机械设计基础课程设计任务书 z@?WhD
%c@PTpAM
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 M'VJE|+t
DWS#q|j`"
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) (9{qT>eJg=
kqjj&{vPFJ
目 录 yO`
|X
&g~NkJc0c
一 课程设计书 2 KQ^|prN?y
ECk3Da
二 设计要求 2 \U<d)j/
bg5i+a,?
三 设计步骤 2 vX_;Y#uD
[6Q1yNE
1. 传动装置总体设计方案 3 3WM*4
2. 电动机的选择 4 NA$%Up
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 R$`%<Y3)
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 \,#;gS"
5. 设计V带和带轮 6 p6&<eMwFA
6. 齿轮的设计 8 OC)=KV@KE
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 DOOF--ua
8. 键联接设计 26 k2(k0HFR
9. 箱体结构的设计 27 ' g d=\gV
10.润滑密封设计 30 J%lrXm(l{
11.联轴器设计 30 0\Tp/Ph
-s0\ 4
四 设计小结 31 ..5.":
五 参考资料 32 <7! "8e
r4d#;S9{o
一. 课程设计书 _sn<"B%>
设计课题: I+(
b!(H
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 4I9Yr
表一: z4(`>z2a
题号 raZkH8
=!)x`1j!S
参数 1 S LNq%7apx
运输带工作拉力(kN) 1.5 9z`72(
运输带工作速度(m/s) 1.1 K'B*D*w
卷筒直径(mm) 200 "MK2QIo
mDk6@Gd@U
二. 设计要求 MS:,I?
1.减速器装配图一张(A1)。 @urZ
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 ky&wv+7
3.设计说明书一份。 %`~+^{Wp
t|s(V-Wq
三. 设计步骤 V5p^]To!
1. 传动装置总体设计方案 j7$xHnV4
2. 电动机的选择 <oi'yr
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 X"9N<)C
4. 计算传动装置的运动和动力参数 XpYd|BvW
5. “V”带轮的材料和结构 YkE_7r(1
6. 齿轮的设计 )!U@:x\K
7. 滚动轴承和传动轴的设计 RF;[:[*W
8、校核轴的疲劳强度 `+0dz,
9. 键联接设计 @t0T+T3
10. 箱体结构设计 0$0
215
11. 润滑密封设计 IVy<>xpt
12. 联轴器设计 s}-j.jzB{
4>HaKJ-c#
1.传动装置总体设计方案: $|@pY| f
?:&2iW7z
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 _s<s14+od
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀, V(:wYk?ZR
要求轴有较大的刚度。 u'k+t`V&
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。 6(x53y__
其传动方案如下: 3t9CN
)*
@.c[z D
图一:(传动装置总体设计图) lMG+,?<uK&
`7'^y
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 1k^$:'
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 _CTg")0o
传动装置的总效率 c`&g.s@N\
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; .C&kWM&j
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, fUfd5W1"
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, O} (sn
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 cMCM>*X
cK2;)&U7
2.电动机的选择 :_]0 8
t: oQHhO?
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, .z=%3p8+
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, ;(jL`L F
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。 fJ0V|o
8aC=k@YE
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, V#|/\-@
>I<}:=
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 oO`a {n-
23Dld+E&
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 '9zKaL
~kj96w4eAR
{:b~^yW
方案 电动机型号 额定功率 /Oi(5?Jn
P ; yE.R[I
kw 电动机转速 o3eaNYa
电动机重量 .{ZJywE<
N 参考价格 2+?W{yAEi
元 传动装置的传动比 `rK@> -
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 IW>~Yl?
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 r> Xk1~<!
{0np
中心高 U;*t5l
外型尺寸 =tY%`e
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 ]~VuY:abH
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 rNKeY48\
h oM%|,0
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 G@Sqg
if*~cPnN
(1) 总传动比 DU)q]'[u
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 ?.uhp
(2) 分配传动装置传动比 ,fTC}>s4
=× <#;5)!gr{
式中分别为带传动和减速器的传动比。 g kV`ZT9
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 nqx0#_K-E
4.计算传动装置的运动和动力参数 r$-P
(1) 各轴转速 :VWN/m
==1440/2.3=626.09r/min <;'{Tj-"
==626.09/5.96=105.05r/min nd,\<}uP9
(2) 各轴输入功率 (d@(QJ
=×=3.05×0.96=2.93kW \IYv9ScAx
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW jcvq:i{
则各轴的输出功率: t#8QyN
=×0.98=2.989kW $aB`A$'hK
=×0.98=2.929kW 'p\&Mc_Gu
各轴输入转矩 (v
KJyk+Y
=×× N·m KKb7dZbt<
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· PFx.uqp
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m EYZ&%.Sy5
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m 3Nwix_&S
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m D5({&.X[-
=×0.98=242.86N·m .fhfb\$
运动和动力参数结果如下表 W8u&5#$I
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min YlT&.G
输入 输出 输入 输出 F(Zf=$cx
电动机轴 3.03 20.23 1440 g.blDOmlc
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 vJct)i
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 M;'GnGFf
|,S]EHIy
5、“V”带轮的材料和结构 @%*@Rar
确定V带的截型 EAm31v C
工况系数 由表6-4 KA=1.2 ,UC|[-J
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 ;@Z1y
V带截型 由图6-13 B型 ^c9_ F9N
%Ie,J5g5
确定V带轮的直径 R
>SZE"
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm R.l!KIq
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s q4Bw5~n
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm {q+gm1iC
4+nZ4a>LH?
确定中心距及V带基准长度 1:-
M<=J?f
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 oOLA&N-A~
360<a<1030 u rQvJ
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm l+@k:IK
mA%}ijR6y
初定V带基准长度 uOKD#
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm l-20X{$m:
-^t.eZ*|
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm GUM-|[~
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm Wd(|w8J{a
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 8 $H\b &u
[ +CFQf>
确定V带的根数 3D5adI<aq"
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw bA$ElKT
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 fhRu-
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 2XV|(
带长修正系数 由表6-2 KL=1 &U=_:]/
{M=B5-
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 $7xfLS8Vo
.YH#+T'
取Z=2 %}-ogi/c
V带齿轮各设计参数附表 BILZ XMf
6Fk[wH7
各传动比 *%_M?^
_Gb7n5p
V带 齿轮 bO6cv{>x
2.3 5.96 v;g,qO!LJ
mI:D
2. 各轴转速n
.#a7?LUH
(r/min) (r/min) PR(KDwsT&l
626.09 105.05 }TuMMO4+
&gC)%*I4
3. 各轴输入功率 P =%>E8)Jb
(kw) (kw) ?$<~cD" Sw
2.93 2.71 t4~?m{
$ntC{a>&
4. 各轴输入转矩 T yDe*-N\'W
(kN·m) (kN·m) VC Ay~,
43.77 242.86 qT4`3nH:
kDE:KV<"c
5. 带轮主要参数 8Jp?@qt=$
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) -)bu&
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 zH~g5xgh
带的根数z @^-f+o
160 368 708 2232 B 2 )liNjY@
|\"%Dy[m
6.齿轮的设计 i1b3>H*3
4
BNbS|?vV
(一)齿轮传动的设计计算 eCg|@d% D
eUgKwu;
齿轮材料,热处理及精度 m{lS-DlRg
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 *l0i}"T^_
(1) 齿轮材料及热处理 )^)|b5,
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 Spo[JQ%6
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 ~+RrL,t#
② 齿轮精度 (\%+id|/q@
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 %F;uW[4r
eR3MU]zF
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 cyL|.2,
按齿面接触强度设计 `sRys oW
OQyZ'
确定各参数的值: M[R'
①试选=1.6 REk^pZ3B
选取区域系数 Z=2.433 O7,:-5h0
S|IDFDn
则 =_2(S 6~
②计算应力值环数 y] $-:^
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) RT9%E/m
=1.4425×10h _.,"`U; H
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) B|;?#okx
③查得:K=0.93 K=0.96 X%B2xQM5
④齿轮的疲劳强度极限 2qKAO/_O
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: U/rFH9e$
[]==0.93×550=511.5 IF?
K5+ONA<c
[]==0.96×450=432 +gb"}
cN
许用接触应力 K*j1Fy:
/"1[qT\F
⑤查课本表3-5得: =189.8MP e#tWQM3
=1 #Z_f/@b
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 VZA>ErB
=4.47×10N.m |q_Hiap#a
3.设计计算 l W
Lj==
①小齿轮的分度圆直径d qKuHd~M{ 1
]jP0Z#
=46.42 1|3vwgRhs
②计算圆周速度 TiI3<.a!
1.52 ]#$rTWMl'
③计算齿宽b和模数 #}'sknvM}
计算齿宽b ~$4!C'0
b==46.42mm n(Ry~Xu_
计算摸数m 7I {rhA
初选螺旋角=14 Ymg,NkiP0
= gAy"W$F
④计算齿宽与高之比 -$y/*'
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 kmsgaB7?
=46.42/4.5 =10.32 DEpn>
⑤计算纵向重合度 B]cV|S|
=0.318=1.903 I;?np
⑥计算载荷系数K JB!KOzw
使用系数=1 "eKM<S
根据,7级精度, 查课本得 ,V=]QHcg
动载系数K=1.07, 0 aiE0b9c
查课本K的计算公式: *3!ixDX[r
K= +0.23×10×b "& q])3h =
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 zLV k7u{e
查课本得: K=1.35 AjO|@6
查课本得: K==1.2 xO'xZ%cUI
故载荷系数: ",Fqpu&M
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 6b=7{nLF
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 Kdb:Q0B
d=d=50.64 @LDu08lr
⑧计算模数 ~2U5Wt
= ltG|#(
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 !tv+,l&L
由弯曲强度的设计公式 @>hXh
+!2h
≥ nA XWbavY
P;lDri
⑴ 确定公式内各计算数值 T#R*]
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m EcmyY,w
确定齿数z $PKUcT0N9
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 hc5iIJ]
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 j2,w1f}T
Δi=0.032%5%,允许 %KmhR2v
② 计算当量齿数 L)/^%/!
z=z/cos=24/ cos14=26.27 >WW5;7$
z=z/cos=144/ cos14=158 83YQ c
③ 初选齿宽系数 [5jXYqD=vj
按对称布置,由表查得=1 }q[IhjD%
④ 初选螺旋角 V']1j
初定螺旋角 =14 X0gWTs
⑤ 载荷系数K G[[<-[C]5
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 ++M%PF [
{
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y )u(Dq u\t
查得: %(n^reuP
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 {'eF;!!Dy
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 ALnE[}N6,
Lk]/{t0
⑦ 重合度系数Y iQ_^MzA
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 \I`g[nT|
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690 @k,}>Tk
=14.07609 (
G# W6
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 XYsU)(;j
⑧ 螺旋角系数Y %W]"JwRu
轴向重合度 =1.675, @c#M^:9Dc
Y=1-=0.82 [i)G:8U
/2e,,)4g
⑨ 计算大小齿轮的 ?;)F_aHp
安全系数由表查得S=1.25 }=JuC+#~n
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 +c_8~C
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 i$W=5B>SO
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 rpO>l
查课本得到弯曲疲劳强度极限 Stxrgmu
小齿轮 大齿轮
66s h r
`tZ`a
查课本得弯曲疲劳寿命系数: nvnJVkL9s
K=0.86 K=0.93 aXO|%qX
1brKs-z
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 Kf-rthO
[]= [xsiSt?6
[]= `di/nv)
*Me{G y
X mX
.)h'Y
大齿轮的数值大.选用. C1KO]e >
@s/0 .7
⑵ 设计计算 AilfeHG
计算模数 &SE+7HXw
n32.W?9
0ge^pO\Z
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=50.64来计算应有的齿数.于是由: mMRdnf!Uid
z ''-AH,
z==24.57 取z=25 5.e.
BT
mrz@Y0mgL
那么z=5.96×25=149 ;NzS;C'
M~&X?/8
② 几何尺寸计算 eEG]JH
计算中心距 a===147.2 6C|]Fm
将中心距圆整为110 wam-=3W
%/x%hs;d
按圆整后的中心距修正螺旋角 Bpw<{U
]/{987
=arccos +B0G[k7
!HP/`R
因值改变不多,故参数,,等不必修正. {<3>^ o|"
h*GU7<F:a
计算大.小齿轮的分度圆直径 DfQD!}=
]\t+zF>&Y
d==42.4 XUyoZl?
U\Hd?&`9gz
d==252.5 ^."HD(
pD>^Dfd
计算齿轮宽度 -'OO6mU
N%.DjH
B= 1"82JN|!
9k@`{+wmZ
圆整的 hj.Du+1
*t+E8)qL
大齿轮如上图: 32sb$|eQq
HKdR?HM1
}w)`)N
%aszZP
7.传动轴承和传动轴的设计 E0i_sB~T
!cWnQRIt_F
1. 传动轴承的设计 #`0iN+qh
r2*'5jk_
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 3[jk}2R';p
P1=2.93KW n1=626.9r/min cs%NsnZ
T1=43.77kn.m O<x53MN^
⑵. 求作用在齿轮上的力 *ppb4R;CW
已知小齿轮的分度圆直径为 KrFV4J[
d1=42.4 S0ct;CS
而 F= e]+ [lq\p@
F= F V!SB9t`E
^<e"OV
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N -0)So
G"BoD 5m
nAp7X-t
UI4Xv
⑶. 初步确定轴的最小直径 995^[c1o6
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 2rw<]Ce
A_t<SG5
Hf/2KYZ
iK"j@1|
从动轴的设计 IP1|$b}sq
A*h)p@3t<
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, /rNY;qXM
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M $Q:5KNF+p
⑵. 求作用在齿轮上的力 ^/Hj^4~_U
已知大齿轮的分度圆直径为 BX),U
d2=252.5 y(RbW_
?
而 F= Hc@Z7eQ3^
F= F 2#Au6BvX
~P5!VNJ;r
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N ^yRCR] oT
]sjOn?YA+
d]e`t"Aj
b>%I=H%g
⑶. 初步确定轴的最小直径 l!ye\
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,取 @ %z5]w
p;n )YY$
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 )`rC"N)
查表,选取 -}UCdaQ3
Iw"?%k\U
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 33\b@F7b
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 9wKz p
t:M({|m Y
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 k#%19B
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 。 gWS49*O
Smk]G))o{
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. O)5-6lm
&V( LeSI
D B 轴承代号 cf@#a@7m9
45 85 19 58.8 73.2 7209AC UsQv!Cwu^
45 85 19 60.5 70.2 7209B No[xf9>t
50 80 16 59.2 70.9 7010C VH*j3
50 80 16 59.2 70.9 7010AC W,agPG\+
ecf7g)+C
v%aD:%wlY@
.: 7h=neEW
'd?8OV
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 ,iPkx(
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, 9Zrn(D
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. v2@M,xbxF:
JmYi&
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. "<O?KO3K
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, *rEW@06^\
高速齿轮轮毂长L=50,则 6!Isz1.re
Q|G[9HBI
L=16+16+16+8+8=64 OClY,@
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. C1G Wi4)
5WZLB =
5. 求轴上的载荷 ~`N|sI,
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, t%dPj8~
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. OC\C^Yh*U
:,VyOmf
oW+R:2I~O
F37,u|
xEiW]Eo
x@k9]6/zs
-=qmYf
f:utw T
Ta[}k/zW
P7Y[?='v
lMO0d_:b1
传动轴总体设计结构图: ,zw
zR<jZwo]#
"1#,d#Q $
yz+r@I5
(主动轴) WD)[Ac[
er<~dqZ}]
be@MQ}6>
从动轴的载荷分析图: o4Ba l^=[
k<f*ns
6. 校核轴的强度 <n`|zQ
根据 W4| ;JmT.r
== qzyQ2a_p
前已选轴材料为45钢,调质处理。 eeX)JC0A
查表15-1得[]=60MP PHOW,8)dZh
〈 [] 此轴合理安全 <St`"H
rj5:YQEH;
8、校核轴的疲劳强度. k4l72 'P
⑴. 判断危险截面 7vWB=r>5@
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. ><DE1tG
⑵. 截面Ⅶ左侧。 Gce_gZH7{
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 @F1pu3E
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 EagI)W!s[
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 {oZ]1Qf_
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 RcE%?2lD
截面上的弯曲应力
)Ob{]
P6?Q;-\q0
截面上的扭转应力 OL=b hZ
== nAYjSE
轴的材料为45钢。调质处理。 8_LDS
由课本得: D;E&;vP6%
\E30.>%,
因 v;A
经插入后得 0j yokER
2.0 =1.31 5Tu.2.)N
轴性系数为 _\<M58/z
=0.85 qnlj~]NV
K=1+=1.82 ,8
.`;
K=1+(-1)=1.26 Mu%'cwp$
所以 YUH/tl
*Zvw&y*
综合系数为: K=2.8 <eI;Jph5
K=1.62 +1y#=iM{
碳钢的特性系数 取0.1 ZAP+jX;
取0.05 E5dXu5+ye
安全系数 6 qq7:
S=25.13 ibq@0CR
S13.71 4>W`XH
≥S=1.5 所以它是安全的 /IC'R"V a
截面Ⅳ右侧 WAEKvM4*i0
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 Uwp
+w
q}!4b'z^
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 pA2U+Q@
Dn[1BWM/7
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 7~16letQ
TQou.'+v
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 g DhwJks
截面上的弯曲应力 2*|]#W
截面上的扭转应力 jBC9Vt;B
==K= %L/=heBBd
K= u62sq: GjH
所以 g U?)
综合系数为: piP8ObGjy
K=2.8 K=1.62 S|[UEU3FpB
碳钢的特性系数 Y!L jy
[/
取0.1 取0.05 I%p#E#[G
安全系数 @2mP
S=25.13 5-OvPTY`M
S13.71 cC4T3]4l'
≥S=1.5 所以它是安全的 d}ZHY[
/K^cU;E,
9.键的设计和计算 cabN<a
l
=(ZGaZ}
①选择键联接的类型和尺寸 3\{Sf /#
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. kslN_\
根据 d=55 d=65 QP#Wfk(C
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 ,:`6x[ +
b=20 h=12 =50 1 XG-O
:m d3@r']
②校和键联接的强度 U]|q4!WE
查表6-2得 []=110MP ca=e_sg
工作长度 36-16=20 OLrD4 e
50-20=30 z'lNO| nU
③键与轮毂键槽的接触高度 >-P0wowL
K=0.5 h=5 zqh{=&Tjx
K=0.5 h=6 qj&)w9RLJE
由式(6-1)得: sD8S2
<[] W(aRO
<[] X2cR+Ha0
两者都合适 g1~I*!p
取键标记为: o!~bR
键2:16×36 A GB/T1096-1979 _
^{Ep/ME=
键3:20×50 A GB/T1096-1979 MbfzGYA2~
10、箱体结构的设计 Q7|13^|C
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, [fp"MPP3
大端盖分机体采用配合. I*}#nY0+
Z+"&{g
1. 机体有足够的刚度 Gq*)]X{Ua
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 &>e DCs
~-5@- V
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 Jdn*?hc+
yf) `jPM1<
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 >|)0Amt
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 %z~U@Mka
ozC!q)j
3. 机体结构有良好的工艺性. n5.>;N.*
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. !dY:S';~
kA__*b}8UK
4. 对附件设计 {ah=i8$
A 视孔盖和窥视孔 |L;psK
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 'c&@~O;^d
B 油螺塞: L]d@D0.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。 GYC&P]
C 油标: 5vft}f
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 G%!\ p:w
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. 8%<`$`FyU
LUck>l\l
D 通气孔: S |>$0P4W(
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡. -j_I_
E 盖螺钉: 0j(jJAE.
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 iIaT1i4t.
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. Rt^<xXX$
F 位销: ( 'n8=J
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. WEtA4zCO
G 吊钩: W@,p9=425
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. V<4+g/
P0e ""9JOo
减速器机体结构尺寸如下: _AYC|R|
c%@~%IGF
名称 符号 计算公式 结果 uxyTu2L7
箱座壁厚 10 liqR#<
箱盖壁厚 9 Ia`JIc^e
箱盖凸缘厚度 12 *xg`Kwl5Kl
箱座凸缘厚度 15 K;p<f{PE
箱座底凸缘厚度 25 1/ pA/UVO
地脚螺钉直径 M24 T_?nd T2
地脚螺钉数目 查手册 6 K\+}q{
轴承旁联接螺栓直径 M12 l (,;wAH
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 pP* ~ =?
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 e j%;%`C-
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8 Hpi%9SAM
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 ^YR|WK Y
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 UIOEkQ\Wl
22 8ts+'65|F
18 {Mr~%y4
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 Y^2Qxo3"3
16 ,p!B"#
ot
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 ydND$@; Z
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 rS )b1nPA
齿轮端面与内机壁距离 > 10 zk5=Opmvh
机盖,机座肋厚 9 8.5
{kPe#n>xT
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) eh:}X}c=J]
150(3轴) Bw<zc=%
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) $54=gRo^
150(3轴) (X(1kj3
6I>5~?#
11. 润滑密封设计 U2V^T'Y[
&.Latx
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. 58&{5YpS
油的深度为H+ B9e.-Xaf
H=30 =34 :vK(LU0K
所以H+=30+34=64 ZP6x
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 )W]>\=@Y
-/UXd4S
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 #_?TIY:h
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 +Cf0Y2*@hM
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 "65||[=8
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 ?Z Rkn+;
/e|[SITe
12.联轴器设计 SgpZ;\_
kxm:g)`=[
1.类型选择. Qq T/1^imS
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 e)HhnN@
2.载荷计算. ^p 2.UW
公称转矩:T=95509550333.5 jQ_dw\
{0
查课本,选取 1xO!w+J#
所以转矩 f4'El2>-86
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 U['JFLF
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm L/q]QgCoA
-".kH<SWv
四、设计小结 JG@L5f
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。 QSHJmk 6L
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。 m!5HRjOO
五、参考资料目录 9DOkQnnc
[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; &@YFje6Lcm
[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; eQU-&-wt0
[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; ZT) !8
[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^R?Q'
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 uw Kh
[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; ^^7L"je]g
[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。