初步确定轴的最小直径 NB3+kf,  
    先按课本初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 2bXCFv7}  
    %j2:W\g:  
    cPL6(&7  
                 siuDg,uqK5  
         从动轴的设计 Or/YEt}  
           W:f)#'  
            求输出轴上的功率P2,转速n2,  T2, =`}|hI   
                P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M j bOwpyH  
        ⑵.  求作用在齿轮上的力 N}z]OvnZH  
        已知大齿轮的分度圆直径为 %> YRNW@%  
            d2=252.5 2MXg)GBcU>  
    而  F= 0^P9)<k'  
         F= F |.~2C1 4[  
    Ki :98a$  
         F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N iF##3H$c  
    Ka{QjW!%d<  
    =;8q`  
    LD|T1 .  
    ⑶.   初步确定轴的最小直径 bA"*^"^  
    先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 :d<F7`k H  
    >4lA+1JYk  
    输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号 ,mp^t2  
    查表,选取 0rDQJCm  
    coXm*X>z  
    因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 D#ED?Lqf  
    选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径 =6'D/| 3  
    w(%$~]h  
    ⑷.   根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 (=53WbOh/t  
    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  。 d m83YCdL  
    >tkU+$;-  
    初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型. S`spUq1o  
    :$^sI"hO  
                D        B                轴承代号     }N3Ur~X\  
       45        85        19        58.8    73.2    7209AC     UD'e%IVw  
       45        85        19        60.5    70.2    7209B     }WNgKw  
       50      80      16      59.2    70.9    7010C     /h!iLun7I  
       50      80      16      59.2    70.9    7010AC     "Bn]-o|r  
    6:bvq?5a5  
         !E/%Hv1  
    iaaD1 <m  
         Wf  *b"#  
       对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 XR)I,@i`'  
        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, xe1xP@e?  
    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.     @ao Hz8K  
    q'[yYPDX5x  
    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. ;Uj=rS`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, ;fY)7 '  
    高速齿轮轮毂长L=50,则 ~o/e0  
    03y5$kQ  
    L=16+16+16+8+8=64 x6~`{N1N M  
    至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. 1'J|yq  
    [~rBnzb  
    5.    求轴上的载荷   L5>.ku=T  
    首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时, X?]1/6rV  
    查表对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. P-lE,X   
    z9*7fT  
    "(y|iS$^T  
    D)LqkfJ}z^  
    y$pT5X G  
    )x&}{k6 %  
    kF *^" Cn  
    !bD`2m[Q  
    RiAY>:  
         iu.+bX|b  
    U7cGr\eUu  
    传动轴总体设计结构图: c_bIadE{  
         8|p*T&Cn&  
                                 4#@zn 2l  
    {-Y% wM8<i  
                                 (主动轴) ijWn,bj  
    mH} 1Zy  
    (%EhkTb  
            从动轴的载荷分析图: h3Z0NJ=xM  
    3YPoObY  
    6.     校核轴的强度 }Pe0zx.Ge  
    根据 [2cG 7A  
    == H<YS2Ed  
    前已选轴材料为45钢,调质处理。 My!<_Hp-W  
    查表15-1得[]=60MP 9y"*H2$#  
    〈 []    此轴合理安全 Rm!Iv&{  
    e|ngnkf(G  
    8、校核轴的疲劳强度. kC)ye"r  
    ⑴.   判断危险截面 :X;' 37o#q  
    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. ,.<l^sj5  
    ⑵.  截面Ⅶ左侧。 eu|cQ^>  
    抗弯系数   W=0.1=0.1=12500 ]\<^rEU  
    抗扭系数   =0.2=0.2=25000 QGnBNsAh  
    截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 !'^gqaF+  
    截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 }-R|f_2Hp  
    截面上的弯曲应力 H-o>| C  
    Yl#r9TM  
    截面上的扭转应力 vHPp$lql  
    == H:BWv08~5  
    轴的材料为45钢。调质处理。 ^SKuX?f\  
    由课本得: k%)QrRnB  
               BK8)'9/  
    因             V '4sOn  
    经插入后得 t)O$W   
    2.0         =1.31 ,9W|$2=F  
    轴性系数为 }?=$?3W  
           =0.85 Gt^Fj&^  
    K=1+=1.82 0XBv8fg  
        K=1+(-1)=1.26 -%lA=pS{Fq  
    所以               UmSy p\i  
    $5`P~Q'U  
    综合系数为:    K=2.8 @exeHcW61  
    K=1.62 c} GH|i  
    碳钢的特性系数        取0.1 OFTyN^([@  
       取0.05 )8:Ltn%  
    安全系数 3U0>Y%m|,  
    S=25.13 *eAsA(;  
    S13.71 I]|X6  
    ≥S=1.5    所以它是安全的 -# [=1 Y  
    截面Ⅳ右侧 B'OUT2cgB  
    抗弯系数    W=0.1=0.1=12500 \s8j*  
    0wCJNXm  
    抗扭系数   =0.2=0.2=25000 ?H\K];  
    ykv,>nSXLL  
    截面Ⅳ左侧的弯矩M为   M=133560 [;`B   
    /*)zQ?N  
    截面Ⅳ上的扭矩为   =295 0>?%{Xy  
    截面上的弯曲应力   ?8AchbK; N  
    截面上的扭转应力 p0jQQg  
    ==K= |N%?7PZ(  
        K= Em?Z  
    所以                 ~)X yrKw  
    综合系数为: 3":vjDq$  
    K=2.8    K=1.62 #)&kF+  
    碳钢的特性系数 Cku#[?G  
        取0.1       取0.05 \&K{v#g ~  
    安全系数 ?6;9r[ p  
    S=25.13 w\o?p.drp=  
    S13.71 +{(f@,&~{  
    ≥S=1.5    所以它是安全的 >?/Pl"{b  
    lxIo P  
    9.键的设计和计算 zq 1je2DB  
    tI42]:z  
    ①选择键联接的类型和尺寸 zPzy 0lx  
    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. 9Z.Xo kg  
    根据    d=55    d=65 -][~_Hd{  
    查表6-1取:   键宽  b=16     h=10     =36 =hZ#Z]f  
                         b=20     h=12     =50 l`S2bb6uMR  
    or~2r8  
    ②校和键联接的强度 ]_!5g3VQh  
      查表6-2得      []=110MP -MEp0  
    工作长度  36-16=20  .dA_}  
        50-20=30 F|+Qi BO  
    ③键与轮毂键槽的接触高度 <'n'>@  
         K=0.5 h=5 k!?sHUAj  
        K=0.5 h=6 #m x4pf{  
        由式(6-1)得: muh[wo  
               <[] +rAmy  
               <[] eh\_;2P  
        两者都合适 Q=YIAGK  
        取键标记为: oeV. K.  
                   键2:16×36 A GB/T1096-1979 ''t\J^+&  
        键3:20×50 A GB/T1096-1979 .|\}] O`  
    10、箱体结构的设计 k }amSsE  
    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, tuT>,BbR  
    大端盖分机体采用配合. z$64Ep#  
    0R2KI,WI  
    1.   机体有足够的刚度 pco:]3BF6  
    在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 6,wi81F,}  
    8jBrD1  
    2.   考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 ^/6LVB*  
    ` nd/N#  
    因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm o >wty3l:  
    为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 `!,"">5  
    xUW\P$  
    3.   机体结构有良好的工艺性. %C[#:>'+  
    铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. GZefeBi  
    Nm{+!}cC  
    4.   对附件设计 NUO#[7OK+x  
    A  视孔盖和窥视孔 ys/U.e|)!  
    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 PiwMl)E|!  
    B  油螺塞: @\*`rl]  
    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。 Lm-f0\(  
    C  油标: .-Z=Aa>  
    油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 'zJBp 9a%  
    油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. %I^schE*  
    *x!j:/S`n  
    D  通气孔: i C)+5L#'  
    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. ?4`f@=}'K  
    E  盖螺钉: XY`{F.2h  
    启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 r+Pfq[z&  
    钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. ,+P2B%2c  
    F  位销: F ,;B  
    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. iv!;gMco  
    G  吊钩: + *W%4e  
    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. A!$;pwn0  
    QBYY1)6S,  
    减速器机体结构尺寸如下: `w8Ejm?n  
    w,T-vf  
    名称    符号    计算公式    结果     `uwSxt  
    箱座壁厚                10     m$.7) 24  
    箱盖壁厚                9     q _INGCJ  
    箱盖凸缘厚度                12     /$\N_`bM  
    箱座凸缘厚度                15     <@S'vcO  
    箱座底凸缘厚度                25     <B Vx%  
    地脚螺钉直径                M24     7VIfRN{5n  
    地脚螺钉数目        查手册        6     Mdw"^x$7  
    轴承旁联接螺栓直径                M12     r1&eA%eh  
    机盖与机座联接螺栓直径        =(0.5~0.6)        M10     og?L 9  
    轴承端盖螺钉直径        =(0.4~0.5)        10     g#iRkz%l)&  
    视孔盖螺钉直径        =(0.3~0.4)        8     P<CPA7K  
    定位销直径        =(0.7~0.8)        8     1rIL[(r4  
    ,,至外机壁距离        查机械课程设计指导书表4        34 gJ H^f3  
        22 HIq e~Vc  
        18     0 wjL=]X1e  
    ,至凸缘边缘距离        查机械课程设计指导书表4        28 LVaJyI@/>  
        16     ms&6N']  
    外机壁至轴承座端面距离        =++(8~12)        50     .~a.mT  
    大齿轮顶圆与内机壁距离        >1.2        15     /g>]J70  
    齿轮端面与内机壁距离        >        10     M?00n< vM  
    机盖,机座肋厚                9    8.5     (j(hr'f  
    轴承端盖外径        +(5~5.5)    120(1轴)125(2轴) <CcSChCg  
    150(3轴)     >~l^E!<i-u  
    轴承旁联结螺栓距离            120(1轴)125(2轴) 7\AoMk}  
    150(3轴)     }U^iVq*  
         Bdcs}Ga  
    11. 润滑密封设计 \;+TZ1i_  
    yR% l[/ X  
        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. |fB/hs \  
        油的深度为H+ b{CS1P  
             H=30  =34 `i vE: 3k  
    所以H+=30+34=64 q%/\  
    其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 58t_j54  
         ~#dfZa&   
        密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 ^KJi |'B  
    凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为     sk5B} -  
        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 b5#Jo2C`AJ  
        大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 )43z(:<  
         L@S1C=-/  
    12.联轴器设计 bt"5.nm  
    Y 8-;eqH  
    1.类型选择. ;> %wf3e  
    为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 tmQ,>   
    2.载荷计算. .:t&LC][  
    公称转矩:T=95509550333.5 \('WS[$2  
    查课本,选取 7ju^B/ 7  
    所以转矩   w0O(>  
    因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 5 0dx[v8  
    选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm ~ Zw37C9J  
    ezA&cZ5  
    四、设计小结 l15Z8hYh j  
        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。 l\TL=8u2c  
        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。 y J>Bc  
    五、参考资料目录 $k+XH+1CW  
    [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; VHLt, ?G  
    [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; ?jsgBol  
    [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; `NyO|9/4  
    [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; DB0?H+8t  
    [5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 ^SbxClUfw!  
    [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; }((P)\s  
    [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。
     
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    离线zhangyi311
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    只看该作者 1楼 发表于: 2009-06-15
    hao 东西啊,支持
    离线0363jj
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    只看该作者 2楼 发表于: 2009-11-19
    楼主,我现在需要发一套给我好吗? @9g!5dcT  
    谢谢!      0363jj@163.com
    离线magnetic
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    只看该作者 3楼 发表于: 2009-11-30
    楼主 可以也给我发一套吗 465522040@qq.com
    离线wyjyanjing
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    只看该作者 4楼 发表于: 2010-07-28
    刚刚看到,想好好学习一下,不知楼主可否也给我发一套wyjyanjing@sina.com
    离线yaob
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    只看该作者 5楼 发表于: 2011-12-15
    感觉像是我想要的
    离线悟剑声
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    只看该作者 6楼 发表于: 2011-12-22
    好东西