机械设计基础课程设计任务书 M+^+u 1QQ0
Fx0<!_tY-
课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计 x2TCw
FyQ^@@
专 业:机械设计制造及自动化(模具方向) 2{h9a0b
}g _#.>D+
目 录 mvxg|<
'gE_xn7j
一 课程设计书 2 { l LUZM
XH2g:$
二 设计要求 2 )5X7|*LP
?
B^*YCo7(
三 设计步骤 2 aX1|&erI
rC<m6
1. 传动装置总体设计方案 3 +B'9!t4 2
2. 电动机的选择 4 .x1EdfHed/
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 g!%csf
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 Ph.$]yQCc]
5. 设计V带和带轮 6 rYq8OZLi
6. 齿轮的设计 8 D1lHq/
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 37!}8
8. 键联接设计 26 w>rglm&
9. 箱体结构的设计 27 8c3X9;a
10.润滑密封设计 30 G(4:yK0
11.联轴器设计 30 `pN]Ykt
h_d!G+-]
四 设计小结 31 8F4#E
U
五 参考资料 32 ipKkz
/{1 xpR
一. 课程设计书 R{6.O+j`
设计课题: 8N8B${X
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 |g4!Yd
表一: Cl>'K*$F
题号 P67r+P,
})bTQj7
参数 1 IEeh)aj[
运输带工作拉力(kN) 1.5 1p9f& w
运输带工作速度(m/s) 1.1 i' |S
g
卷筒直径(mm) 200 Ra_6}k
NP^kbF
二. 设计要求 D@4hQC\
1.减速器装配图一张(A1)。 **0Y*Ax@
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 _.FxqH>
3.设计说明书一份。 C2eei're
94|BSxc
三. 设计步骤 tp*AA@~
1. 传动装置总体设计方案
h+ELtf
2. 电动机的选择 w>VM--
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 8u;l<^<
4. 计算传动装置的运动和动力参数 :fpYraBM
5. “V”带轮的材料和结构 AytHnp\H
6. 齿轮的设计 8<?60sj
7. 滚动轴承和传动轴的设计 D
7H$!(F>
8、校核轴的疲劳强度 31YzTbl[H
9. 键联接设计 2lHJ&fck<
10. 箱体结构设计 d:=5y)
11. 润滑密封设计 T92k"fBY
12. 联轴器设计 KH2a 2
iu&'v
1.传动装置总体设计方案: 't^OIil
P7"g/j" "
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。 > -Jd@7-
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,
; >.>vLF
要求轴有较大的刚度。 |' mgo
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![%&-l
其传动方案如下: kV6T#RVob
Scs \nF2
图一:(传动装置总体设计图) aeE9dV~
.azdAq'r&\
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 (o
选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。 =JNoC01D
传动装置的总效率 ) <^9`
η=η1η2η3η24η25η6=0.96×××0.97×0.96=0.759; SukRJvi
为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率, VwHTtZ
η3为联轴器的效率,为球轴承的效率, xC!, v 0&
为圆锥滚子轴承的效率,η6为卷筒的传动效率。 8TC%]SvYim
I`E9]b(w
2.电动机的选择 07# ~cVI
g5X+iV
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, m_Z%[@L
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, Bk>Ch#`Bw
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。 gn#4az3@e>
{&"rv<p
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, Qy5\qW'
(?I8/KYR
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0 *#+XfOtF
Iz!Blk
额定电流8.8A,满载转速1440 r/min,同步转速1500r/min。 qnv9?Xh
R.*KaCA
u0#q)L8
方案 电动机型号 额定功率 l)HF4#Bs
P _)zSjFX9
kw 电动机转速 eB<R@a|?S
电动机重量 C B=H1+
N 参考价格 5A Vo#}&\
元 传动装置的传动比 9] Uvy|
同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器 9eH(FB
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02 s==gjA e:
DU4NPys]y
中心高 Elh: %dr Q
外型尺寸 ?msx
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 /Rb`^n#
132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 5L"{J5R}
Bk?3lwCT
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 a(NN%'fDD
Pj8s;#~u
(1) 总传动比 C5\bnk{
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 '|G_C%,B
(2) 分配传动装置传动比 RN]4 Is:
=× ,/C<GFae
式中分别为带传动和减速器的传动比。 mfIY7DP
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 $e_A( |
4.计算传动装置的运动和动力参数 b-@6w(j
(1) 各轴转速 NELQo#kjZ
==1440/2.3=626.09r/min 8h78Zb&[
==626.09/5.96=105.05r/min 5 b( [1*
(2) 各轴输入功率 W> s@fN9
=×=3.05×0.96=2.93kW Aj*0nV9_
=×η2×=2.93×0.98×0.95×0.993=2.71kW L/1?PM
则各轴的输出功率: sFC&DTb?
=×0.98=2.989kW \RnGKQ"4
=×0.98=2.929kW Bi]`e_(}
各轴输入转矩 g(7htWr4
=×× N·m 5-0
电动机轴的输出转矩=9550 =9550×3.05/1440=20.23 N· #%il+3J
所以: =×× =20.23×2.3×0.96=44.66N·m _~d C>`K
=×××=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m P)XkqOGpT9
输出转矩:=×0.98=43.77 N·m G0^WQQ4
=×0.98=242.86N·m $h`?l$jC(@
运动和动力参数结果如下表 G9<pYt{:
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min }"06'
输入 输出 输入 输出 `^-?yu@
电动机轴 3.03 20.23 1440 vHZw{'5y
1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09 5][Rvu0
2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05 )@RTU~#
U{q6_z|c
5、“V”带轮的材料和结构 1uG?R
确定V带的截型 7v}4 Pl,$4
工况系数 由表6-4 KA=1.2 .Kv>*__-Q
设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8 NDm@\<MIzB
V带截型 由图6-13 B型 SXSH9;j
~Us1F=i_Q
确定V带轮的直径 if9I7@
小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm HWxk>F0
验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s t48(,
大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm 1M7=*w,
VZ&>zF
确定中心距及V带基准长度 H'-Fv!l?
初定中心距 由0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2)知 !bFa\6]q
360<a<1030 g+hz>^Wg
要求结构紧凑,可初取中心距 a0=700mm c2Ua!p(c
C"PN3>x}j
初定V带基准长度
S
U~vS
Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm WW2VW-Hk
[3>l^Q|#
V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm ,-ZAI b*
传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm v1?P$f*g
小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640 j
wlmWO6
JAj<*TB.%
确定V带的根数 f(=yC}si
单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw M@UkXA}
额定功率增量 由表6-6 △P=0.3 sTU]ntoQqR
包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96 [&k[k)
带长修正系数 由表6-2 KL=1 c5>&~^~>Tx
|tP1,[w">
V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556 B<
P H7
2/RK
pl &
取Z=2 .Ej `!
V带齿轮各设计参数附表 g-U'{I5F
Pk T&zSQA
各传动比 oOy@X =cw
)p4o4aM
V带 齿轮 ^ ]SS\=7
2.3 5.96 V=I au_
&_HSrU
2. 各轴转速n 1 h|cr_
(r/min) (r/min) Y=sRVypJ
626.09 105.05 ca*USM
T9jp*
3. 各轴输入功率 P Wxkk^J9F3
(kw) (kw) ;'!U/N;-
2.93 2.71 ?/9]"HFHN
`0uKJFg
4. 各轴输入转矩 T 2/sD#vC
(kN·m) (kN·m) f/H rO6~k%
43.77 242.86 ?t$sju(\
@=h%;"
5. 带轮主要参数 .%+'Ts#ie
小轮直径(mm) 大轮直径(mm) [bUM x
中心距a(mm) 基准长度(mm) V带型号 h']RP
带的根数z E
`Ualai
160 368 708 2232 B 2 I7r{&X) D
"B*a|
'n!
6.齿轮的设计 iaQ[}'6!$
B]ul~FX
(一)齿轮传动的设计计算 7f8%WD)
!I-+wc{ss
齿轮材料,热处理及精度 =xQ7:TB
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 KGxF3xS*7
(1) 齿轮材料及热处理 `* "u"7e
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 vC E$)z'"
高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z=i×Z=5.96×24=143.04 取Z=144 eJ+;!0
② 齿轮精度 B)O=wx
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。 7'S/hV%
#B8`qFpQC
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸 P0~3<h?U8
按齿面接触强度设计 q@F"fjWBr
[6K2V:6:
确定各参数的值: |Yh-`~~A"
①试选=1.6 hhlQ!WV2
选取区域系数 Z=2.433 @k<RX'~q
Y'i0=w6G
则 R?qV FMQ
②计算应力值环数 o+;=C@,'
N=60nj =60×626.09×1×(2×8×300×8) D%(9ot{!e
=1.4425×10h D@uw[;Xb5
N= =4.45×10h #(5.96为齿数比,即5.96=) T~cq= i|O
③查得:K=0.93 K=0.96 @g9j+DcU
④齿轮的疲劳强度极限 D;Fvd:
取失效概率为1%,安全系数S=1,公式得: ;_amgRP7$
[]==0.93×550=511.5 Re5m
R"6Gm67 t
[]==0.96×450=432 VH4P|w[YF
许用接触应力 |xZDc6HDW
J_}&Btb)e
⑤查课本表3-5得: =189.8MP (M4~N)7<P5
=1 Jc~^32
T=9.55×10×=9.55×10×2.93/626.09 0(|R NV_
=4.47×10N.m pu=T
pSZ
3.设计计算 +cvz
①小齿轮的分度圆直径d {k1s@KXtd
B, xrZ s
=46.42 {.bLh0
②计算圆周速度 9<kKno
1.52 k^Tu9}[W1
③计算齿宽b和模数 a[\,K4l
计算齿宽b _bqiS]:
b==46.42mm 583ej2HPg
计算摸数m 6R%c+ok8i
初选螺旋角=14 cx|[P6d
= HQ7-,!XO
④计算齿宽与高之比 j$T2ff6
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50 PtO-%I<N
=46.42/4.5 =10.32 ^8.R 'Yq
⑤计算纵向重合度 q?[{fcNh$
=0.318=1.903 mvVVPf9
⑥计算载荷系数K ^c< <I-o|
使用系数=1 u9:;ft{}N
根据,7级精度, 查课本得 .2Q`. o)
动载系数K=1.07, , Ot3N\%yn
查课本K的计算公式: |4-c/@D.~
K= +0.23×10×b $%;NX[>j
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×46.42=1.33 TcZ
Ci^1F
查课本得: K=1.35 .Y_RI&B!L
查课本得: K==1.2 R"5/
故载荷系数: si=/=h
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.33=1.71 :|<D(YA
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 Qo DWR5*^D
d=d=50.64
.}ohnnJB0
⑧计算模数 [Qy]henK
= gwThhwR
4. 齿根弯曲疲劳强度设计 }tft@,dIC
由弯曲强度的设计公式 BS*cG>T
≥ eWqJ 2Tt
j!mI9*hP
⑴ 确定公式内各计算数值 20^F -,z
① 小齿轮传递的转矩=47.58kN·m BRQ9kK20
确定齿数z 1kio.9NIp
因为是硬齿面,故取z=24,z=i z=5.96×24=143.04 9`dQ7z.8t
传动比误差 i=u=z/ z=143.04/24=5.96 )prpG !
Δi=0.032%5%,允许 VOG DD@
② 计算当量齿数 TT.EQv5
z=z/cos=24/ cos14=26.27 O~{Zs\u9
z=z/cos=144/ cos14=158 J2aA"BhdC"
③ 初选齿宽系数 akm) X0!-}
按对称布置,由表查得=1 UbC)XiO
④ 初选螺旋角 m f4@g05
初定螺旋角 =14 2r?g|<
:
⑤ 载荷系数K ]_d(YHYf
K=K K K K=1×1.07×1.2×1.35=1.73 kC|tv{g#>
⑥ 查取齿形系数Y和应力校正系数Y IZJV6clM
查得: 3(^9K2.s}
齿形系数Y=2.592 Y=2.211 kt[#@M!}
应力校正系数Y=1.596 Y=1.774 QV{Nq=%]
b44H2A.
⑦ 重合度系数Y o"Ef>5N
端面重合度近似为=[1.88-3.2×()]=[1.88-3.2×(1/24+1/144)]×cos14=1.7 kG?tgO?*
=arctg(tg/cos)=arctg(tg20/cos14)=20.64690
*}ay
=14.07609 cB.v&BSW
因为=/cos,则重合度系数为Y=0.25+0.75 cos/=0.673 ]a_;*Xq8d
⑧ 螺旋角系数Y 8Y5*
1E*
轴向重合度 =1.675, xg'0YZ\t
Y=1-=0.82 JB+pd_>5
`*}#Bks!
⑨ 计算大小齿轮的 of+$TKQNpN
安全系数由表查得S=1.25 <+_OgF1G
工作寿命两班制,8年,每年工作300天 T%P0M*
小齿轮应力循环次数N1=60nkt=60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10 a2dF(H
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10/5.96=1.05×10 WgE~H)_%
查课本得到弯曲疲劳强度极限 S`0@fieOf
小齿轮 大齿轮 &[3y_,
C!qW:H
查课本得弯曲疲劳寿命系数: N_C\L2
K=0.86 K=0.93 ]PUyX8'~
}{iR+MX
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 _
esFx
[]= 1O(fI|gcO
[]=
>kC@7h5)
-.^Mt.)
R#1m_6I
大齿轮的数值大.选用. .WyI.Y1
t$\]6RU
⑵ 设计计算 s<<vHzm
计算模数 Dm 'Q&
zw5EaY
%A82{
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: B Am{Gb
{\]SvoJnJ
z==24.57 取z=25 ~0/=5 dC
%#7M~RB[
那么z=5.96×25=149 5fVdtJk7
vja^O
② 几何尺寸计算 x!I7vs~~zW
计算中心距 a===147.2 rycscE4,
将中心距圆整为110 .Z/"L@
dr9I+c7u
按圆整后的中心距修正螺旋角 &X|z(vSJ$
>Pv%E
=arccos !*CL>}-,
T*YdGIFO
因值改变不多,故参数,,等不必修正. 6GJ?rE E/
u=ENf1{ $>
计算大.小齿轮的分度圆直径 Yq1 ~"he8
It]CoAo+
d==42.4 f, ;sEV
Ui?t@.
d==252.5 )Xg#x:
7Kh+m@q.
计算齿轮宽度 Qz<v. _
](T*f'LN
B= q=96Ci _a
A`OU}'v?L
圆整的 4[Oy3.-c
`^_.E:f
大齿轮如上图: N|7._AR2
Nb B`6@r
R \`,Q'3
c-s ~q/
7.传动轴承和传动轴的设计 0'L+9T5
mg#+%v
1. 传动轴承的设计 z&-3H/
7&T1RB'>
⑴. 求输出轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 b,SY(Ce~g
P1=2.93KW n1=626.9r/min s\kkD*
T1=43.77kn.m B&.XGo)
⑵. 求作用在齿轮上的力 cT.1oaAM0
已知小齿轮的分度圆直径为 -.z~u/uL
d1=42.4 yq;gBIiZ
而 F= 0eUsvzz15
F= F RYvS,hf6z
noL<pkks~R
F= Ftan=20646×0.246734=5094.1N 6.K)uQgjmv
*,Y+3yM
6oJ~Jdn'
4'X^YBm
⑶. 初步确定轴的最小直径 BJ{mX>I(
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 u1>| 2D
*!.'1J:YJ(
Pb[wysy
nwV\[E
从动轴的设计 X0
%k`3
'z+8;g.ekO
求输出轴上的功率P2,转速n2, T2, m3,]j\
P2=2.71kw,n2=105.05, T2=242.86kn.M r[~Km5
⑵. 求作用在齿轮上的力 =_v_#;h&
已知大齿轮的分度圆直径为 uWMAXGL
d2=252.5 >gVR5o
而 F= dq|z;,`
F= F A
u(Ng q
8 Z#)Xb4
F= Ftan=1923.6×0.246734=474.6N WU}JArX9
-
d>)
Ym!Ia&n
]A!Gr(FHQ
⑶. 初步确定轴的最小直径 *a+~bX)18
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 <EpP;
c
t,p?[Q
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 3:);vh!
查表,选取 {mueP6Gz@J
N5oao'7|A
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 4d6F4G4U
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 Yo:>m*31
nc&V59*
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 -*tP_=- Dg
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 。 (MbI8B>
<PJwBA %{
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. RQ|!?\a=
Y_f6y9?ZE
D B 轴承代号 g!aM-B^C
45 85 19 58.8 73.2 7209AC ,D~C40f
45 85 19 60.5 70.2 7209B =;c? 6{<1
50 80 16 59.2 70.9 7010C
SRj|XCd
50 80 16 59.2 70.9 7010AC KVqQOh'_T
Q0nSOTQ
@KNp?2a
U7
Z_
:2
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 A^o
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, v#D9yttO{
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. 9j9A'Y9(
3Jk;+<
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. PZH]9[H
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, ,/JrQWgD
高速齿轮轮毂长L=50,则 `EV[uj&1S
o-7>^wV%BD
L=16+16+16+8+8=64
:E'38~
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度. L suc*Ps
R-hqaEB
5. 求轴上的载荷 t</Kel|D
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, %,>> <8
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. CWt,cwFW
<[[DS%(M^
4$ejJaE
4z[Z3|_V
g2 4)GjDi
[4(TG<I
>^>
\y8on
h^34{pKDn
Qh)@-r3
S 8h/AW6l
/3rt]h"
传动轴总体设计结构图: ':F{st>&H
&bnF{~<\
JTl
37j
[0F+t,`
(主动轴) jcFh2
j[) i>Qw
:]e:-JbT4z
从动轴的载荷分析图: 5GT,:0
GeZwbJ/?B
6. 校核轴的强度 yIqsZJj
根据 p;BdzV>
== 1OE^pxfi>
前已选轴材料为45钢,调质处理。 kB"Sh_:m
查表15-1得[]=60MP az0( 54M
〈 [] 此轴合理安全 "uqa~R{
kn`KU.J.
8、校核轴的疲劳强度. +JBhw4et;.
⑴. 判断危险截面 w0tlF:Eg
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. Yy>%dL
⑵. 截面Ⅶ左侧。 xWn.vSos
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 C[? itk!
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 pShSKRg
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为 +6uun
截面Ⅳ上的扭矩T为 =242.86 :#I8Cf
截面上的弯曲应力 2%1g%
:h*20iP
截面上的扭转应力 RYS]b[-xZz
== %w6> 3#e
轴的材料为45钢。调质处理。 !bT0kP$3}
由课本得: 6DR@$fpt
@l>\vs<
因 ]Fl+^aLS
经插入后得 G-bG}9vc]
2.0 =1.31 6SlE>b9tA
轴性系数为 =EsKFt"
=0.85 p5c'gziR
K=1+=1.82 = ?vk n
K=1+(-1)=1.26 76$19
所以 Y\sLwLLlG
G\Toi98d*
综合系数为: K=2.8 D\N-ye1LE
K=1.62 qV9`
碳钢的特性系数 取0.1 peR=J7
取0.05 :[|`&_D9J
安全系数 .'5yFBS
S=25.13 o9q%=/@,
S13.71 qJ#?=ITE
≥S=1.5 所以它是安全的 L.l%EcW=,
截面Ⅳ右侧 #e+%;5\
抗弯系数 W=0.1=0.1=12500 >xJt&jW-
a%*W^R9Ls
抗扭系数 =0.2=0.2=25000 0f;L!.eP
T!(I\wz;Bo
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560 /PQg>Pa85
,^:Zf|V
截面Ⅳ上的扭矩为 =295 V4/P
截面上的弯曲应力 G/2@Mn-
截面上的扭转应力 6:ZqS~-
==K= Ml+.\'r
K= ~;wSe[
所以 sjWhtd[fgG
综合系数为: V:QfI
K=2.8 K=1.62 C[n,j#Mvje
碳钢的特性系数 8[(c'rl|)|
取0.1 取0.05 RvYew!n
安全系数 2s?j5 Sd
S=25.13 %zb7M%dC6`
S13.71 mZ ONxR6q$
≥S=1.5 所以它是安全的 nHNMoA
g0cCw2S
9.键的设计和计算 c^A3|tCi
IOvYvFUUJ
①选择键联接的类型和尺寸 *G'zES0x
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. (gl CTF9v
根据 d=55 d=65 %q2dpzNW
查表6-1取: 键宽 b=16 h=10 =36 ZMg%/C
b=20 h=12 =50 _
nS';48
HR.S.(t[_
②校和键联接的强度 XMa(XOnX
查表6-2得 []=110MP D3;^!ln]D
工作长度 36-16=20 rAn''X6H
50-20=30 P,_GTs3/G
③键与轮毂键槽的接触高度 W\N-~9UA
K=0.5 h=5 8kH'ai
K=0.5 h=6 s:jr/ j!
由式(6-1)得: T7Lk4cU
<[] >fdS$,`A
<[] PrDvRWM
两者都合适 @ DU]XKv
取键标记为: 3ZC to[Y
键2:16×36 A GB/T1096-1979 }1N)3~
键3:20×50 A GB/T1096-1979 :9_K@f?n
10、箱体结构的设计 HEht^/pJ
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量, lOI(+74
大端盖分机体采用配合. \1aj!)
O0WzDD
1. 机体有足够的刚度 e9k}n\t3
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度 |~8iNcIS
`r+e!o
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。 9i,QCA
sJt&`k Z
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm ~"
}t8`vP1
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为 6.KR(V
_BHb0zeot
3. 机体结构有良好的工艺性. "MZVwl "E#
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便. W*`2lf
n#,AZ&
4. 对附件设计 :*A6Ba
A 视孔盖和窥视孔
p,]Hs{R
在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固 [AE]0cO@
B 油螺塞: w/h?, L|
放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 i?4vdL8M
C 油标: q,0o:nI
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 Fg5>CppH
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出. 1wE~dpnx
Y]B2-wt-
D 通气孔: Ct$e`H!;
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. Ks8S^77
E 盖螺钉: {hZ_f3o
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。 D-E30b]e
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹. *1Nz
VV
F 位销: y?CEV-3+
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. c<pr1g
G 吊钩: *oZBv4Vh
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. VAsaJ`vcb
X/2Xr(z"k
减速器机体结构尺寸如下: 2+sNt6B2
vxk1RL*Xu
名称 符号 计算公式 结果 Z fL\3Mn
箱座壁厚 10 J3S@1"
箱盖壁厚 9 t9Pu:B6
箱盖凸缘厚度 12 "eZNci
箱座凸缘厚度 15 0&2TeqsLh)
箱座底凸缘厚度 25 VISNmz2P
地脚螺钉直径 M24 ~Q>97%
地脚螺钉数目 查手册 6 ;}=v|Dr&I.
轴承旁联接螺栓直径 M12 5~aSkg,MD
机盖与机座联接螺栓直径 =(0.5~0.6) M10 `|
L+a~~
轴承端盖螺钉直径 =(0.4~0.5) 10 EG@*J*|S
视孔盖螺钉直径 =(0.3~0.4) 8
/DQoM@X
定位销直径 =(0.7~0.8) 8 7MOjZD4?
,,至外机壁距离 查机械课程设计指导书表4 34 6@ToPbj4
22 6b6}HO
18 "9&6bBa
,至凸缘边缘距离 查机械课程设计指导书表4 28 6_^u}me
16 g=o)=sQd
外机壁至轴承座端面距离 =++(8~12) 50 \_De(
p
大齿轮顶圆与内机壁距离 >1.2 15 ~y$B#.l
齿轮端面与内机壁距离 > 10 .v/s9'lB
机盖,机座肋厚 9 8.5 ;]KGRT
轴承端盖外径 +(5~5.5) 120(1轴)125(2轴) C8-4 m68"
150(3轴) t?QR27cs$
轴承旁联结螺栓距离 120(1轴)125(2轴) [ -{L@
150(3轴) mI@E>VCV[
K /g\x0
11. 润滑密封设计 @&83/U?
R1{"
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. t
/EB
y"N#
油的深度为H+ ZiSy&r:(
H=30 =34 ;rV0
所以H+=30+34=64 z,X
^;
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 5ok3q@1_]{
:PY~Cws
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接 _;G"{e.=
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 CLdLO u"
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 ]uWx<aDB
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。 kzbgy)PK3
[3]!*Cd
12.联轴器设计 =V/$&96Q
{h7*a=
1.类型选择. neoT\HV
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器 <6Y o%xt
2.载荷计算. [`6|~E"F
公称转矩:T=95509550333.5 eeoIf4]
查课本,选取 % )i?\(/
所以转矩 0^?3hK
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 rPv+eM">
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm DSM,dO'
>C*q
四、设计小结 ,}=x8Xxr
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。 ALiA+k N
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。 6HCP1`gg
五、参考资料目录 y4/>3tz;
[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; H8`K?SXU
[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; V+nqQ~pJ&
[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; 0"ZB|^c=
[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; .o]vjNrd/
[5]《工程机械构造图册》,机械工业出版社,刘希平主编 lw\OsB$
[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; xzyV|(
[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。