机械设计基础课程设计任务书 U,lJ"$'
'+*-s7o{
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 ?G08[aNR
zQH]s?v
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) S='syq>Aok
L7mz#CMWf
目 录 nMoWOP'
DJQglt}~
一 课程设计书 2 CiL94Nkd9
^*^/]vM
二 设计要求 2
df=zF.5
0+b0<
三 设计步骤 2 M;Wha;%E"
5]jIg<j
1. 传动装置总体设计方案 3 z}.D"
P+
2. 电动机的选择 4 }t>q9bZ9z
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 b>~RSO*
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 2 [!Mx&^
5. 设计V带和带轮 6 HXJ9xkrr
6. 齿轮的设计 8 f]d!hz!
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 !Zbesp KZ
8. 键联接设计 26 s6=YV0w(
9. 箱体结构的设计 27 _1jw=5^P\i
10.润滑密封设计 30 8,o17}NY,
11.联轴器设计 30 =V|Nn0E
EX?h0Uy
四 设计小结 31 V+w u
五 参考资料 32 }#= Od e
16@);Ot
一. 课程设计书 HPa|uDVv
设计课题: 9b6!CNe!
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 [BBpQN.^q6
表一: $Kq<W{H3ut
题号 yty`2$O
agaq`^[(P
参数 1 C>*n9l[M~
运输带工作拉力(kN) 1.5 M^H90GN)X
运输带工作速度(m/s) 1.1 E' %lxr
卷筒直径(mm) 200 ,w&:_n
=s'7$D}0.
二. 设计要求 w{'2q^>6*
1.减速器装配图一张(A1)。 v3JPE])/
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 ^t78jfl
3.设计说明书一份。 ma9ADFFT
2q%K)h
三. 设计步骤 }f}IA\8]
1. 传动装置总体设计方案 3#Y3Dz`
2. 电动机的选择 y3yvZD
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 lEfBe)7+
4. 计算传动装置的运动和动力参数 (G8
5. “V”带轮的材料和结构 +AK:(r
6. 齿轮的设计 :pd&dg!5
7. 滚动轴承和传动轴的设计 7C5pAb:
8、校核轴的疲劳强度 WOO%YU =
9. 键联接设计 PV,"-Nv,
10. 箱体结构设计 <*YO~S(R
11. 润滑密封设计 e~Hr(O+;e6
12. 联轴器设计 G+yL;G/
/S/aUvN
1.传动装置总体设计方案: Igjr~@#
ozxYH],
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 +v[O
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, C6)R#
要求轴有较大的刚度。 ;i9>}]6
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 O3ZM:,.
其传动方案如下: l#6&WWmr
+Pw,Nl\KD
图一:(传动装置总体设计图) 99KVtgPm
Ofm5[q=
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 wsfysat$
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 & z gPN8u
传动装置的总效率 sPpS~wk*
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; %FlA":W
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, E!@/N E\-
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, C<t RU5|
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 +=,u jO:
jvO3_Zt9
2.电动机的选择 kr{)
o
PaZ
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, !
IgoL&=
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, a)S(p1BGg
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。 i>"dBJh]b
M@~o6 ^
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, Bj&_IDs4
"!a`ygqpT
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 ?{j@6,
*')Q {8`
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 K6(.KEW
hBoP=X.~
,|iy1yg(
方案 电动机型号 额定功率 /u?9S/
P od(:Y(4
kw 电动机转速 <p)Z/
电动机重量 RnSm]}?
N 参考价格 NGj"ByVjx
元 传动装置的传动比
7&px+155
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 4
iKR{P6
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 GY7s
=Pj@g/25u
中心高 IW] *i?L
外型尺寸 t]r7cA
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 lDlj+fK
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 oc((Yo+B
[88{@)
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 enPLaiJ'|q
,,}sK
(1) 总传动比 K{N%kk%F
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 Tr$i=
M
(2) 分配传动装置传动比 `1$y( w]
=× +h|K[=l\
式中分别为带传动和减速器的传动比。 +
lP5XY{
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 EFwL.'Fh
4.计算传动装置的运动和动力参数 bk0Y
(1) 各轴转速 T|!D>l'
==1440/2.3=626.09r/min [='p!7z
==626.09/5.96=105.05r/min 9,w}Xe=C
(2) 各轴输入功率 r/^tzH's
=×=3.05×0.96=2.93kW *i%.{ YH
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW mw ?{LT
则各轴的输出功率: p;F2z;#
=×0.98=2.989kW QQT G9s
=×0.98=2.929kW ^A- sS~w
各轴输入转矩 TMNfJz
=×× N·m
:4{Qh
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· xHm/^C&px
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m C#ZhsWS!b
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m {f&NStiB
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m e/ WBgiLw
=×0.98=242.86N·m rQn{L{
运动和动力参数结果如下表 .B6`OX&k
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min (lieiye^
输入 输出 输入 输出 ^t`f1rGR
电动机轴 3.03 20.23 1440 E3LBPXK
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 =zz+<!!
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 xkF$D:sP
HRj7n<>L=
5、“V”带轮的材料和结构 yB=C5-\F
确定V带的截型 jT{f<P0
工况系数 由表6-4 KA=1.2 c1PViko,>
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 jk
K#e$7
V带截型 由图6-13 B型 =?wMESU
kSB3KR;~n
确定V带轮的直径 ?_8%h`z
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm k?o^5@b/
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s y#&$f
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm )\D2\1e(c
DgC3>
yL
确定中心距及V带基准长度 ]NbX`'
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 E]\D>[0O
360<a<1030 Z@;jIH4 (
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm 7[4_+Q:}
BXNI(7xi
初定V带基准长度 HE*7\"9
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm @k_Jl>X
} /[_
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm "3\oQvi.
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm n?zbUA#
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 Fq vQk
1XqIPiXJ
确定V带的根数 aB=vu=hF
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw KbXbT
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 W+8BQ-2
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 xOwNCh
带长修正系数 由表6-2 KL=1 lr-12-D%-
TNyK@~#m
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 c!tvG*{
\m(ymp<c`
取Z=2 67}]s@:l](
V带齿轮各设计参数附表 fEHh]%GT`
VV?]U$
各传动比 7fap*
/_$~rW
V带 齿轮 6e-#XCR{
2.3 5.96 $7msL#E7
#L_@s
d
2. 各轴转速n ?(fQ<i n
(r/min) (r/min) ;3 G~["DA
626.09 105.05 oP+kAV#]
N8,EI^W8Z
3. 各轴输入功率 P nu;}S!J
(kw) (kw) [B}1z
2.93 2.71 !S~,>,yd
}5fU7&jA;3
4. 各轴输入转矩 T 0\?_lT2
(kN·m) (kN·m) 8T8pAs0
p
43.77 242.86 LN@lrC7X
/1IvLdPIu
5. 带轮主要参数 IUluJ.sXIf
小轮直径(mm) 大轮直径(mm)
H;b8I
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 ^;0~6uBEJr
带的根数z T[i7C3QS
160 368 708 2232 B 2 `
(7N^@
Ac5o K
6.齿轮的设计 gCk y(4
jM3Y|}+
(一)齿轮传动的设计计算 .q_uJ_qu-
dPH!
V6r
齿轮材料,热处理及精度 )5GdvqA
考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮 >?G|Yz*kEJ
(1) 齿轮材料及热处理 }Ll3AR7\
① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数=24 lry&)G=5
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 ? !oVf>
② 齿轮精度 ga{25q}"
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 A/$KA'jX
|7S4;
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 ~q8V<@?
按齿面接触强度设计 I9*BENkR
MuFU?3ovG*
确定各参数的值: -_{C+Y_
①试选=1.6 wQdW
lon
选取区域系数 Z=2.433 U2[3S\@
0'V-
则 siss_1J
②计算应力值环数 '&pf
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) :b M$;
=1.4425×10h Eis%)oE
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) uwH)/BW)[
③查得:K=0.93 K=0.96 So)KI_M
④齿轮的疲劳强度极限 0'q(XB`i=
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: _} X`t8L h
[]==0.93×550=511.5 Z+``/Q]>+
YA;8uMqh;
[]==0.96×450=432 WnJLX ^;
许用接触应力 &aevR^f+
f1]AfH#
⑤查课本表3-5得: =189.8MP zNsL^;uT
=1 DX%8.@
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 Ghq'k:K,
=4.47×10N.m +3o)L?:g
3.设计计算 St3(1mApl
①小齿轮的分度圆直径d *(\;}JF-
.~A"Wyu\
=46.42 *nsnX/e(-
②计算圆周速度 2LxVt@_R!%
1.52 ~kj(s>xP
③计算齿宽b和模数 :`>+f.)
计算齿宽b S"KTL *9D
b==46.42mm -EkDG]my
计算摸数m ?^yh5
初选螺旋角=14 jC/JiI
= m|ERf 2-
④计算齿宽与高之比 /H;kYx
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 @8<uAu%
=46.42/4.5 =10.32 e\
l,gQP
⑤计算纵向重合度 4na4Jsq{
=0.318=1.903 IjB*myN.
⑥计算载荷系数K owpJ7S1~
使用系数=1 0m+5Zn
根据,7级精度, 查课本得 t~<-4N$(
动载系数K=1.07, p\]LEP\z,
查课本K的计算公式: &W!d}, ;
K= +0.23×10×b l>5]Wd{/
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 qT<qu(V:
查课本得: K=1.35 3 ?|; on
查课本得: K==1.2 6rN5Xf cS
故载荷系数: VU+ s7L0
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 Ay"2W%([`
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 VrGb;L'[
d=d=50.64 FUqhSW
⑧计算模数 kG;\i
= J|2Hqd
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 A6x_!
由弯曲强度的设计公式 R:IS4AaS
≥ G4exk5
g*AD$":
⑴ 确定公式内各计算数值 : {N3o:
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m lRATrp#T
确定齿数z |b'<XQ&l5
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 ZhbY,wJ,
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 agxSb^ 8tF
Δi=0.032%5%,允许 NK#"qK""k
② 计算当量齿数 @8M2'R\
z=z/cos=24/ cos14=26.27 .McoW7|Y
z=z/cos=144/ cos14=158 zc,9Qfn
③ 初选齿宽系数 xc]C#q
按对称布置,由表查得=1 q(ET)xCeD
④ 初选螺旋角 )|^<woli,
初定螺旋角 =14 komxot[[
⑤ 载荷系数K yE|}
r
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 K^qUlyv
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y \,bFm,kC?
查得: %:;[M|.
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 Hv7D+j8M
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 i!}nGJGg
O<d?'{
⑦ 重合度系数Y ZNC?Ntw
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 CT:eV7<>s
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 QGz3id6
=14.07609 $*)(8C l
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 JX@6Sg<
⑧ 螺旋角系数Y 'SD|ObBY
轴向重合度 =1.675, A&lgiR*ObT
Y=1-=0.82 09;'z
F-7b`cF9[r
⑨ 计算大小齿轮的 8 8=c3^
安全系数由表查得S=1.25 H-
qP>:
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 |&RX>UW$W
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 @?cXa: tX
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 ~Ow23N
查课本得到弯曲疲劳强度极限 AFB 7s z
小齿轮 大齿轮 *0@;
kD=
A8Z?[,Mq!
查课本得弯曲疲劳寿命系数: E?h2e~ ,]
K=0.86 K=0.93 ,,#rv-*
lGHu@(n<
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 V #\ZS{'J
[]= [W\atmd"
[]= R qjDMN:
T0"0/{5-_
1;~ 1U9V
大齿轮的数值大.选用. . .je<
u{nWjqrM*5
⑵ 设计计算 XoQk'7"f
计算模数 Vh9s.=*P@
/?-p^6U
hRZS6" #
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:
kt0{-\
p
Y{|~A
z==24.57 取z=25 [W;dguh
Jas|P}{=fT
那么z=5.96×25=149 z,x"vK(
QpTNU.v5f
② 几何尺寸计算 Y^m=_*1g5
计算中心距 a===147.2 gsm^{jB
将中心距圆整为110 B|$13dHfa
~Q9)Q
按圆整后的中心距修正螺旋角 XoiYtx53
$AhX@|?z
=arccos 7^TXlWn^G
2bxMIr
因值改变不多,故参数,,等不必修正. 3udIe$.Q
Ty:Ir
计算大.小齿轮的分度圆直径 ~dr1Qi#j?
-2ij;pkIW$
d==42.4 x, G6`|Hl
7-g4S]r<
d==252.5 U7%pOpO!
LU7)F,ok
计算齿轮宽度 r<N*N,~
Zt0%E<C{
B= "t&k{\$\
K0H!Ds9
圆整的 iT9Ex9RL
EI+/%.,
大齿轮如上图: F1*rUsRKN
m`q>_*
;/3/R/^g
CuO*>g^K[
7.传动轴承和传动轴的设计 =\7p0cq&*
TZyQOjUu
1. 传动轴承的设计 JJ=is}S|
zP'pfBgbJW
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 NKhR%H
P1=2.93KW n1=626.9r/min nGgc~E$j
T1=43.77kn.m GZVl384@
⑵. 求作用在齿轮上的力 ZDJWd=E
已知小齿轮的分度圆直径为 Cwf$`?|W
d1=42.4 W&f Py%g
而 F= I/V#[K C
F= F =>%%]0
FtDAk?
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N LK/V]YG
Ic!83-
Qf(e'e
0BE^qe
⑶. 初步确定轴的最小直径 <OfzE5
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 ,O{ 5
|Z|xM
w=o m7%J@l
A@AGu#W
从动轴的设计 o`! :Q!+
L([ >yQZ
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, A1$'[8U~3
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M rL3Vogw'e
⑵. 求作用在齿轮上的力 6mpUk.M"
已知大齿轮的分度圆直径为 e"mfJY
d2=252.5 Q.$h![`6
而 F= OBQ!0NM_b
F= F +%9Y7qol
<r3n?w8
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N m48Y1'4
OVf|4J/Yx
7Q}@L1A9F,
I;:_25WGC
⑶. 初步确定轴的最小直径 L%Q *\d
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 pT$AdvI]
:#jv4N
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 wGX"R 5
查表,选取 e91d~
oe"ShhT
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 @??
6)C
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 Mg/2w
y36aoKH
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 ofCP>Z-
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 。 ur7a%NH
(5;xs
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. KL~sEli
H9!*DA<W
D B 轴承代号 `Db}q^mQ
45 85 19 58.8 73.2 7209AC qrYeh`Mv
45 85 19 60.5 70.2 7209B ?=rh= #
50 80 16 59.2 70.9 7010C +t{FF!mL
50 80 16 59.2 70.9 7010AC L-dKZ8Q
2Jv4l$$;*
S-|$sV^cG
4q8%!\A+
Lr&BZM
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 hJNA%
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, f|5|n>*
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. x#j_}L!V;
')RK(I
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. 3i~{x[Jc
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, I =pd jD
高速齿轮轮毂长L=50,则 m:CpDxzbf
wX;NU4)n
L=16+16+16+8+8=64 0X w?}
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. A79SAheX#
}clNXtN
5. 求轴上的载荷 )dcGV$4t[
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, R8*4E0\br
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. z[OEgHI
q1Mk_(4oJ
'9XwUQx
9x<
8(]\
Elx bHQj6
2c]O Mtk
PnvLXE}F
K)ib{V(50
"p\KePc;@
VF.S)='>Eu
eO#)QoHj^
传动轴总体设计结构图: >TgO|mq
UqbE
4e sf&-gG
d[de5Xra
(主动轴) >EjBknl
59u7q(
GEgf_C!%@
从动轴的载荷分析图: LBR_Q0EP
@P/{x@J
6. 校核轴的强度 UQy+&;#5
根据 $[e*0!e
== J u7AxTf~
前已选轴材料为45钢,调质处理。 e2v,#3Q\
查表15-1得[]=60MP K\PS$
〈 [] 此轴合理安全 RIlPH~
@VFg XN
8、校核轴的疲劳强度. f,*e?9@;s
⑴. 判断危险截面 xhv)rhu@
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. ;x"B ):?\
⑵. 截面Ⅶ左侧。 ^z1WPI
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 m6}"g[nN
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 p/:L;5F
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 UHHe~L
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 h fNBWN
截面上的弯曲应力 ^`$KN0PY
a<Ta *:R$0
截面上的扭转应力 fO+;%B
== R?k1)n
轴的材料为45钢。调质处理。 F-t-d1w6
由课本得: #cA}B
L!3
}-kb"\X%g
因 8u4]@tJH
经插入后得 rB\UNXy
2.0 =1.31 e_e|t>nQ
轴性系数为 '
x|B'
=0.85 RV~w+%f
K=1+=1.82 XyhdsH5%3!
K=1+(-1)=1.26 zR:S.e<
所以 [69aTl>/
Y,9("'bo
综合系数为: K=2.8 7 @ZL(G
K=1.62 &p*N8S8
碳钢的特性系数 取0.1 $W)FpN;CW/
取0.05 ^#%[
安全系数 )pJzw-m"
S=25.13 SU:Cm:$
S13.71 |h;MA,qva
≥S=1.5 所以它是安全的 #nnP.t m
截面Ⅳ右侧 =
hpX2/]
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 -?ip ?[Z
(mycUU%
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 ~k&b3-A}
V9+7A
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 y 8sI @y6
n'&WIf3
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 ^rI&BN@S
截面上的弯曲应力 5(,WN
截面上的扭转应力 *`\>J.
==K= 0tA+11Iu
K= 45#`R%3
所以 PR Y)hb;1
综合系数为: c=7L)w:I
K=2.8 K=1.62 7eY*Y"GX
碳钢的特性系数 .NabK
取0.1 取0.05 &u8BGMl2
安全系数 _M7AQ5
S=25.13
pNDL:vMWP
S13.71 4bmpMF-
≥S=1.5 所以它是安全的 s+4G`mq>*
k38Ds_sW6d
9.键的设计和计算 \wMr[_LW
>XA#/K
①选择键联接的类型和尺寸 >Z/,DIn,I
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. M6?* \9E
根据 d=55 d=65 XI
pXP,Yy
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 nU/v(lN
b=20 h=12 =50 pbu 8Ib8z
1Azigd0%
②校和键联接的强度 Pb!kl #
查表6-2得 []=110MP B4I|"5G2y
工作长度 36-16=20 x3]es"4Q
50-20=30 #Ez>]`]TB
③键与轮毂键槽的接触高度 Lt_7pb%
K=0.5 h=5 D=e&"V a
K=0.5 h=6 ,1od]]>(O
由式(6-1)得: "= HCP,
<[] 4"0`J
<[] IGVNX2
两者都合适 JVU:`BH
取键标记为: !J.qH%S5
键2:16×36 A GB/T1096-1979 >Efv?8$E\
键3:20×50 A GB/T1096-1979 Cdc6<8
10、箱体结构的设计 B;L~hM
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, 7`
&K=( .
大端盖分机体采用配合. fk9FR^u
&c0U\G|j
1. 机体有足够的刚度 8LB+}N(8f
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 u3Ua>A-
|G{TA
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 *l^h;RSx
?> }bg
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm C;M.dd
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 EG2NE,,r
na_Y<R`
3. 机体结构有良好的工艺性. In5'(UHW:
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. GRS[r@W[1
?$v#;n?@I
4. 对附件设计 Ar N *9
A 视孔盖和窥视孔 K)N7Y=C3
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 ]_@5LvI
B 油螺塞: $s$z"<
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。 IZoa7S&t
C 油标: O:WFh;c
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 t=Tu-2,k
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. pS;jrq
I#
z`]'~
D 通气孔: 1
@tVfn}
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. UJ<eF/KSmG
E 盖螺钉: 4#!NVI3t
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 9=89)TrY
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. q3#07o_dV
F 位销: 1^TOTY
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. PSNfh7g
G 吊钩: 9;NR
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. I#tn/\n
#/\5a;Elc
减速器机体结构尺寸如下: 5v<BB`XWp
Tn8Z2iC
名称 符号 计算公式 结果 FE,&_J"
箱座壁厚 10 ]^uO3!+
箱盖壁厚 9 2'$p(
箱盖凸缘厚度 12 |MY6vRJ(
箱座凸缘厚度 15 O|}97a^
箱座底凸缘厚度 25 J.N%=-8
地脚螺钉直径 M24 IDyf9Zra?
地脚螺钉数目 查手册 6
3XjM@D
轴承旁联接螺栓直径 M12 T1.`*,t)=
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 `D6Bw=7
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 X!Xl
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 "9:1>Gr{G
定位销直径 =(0.7~0.8) 8
T.]+T[}!
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 sluR@[l
22 Ew~piuj
18
s>~ h<B
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 .gh3"
16
I4.^I/c(
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 I"eXoqh
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 icLf;@
齿轮端面与内机壁距离 > 10 ,#@B3~giC
机盖,机座肋厚 9 8.5 sN.h>bd
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) )o-rg
150(3轴) I'%vN^e^
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) x<W`2Du
150(3轴) !)FM/Xj,o
f^\qDvPur
11. 润滑密封设计 ~ x-
R78'
t`1E4$Bb\
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. #0V$KC*>
油的深度为H+ (P&~PJH
H=30 =34 ^kA^>vi
所以H+=30+34=64 u^&2T(xGi
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 [R:\
t=J WD2
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 eAR]~
NiW
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 9&a&O
Z{
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 %9B r
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 AC:cV='
m08:EXP
12.联轴器设计 z'OY6
UT!gAU
1.类型选择. $Kw)BnV
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 1D159 NLB
2.载荷计算. `&]<_Jc1
公称转矩:T=95509550333.5 QhUv(]0
查课本,选取 x@/ N9*
所以转矩 7.@$D;L9
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 0EiURVX
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm
c]3% wL
DdJ>1504
四、设计小结 X=$WsfN.h
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。
&0! f_
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。 zG)XB*c
五、参考资料目录 G
Xx7/ X
[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; @=4K%SCw
[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; 8G@I e
[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; ;T6{J[
h
[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; "|<6bA
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 ?`T<
sk8c
[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; 7 $AEh+f
[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。